雙向拉伸PET (BOPET)薄膜不具有熱封性能脱篙。為了用于熱封的場(chǎng)合娇钱,它通常需要與其他樹脂進(jìn)行繁瑣而廢錢的復(fù)合工序,從而極大地限制了其應(yīng)用領(lǐng)域绊困。然而文搂,使用共聚PET樹脂及通過三層共擠可使該難題迎刃而解。
BOPET薄膜具有優(yōu)良的綜合性能秤朗,如透明度好煤蹭、霧度低、光澤度高取视、強(qiáng)度大硝皂、挺刮、耐折作谭、阻隔性優(yōu)良等稽物,廣泛用于印刷、鍍鋁折欠、復(fù)合包裝贝或、護(hù)卡、金屬化锐秦、絕緣材料咪奖、感光材料、磁帶帶基等領(lǐng)域农猬。但是由于普通PET樹脂是結(jié)晶型高聚物赡艰,經(jīng)過熱拉伸后具有較大的結(jié)晶傾向,如對(duì)其進(jìn)行熱封斤葱,將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮變形慷垮。因此,用普通PET生產(chǎn)的BOPET薄膜(以下簡(jiǎn)稱為普通BOPET薄膜)不具備熱封性能揍堕。為解決此問題料身,通常采用將普通BOPET薄膜與PE薄膜或CPP薄膜進(jìn)行復(fù)合的辦法,但是這樣做既費(fèi)工費(fèi)料衩茸,又增加了原料成本芹血,從而在很大程度上限制了BOPET薄膜的應(yīng)用。下面的幾個(gè)典型應(yīng)用實(shí)例就很好地說明了普通BOPET薄膜的這種局限性。
● 雖然普通BOPET薄膜完全具備香煙包裝用塑料薄膜所要求的高透明幔烛、高光亮啃擦、高強(qiáng)度、阻隔性饿悬、挺刮等性能令蛉,甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過BOPP膜 ,但是它卻缺少香煙快速熱封包裝所需要的熱封性能狡恬。因而普通BOPET薄膜無法拓展煙膜之應(yīng)用領(lǐng)域珠叔,只能放棄煙膜這個(gè)利潤(rùn)豐厚的市場(chǎng)。
● 在食品包裝行業(yè)中弟劲,由于普通BOPET薄膜不具備熱封性能祷安,加工商不得不采用將BOPET與CPP或PE膜復(fù)合的方法來解決包裝封口的問題。例如兔乞,采用BOPET/膠粘劑/CPP或BOPET/膠粘劑/PE或BOPET/AL/膠粘劑/CPP等復(fù)合方式汇鞭。
● 對(duì)于在護(hù)卡方面的應(yīng)用,普通BOPET薄膜也是由于無熱封性而必須先將熱熔膠(如EVA)通過擠出機(jī)熔融擠出报嵌、涂布復(fù)合于BOPET薄膜表面虱咧,再通過加熱加壓來完成熱封熊榛。 為了省掉這種繁瑣而廢錢的復(fù)合工序锚国,從而進(jìn)一步拓展BOPET薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域,科研人員開發(fā)出了對(duì)普通PET樹脂進(jìn)行共聚改性的方法玄坦,使之具有可熱封性血筑。 眾所周知,普通PET樹脂是由對(duì)苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)在催化劑的作用下經(jīng)加熱縮聚而成的一種結(jié)晶性高聚物煎楣。為了破壞或削弱其結(jié)晶性能豺总,可采用第三甚至第四組份與之進(jìn)行共聚,使之生成無定型的PET共聚物择懂,從而具有可熱封性能喻喳。所選用的第三組份可以是二元酸或二元醇而進(jìn)行三元共聚,也可以同時(shí)選用這兩種單體而進(jìn)行四元共聚困曙。采用二元酸進(jìn)行共聚改性所生成的PET稱為APET表伦;采用二元醇進(jìn)行共聚改性所生成的PET稱為PETG。
例如慷丽,美國(guó)Eastman公司采用了對(duì)苯二甲酸蹦哼、乙二醇以及對(duì)環(huán)己烷二甲醇(CHDM)進(jìn)行三元共聚反應(yīng),通過控制對(duì)環(huán)己烷二甲醇的加入量要糊,可分別制得PETG或PCTG纲熏,它們均屬于無定形的PET共聚物。用這種無定形的PET共聚物制成的BOPET薄膜與普通BOPET薄膜相比,不但保持了原有的優(yōu)點(diǎn)及解決了熱封性的問題局劲,而且還具有低熔點(diǎn)勺拣、高收縮的特性,從而大大擴(kuò)展了BOPET薄膜的應(yīng)用范圍鱼填。該薄膜與BOPP宣脉、CPP薄膜的主要性能對(duì)比見表1。
可熱封BOPET薄膜與普通BOPET薄膜的加工方法基本相同剔氏,系采用熔融擠出(單層擠出或多層共擠)塑猖、流延鑄片、縱向拉伸谈跛、橫向拉伸羊苟、牽引收卷、分切等工序而制得感憾。它可以被加工成單層膜蜡励,但更多的是被加工成三層膜,其結(jié)構(gòu)為A/B/C結(jié)構(gòu)阻桅。其中凉倚,A、C層為表層嫂沉,B層為芯層稽寒。表層之一就是共聚PET熱封層,該層厚度可占整個(gè)薄膜厚度的10%~20%趟章,這要根據(jù)熱封強(qiáng)度的要求而定杏糙。通常,可熱封BOPET薄膜的熱封強(qiáng)度范圍為5~8N/15mm蚓土。 無論是采用單層擠出拉伸還是三層共擠出拉伸的工藝來生產(chǎn)可熱封BOPET薄膜宏侍,其技術(shù)關(guān)鍵都是要掌握PET共聚樹脂區(qū)別于普通PET樹脂的特性,即具有無定形結(jié)構(gòu)蜀漆、玻璃化溫度較高及熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)較低谅河。在此僅以三層共擠生產(chǎn)A/B/C結(jié)構(gòu)的BOPET膜為例,簡(jiǎn)要介紹其制膜工藝确丢。
1绷耍、配料混合。假設(shè)C層為可熱封層蠕嫁,為了使其具有可開口性锨天,防止收卷時(shí)薄膜之間產(chǎn)生粘連,需在共聚樹脂中摻入一定比例的含硅切片剃毒,并且要混合均勻病袄,目的是使制成的薄膜表面具有合適的粗糙度搂赋,減低摩擦系數(shù)。
2益缠、干燥處理脑奠。因?yàn)镻ET樹脂分子中含有酯基,在高溫下即使只有微量水分的存在幅慌,也容易產(chǎn)生水解宋欺,從而使PET分子量下降,品質(zhì)變劣胰伍。同時(shí)齿诞,因水分的存在,在加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量氣泡骂租。因此在制膜加工前必須對(duì)PET樹脂進(jìn)行干燥處理祷杈。其干燥溫度應(yīng)控制在70℃左右,真空轉(zhuǎn)鼓的干燥時(shí)間應(yīng)不少于6h渗饮。
3但汞、熔融擠出。A/B/C結(jié)構(gòu)的三層共擠需要三臺(tái)擠出機(jī)互站,其中的一臺(tái)作為主擠出機(jī)私蕾,用來進(jìn)行芯層(B層)物料的擠出,另兩臺(tái)作為輔擠出機(jī)胡桃,分別用來進(jìn)行兩個(gè)表層(A層和C層)物料的擠出踩叭。如果表層物料采用排氣式雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出,則可省去A标捺、C兩個(gè)表層的干燥裝置懊纳。其原因是這種排氣式雙螺桿擠出機(jī)帶有兩個(gè)排氣口,它們通過管道與真空泵相連亡容,在高真空度下(≤0.08Mpa),PET中的水分及加工過程中所產(chǎn)生的揮發(fā)性低分子物可從排氣口直接排出冤今。這種通過排氣式擠出機(jī)加工表層樹脂的方法既可以節(jié)省設(shè)備投資闺兢,又可以降低運(yùn)行成本。作為C層的共聚PET樹脂的擠出溫度應(yīng)控制在230℃~270℃戏罢。計(jì)量泵屋谭、過濾器及熔體管的溫度應(yīng)控制在270℃~280℃。
4龟糕、模頭鑄片桐磁。對(duì)于A/B/C結(jié)構(gòu)的三層共擠可熱封BOPET薄膜的加工來說,最好選用具有三模腔的模頭讲岁。其原因是三層模腔的模頭設(shè)計(jì)可使鑄片的兩端不含有可熱封的共聚PET樹脂成分我擂,以避免在橫向拉伸時(shí)因該樹脂的軟化點(diǎn)較低而與鏈夾發(fā)生粘連衬以。同時(shí),這樣做也便于邊料的回收再利用校摩。至于模頭的溫度看峻,則應(yīng)控制在270℃左右,而冷卻轉(zhuǎn)鼓溫度應(yīng)控制在30℃左右衙吩。
5互妓、縱向拉伸。為了防止熱封層粘附拉伸鋼輥坤塞,縱向拉伸機(jī)的最后幾個(gè)預(yù)熱輥和慢速拉伸輥宜采用陶瓷輥或在輥表面噴涂“Teflon”防粘層冯勉。縱向拉伸溫度為75℃~80℃摹芙,拉伸倍數(shù)為3~3.5倍珠闰。補(bǔ)充加熱用的紅外加熱器的溫度應(yīng)控制低一點(diǎn),并且要放在熱封層的另一側(cè)瘫辩。
6伏嗜、橫向拉伸。該工藝條件與普通BOPET的橫向拉伸基本相似伐厌。如果是用于單層可熱封BOPET的橫向拉伸承绸,其拉伸溫度應(yīng)控制在90℃~100℃,拉伸倍數(shù)為3~3.5倍挣轨。鏈夾須加強(qiáng)冷卻军熏,以防止PET共聚樹脂粘夾。
7卷扮、牽引收卷荡澎。在此過程中的電暈處理應(yīng)選在非熱封表面。這是因?yàn)榭蔁岱獗砻鏌o須電暈處理便具有很好的印刷性能和鍍鋁性能晤锹。