一種PET轉移基膜及其製備方法與流程
2024-04-03 00:21:05 1
本發明涉及一種PET轉移基膜及其製備方法。
背景技術：
眾所周知，轉移膜又稱熱轉印膜，其特點是拉伸強度高，熱穩定性好、熱收縮率低，表面平整光潔、剝離性好。近年來，市場對轉移基膜有著很大的需求，通常將PET原料成產的基膜作為真空鍍鋁的載體，經過鍍鋁機鍍鋁後，塗膠與紙複合，讓後將PET膜剝離，鋁分子層通過膠粘作用便轉移到紙板表面上，形成所謂的鍍鋁卡紙，卡紙是一種具有金屬光澤卡紙，是近幾年來發展起來的一種高級新穎包裝材料。這種鍍鋁卡紙色澤光亮、金屬感強、印品亮麗高雅，可以代替印刷品的大面積的燙金，為商品的美化起到了錦上添花的作用。目前，生產的PET轉移基膜的熱收縮率一般在0.1%～0.5%之間，不能完全滿足用戶的要求，如在高檔煙包用的鐳射轉移膜上的應用。現有技術急需一種耐熱性能好，抗拉強度高，不易收縮的PET轉移基膜。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術中存在的缺陷，提供一種耐熱性能好，抗拉強度高，不易收縮的PET轉移基膜。
為實現上述目的，本發明的技術方案是提供了一種PET轉移基膜，包括位於中部的芯層和設置在芯層兩個表面的表層，所述表層與芯層通過共擠、雙向拉伸一體成型，所述芯層為PET層，所述表層為混合有抗粘連劑的PET層。
本申請所述的轉移基膜，具有放縮特性，厚度為12～20μm，幅寬8700mm，耐熱溫度超過120℃，拉伸強度≥ 200MPa，熱收縮率≤3.5%,基膜表面摩擦係數≤0.55。與常規的轉移基膜相比，具有優異的防收縮性能，基膜橫向熱收縮率在嚴苛的測試條件190℃，10min下仍可控制在-0.5～0%範圍內，壓印效果清晰，轉移安全，厚度均一，品質穩定，可滿足生產高檔定位轉移基膜的要求，也可用於製作鐳射轉移鍍鋁包裝材料。
作為優選的，表層與芯層的原料組分重量配比為：表層：膜用聚酯熔體80%～90%，抗粘連劑母粒10%～20%；芯層：膜用聚酯熔體100%；抗粘連劑總體含量為300～320ppm。表層加入抗粘連劑可以使薄膜表面出現突出物，從而增加薄膜之間的空氣，使收卷好的薄膜容易剝離。表層、芯層、表層的結構可以減少抗粘連劑的使用量，同時提高基膜的耐熱溫度、拉伸強度和熱收縮率。
作為優選的，所述PET轉移基膜的厚度在12～20μm之間,表層和芯層的厚度比為：5～10:80～90。這樣的比例能在滿足後期薄膜剝離的基礎上，最大限度的減少抗粘連劑的使用量，從而提高透光率。
一種PET轉移基膜的製備方法，所述製備方法獲得的產品為PET轉移基膜，所述製備方法包括以下步驟：
第一步：聚酯合成：以PTA和MG為原料，經過聚酯反應合成PET，同時保持溫度在275～280℃；
第二步：共混：步驟一中聚酯反應合成的PET分為兩部分，一部分為芯層原料，另一部分為表層原料；抗粘連劑母粒經結晶乾燥後與表層原料按照權利要求2中的組分重量配比投入到混煉機混煉，形成混煉表層原料；混煉機各加熱區溫度均保持在275～280℃；
第三步：共擠：將混煉表層原料與芯層原料在擠出機中按照權利要求1中的結構進行擠出；
第四步：模頭鑄片：從擠出機模頭流出的熔體在鑄片輥表面急劇冷卻固化成厚片，模頭溫度控制在275～280℃；
第五步：縱向拉伸：在縱向拉伸機上將厚片拉伸成基膜，拉伸溫度為100～120℃，倍率為3.5～4.5:1，拉伸速度為280～320m/s，經過縱向拉伸的基膜在一組冷卻輥表面進行冷卻；
第六步：橫向拉伸：將經過縱向拉伸的基膜再進行橫向拉伸，橫向拉伸之前需要預熱，預熱溫度為90～110℃，預熱時間為1.5～2秒，拉伸溫度為100～120℃，倍率為3.5～4.5:1，拉伸速度為280～320m/s，拉伸後的基膜經過定型和冷卻，定型溫度為240～248℃，定型時間為4.5～5秒；
第七步：牽引切邊：對定型後的基膜邊緣進行切邊修整；
第八步：收卷、分切、成品：通過收卷機將電暈過的基膜收卷，後通過分切輥將基膜按照規格進行分切，將分切好的成品包裝、稱重後入庫。
通過使用本申請所述的製備方法，可以製得PET轉移基膜，厚度為12～20μm，幅寬8700mm，耐熱溫度超過120℃，拉伸強度≥ 200MPa，熱收縮率≤3.5%,基膜表面摩擦係數≤0.55。與常規的轉移基膜相比，具有優異的防收縮性能，基膜橫向熱收縮率在嚴苛的測試條件190℃，10min下仍可控制在-0.5～0%範圍內，壓印效果清晰，轉移安全，厚度均一，品質穩定，可滿足生產高檔定位轉移基膜的要求，也可用於製作鐳射轉移鍍鋁包裝材料。
作為優選的，步驟一中的聚酯反應包括酯化反應和縮聚反應。這樣的設計是對方案的進一步優化。
作為優選的，步驟二中抗粘連劑母粒的製備方法為通過對苯二甲酸與乙二醇進行高純度的直接酯化反應和縮聚反應，在酯化反應結束階段加入微米級二氧化矽乙二醇分散體，之後採用直接分散法原位聚合得到含有微米級二氧化矽抗粘連劑的膜用聚酯，然後對其進行拉伸，造粒，最後得到含有抗粘連劑的母粒。該種方法製得的抗粘連劑母粒具有尺寸分布均勻，批次質量穩定的特點。
作為優選的，所述步驟一中的酯化反應和縮聚反應過程中加入了功能性添加劑、催化劑和穩定劑。這樣的設計是對方案的進一步優化。
作為優選的，所述功能性添加劑為抗靜電劑，添加劑的添加量為200～250ppm。抗靜電劑降低熔體的電阻率，增強其導電性能，從而實現抗靜電。
作為優選的，所述的催化劑是鍺、銻、鈦任一種化合物，其加入量相對於聚酯質量為0.01～0.05%。催化劑可以縮短反應時間，提高聚合能力。
作為優選的，所述的穩定劑是磷酸、亞磷酸、多磷酸、磷酸三甲酯中的任意一種，其加入量相對於聚酯質量為0.01～0.03%。穩定劑可以抑制聚合產物的降解反應。
本發明的優點和有益效果在於：通過使用本申請所述的製備方法，可以製得PET轉移基膜，厚度為12～20μm，幅寬8700mm，耐熱溫度超過120℃，拉伸強度≥ 200MPa，熱收縮率≤3.5%,基膜表面摩擦係數≤0.55。與常規的轉移基膜相比，具有優異的防收縮性能，基膜橫向熱收縮率在嚴苛的測試條件190℃，10min下仍可控制在-0.5～0%範圍內，壓印效果清晰，轉移安全，厚度均一，品質穩定，可滿足生產高檔定位轉移基膜的要求，也可用於製作鐳射轉移鍍鋁包裝材料。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖；
圖2為本發明工藝路線圖；
圖3為本發明高速拉膜抗靜電劑配置裝置結構示意圖；
圖4為主二維碼防偽圖組成示意圖。
圖中：1、預配置筒；2、芯層；3、配置筒；4、醋酸鎂進料管；5、醋酸鉀進料管；6、脫鹽水進料管；7、出料管；8、乙二醇進料管；9、攪拌機構；10、閥體；11、進料計量泵；12、防偽基膜；13、防偽拼接膜；14、基礎二維碼防偽拼接圖；15、配合二維碼防偽拼接圖；16、主二維碼防偽圖；17、表層。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
如圖1-圖4所示，一種PET轉移基膜，包括位於中部的芯層2和設置在芯層2兩個表面的表層17，所述表層17與芯層2通過共擠、雙向拉伸一體成型，所述芯層2為PET層，所述表層17為混合有抗粘連劑的PET層。
表層17與芯層2的原料組分重量配比為：表層17：膜用聚酯熔體80%～90%，抗粘連劑母粒10%～20%；芯層2：膜用聚酯熔體100%；抗粘連劑總體含量為300～320ppm。
所述PET轉移基膜的厚度在12～20μm之間,表層17和芯層2的厚度比為：5～10:80～90。
所述製備方法獲得的產品為權利要求3所述的PET轉移基膜，所述製備方法包括以下步驟：
第一步：聚酯合成：以PTA和MG為原料，經過聚酯反應合成PET，同時保持溫度在275～280℃，通過熔體泵經管道傳遞；
第二步：共混：步驟一中聚酯反應合成的PET分為兩部分，一部分為芯層2原料，另一部分為表層17原料；抗粘連劑母粒經結晶乾燥後與表層17原料按照權利要求2中的組分重量配比投入到混煉機混煉，形成混煉表層17原料；混煉機各加熱區溫度均保持在275～280℃；
第三步：共擠：將混煉表層17原料與芯層2原料在擠出機中按照權利要求1中的結構進行擠出；
第四步：模頭鑄片：從擠出機模頭流出的熔體在鑄片輥表面急劇冷卻固化成厚片，模頭溫度控制在275～280℃；
第五步：縱向拉伸：在縱向拉伸機上將厚片拉伸成基膜，拉伸溫度為100～120℃，倍率為3.5～4.5:1，拉伸速度為280～320m/s，經過縱向拉伸的基膜在一組冷卻輥表面進行冷卻；
第六步：橫向拉伸：將經過縱向拉伸的基膜再進行橫向拉伸，橫向拉伸之前需要預熱，預熱溫度為90～110℃，預熱時間為1.5～2秒，拉伸溫度為100～120℃，倍率為3.5～4.5:1，拉伸速度為280～320m/s，拉伸後的基膜經過定型和冷卻，定型溫度為240～248℃，定型時間為4.5～5秒；
第七步：牽引切邊：對定型後的基膜邊緣進行切邊修整，基膜寬幅為8700mm；
第八步：收卷、分切、成品：通過收卷機將電暈過的基膜收卷，後通過分切輥將基膜按照規格進行分切，將分切好的成品包裝、稱重後入庫。
步驟一中的聚酯反應包括酯化反應和縮聚反應。
步驟二中抗粘連劑母粒的製備方法為通過對苯二甲酸與乙二醇進行高純度的直接酯化反應和縮聚反應，在酯化反應結束階段加入微米級二氧化矽乙二醇分散體，之後採用直接分散法原位聚合得到含有微米級二氧化矽抗粘連劑的膜用聚酯，然後對其進行拉伸，造粒，最後得到含有抗粘連劑的母粒。
（所述的抗粘連劑為二氧化鈦、二氧化矽、碳酸鈣中的一種，抗粘連劑的平均粒徑為4μm，添加量為10000ppm，當抗粘連劑為二氧化鈦和碳酸鈣時，上述反應為在酯化反應結束階段加入微米級二氧化鈦乙二醇分散體，之後採用直接分散法原位聚合得到含有微米級二氧化鈦抗粘連劑的膜用聚酯；在酯化反應結束階段加入微米級碳酸鈣乙二醇分散體，之後採用直接分散法原位聚合得到含有微米級碳酸鈣抗粘連劑的膜用聚酯）
所述步驟一中的酯化反應和縮聚反應過程中加入了功能性添加劑、催化劑和穩定劑。所述功能性添加劑為抗靜電劑，添加劑的添加量為200～250ppm。
所述的催化劑是鍺、銻、鈦任一種化合物，其加入量相對於聚酯質量為0.01～0.05%。
所述的穩定劑是磷酸、亞磷酸、多磷酸、磷酸三甲酯中的任意一種，其加入量相對於聚酯質量為0.01～0.03%。
作為進一步的優化，抗靜電劑的配置方法包括以下步驟：
第一步：預配置：把醋酸鎂和醋酸鉀放置到預配置筒1後，先加入脫鹽水進行攪拌至完全溶解；
第二步：配置：將步驟一中完全溶解的溶液打入配置筒3，然後加入乙二醇，配置成抗靜電劑。
步驟一中原料的質量比：醋酸鎂/醋酸鉀/脫鹽水等於250/25/300。
步驟二中的原料的質量比：醋酸鎂/醋酸鉀/脫鹽水/乙二醇等於250/25/300/8000。，配置成抗靜電劑為3.2%的乙二醇溶液。
所述脫鹽水進料管6、乙二醇進料管8、出料管7、醋酸鎂進料管4、醋酸鉀進料管5用於相應物料的轉移、投放和控制。
理論依據為：為滿足現代高速拉膜的工藝要求，需要控制聚酯熔體的電阻率。熔體電阻率是確保聚酯切片滿足較高拉膜速度的關鍵指標，聚酯過程中加入醋酸鉀和醋酸鎂就是為了調控熔體電阻率的大小，比如拉膜速度要達到320到340米/分，甚至到400米/分，聚酯熔體的電阻率要控制在5×107Ωcm。而要想連續不斷得到高品質的薄膜，聚酯熔體的電阻率要非常穩定，因此抗靜電劑醋酸鎂和醋酸鉀在熔體中的分散要好。根據這一要求，申請人改進了抗靜電劑，添加劑的配製工藝，從而得到了能滿足最大拉膜速度450米/分的聚酯熔體。
在抗靜電劑的配置中使用到了一種高速拉膜抗靜電劑配置裝置，包括預配置筒1和與預配置筒1出料端連通的配置筒3；所述預配置筒1的進料端設有醋酸鎂進料管4、醋酸鉀進料管5和脫鹽水進料管6；所述預配置筒1出料端設有出料管7，所述出料管7與配置筒3的進料端連通，所述配置筒3的進料端還連通有乙二醇進料管8。
所述預配置筒1和配置筒3內均設有攪拌機構9。
所述脫鹽水進料管6、乙二醇進料管8和出料管7上均設有閥體10和進料計量泵11，醋酸鎂進料管4和醋酸鉀進料管5上設有閥體10。
所述配置筒上還設有防偽組件，所述防偽組件包括防偽基膜12和防偽拼接膜13，所述防偽基膜12設置在配置筒3表面，所述防偽基膜12上設有基礎二維碼防偽拼接圖14；所述防偽拼接膜13上設有配合二維碼防偽拼接圖15，二維碼防偽圖與配合二維碼防偽拼接圖15拼接配合時形成主二維碼防偽圖16。這樣的組件設計，將防偽拼接膜13與防偽基膜12分離攜帶，將防偽拼接膜13提前交付與客戶，防偽基膜12設置在配置筒3表面，在客戶驗貨時將二維碼防偽圖與配合二維碼防偽拼接圖15拼接配合形成主二維碼防偽圖16，通過掃描而獲得驗證，降低了被仿製的風險。
使用這種工藝配製得到的吸附劑溶液，能使抗靜電劑穩定均勻的分散在聚酯熔體中，從而使聚合得到的熔體很好的滿足高速拉膜的穩定性，最大拉伸速度可達到450米/分，從而提高了生產效率，降低了生產成本。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為發明的保護範圍。