CN100387420C - 双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜及其制作方法，收缩薄膜分为三层结构，A层由共聚聚丙烯、二氧化硅抗粘连剂和硅酮构成，B层含有均聚聚丙烯、氢化树脂，C层含有共聚聚丙烯、二氧化硅抗粘连剂，所述氢化树脂在B层中的重量百分比为5-20%；纵拉比为300-700%，横拉比为7-12。具有拉伸性能好、透明度、光泽度、抗静电性、收缩性能更好的特点，可模压防伪标志，香烟包装既美观又具有防假冒功能。
Description
本发明是一种双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜及其制作方法。
香烟包装用薄膜材料最初主要是玻璃纸，其后玻璃纸逐渐被性能更优越的BOPP(双向拉伸聚丙烯)薄膜取代。早期的BOPP烟膜厚度大、收缩率小。随着生产BOPP烟膜的技术更进一步发展，BOPP烟膜生产厂家研制开发出光泽度高、透明性好，同时具有一定收缩性及一定阻隔性的收缩烟膜，使香烟的外观更是锦上添花。然而，原有的单向热收缩BOPP薄膜芯层仅含有均聚聚丙烯和抗静电剂，须经纵向、横向拉伸后再进行第二次的纵向拉伸，形成纵向收缩薄膜，也就是说，薄膜经过二次拉伸仅在一个方向上具有热收缩性，此种薄膜作为香烟包装材料包装精度差，薄膜与香烟盒的贴合度不够紧密，包装不精致，同时，此种薄膜不易进行防伪处理，防伪性能差，难以满足用户的需求。
本发明的目的在于：为解决现有技术的不足，提供一种性能优越、包装精致、可模压或/和印刷防伪标志的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜及其制作方法。具有拉伸性能好，透明度、光泽度、抗静电性、收缩性能更好的特点。
本发明是这样实现的：一种双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜，分为三层结构，A层为薄膜滑爽面，B层为薄膜芯层，C层为薄膜烟包面，A层由重量百分比为96.0～99.7％的共聚聚丙烯、0.1～0.5％的二氧化硅抗粘连剂和0.2～3.5％硅酮构成，其厚度为0.3～1.5微米；B层由重量百分比为78.7～95％的均聚聚丙烯、5～20％的氢化树脂、0～0.3％的高分子量胺、0～0.5％的乙氧基化胺以及0～0.5％甘油单硬脂酸酯构成；C层由重量百分比为97.2～99.9％的共聚聚丙烯、0.1～0.3％的二氧化硅抗粘连剂以及0～2.5％的硅酮构成，C层厚度为0.3～1.5微米。
双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的制作方法，由配料-挤出-铸片-纵拉-横拉-收卷工序构成，所述纵拉工序中的纵拉比为300～700％，所述横拉工序中的横拉比为7～12。
所述氢化树脂在B层中的重量百分比可为10～17.5％。
所述氢化树脂可为C5石油树脂或/和C9石油树脂。
所述硅酮在A层中的重量百分比也可为1～2.5％。
所述B层中可含有抗静电剂高分子量胺、乙氧基化胺、甘油单硬脂酸酯。
所述纵拉工序中的纵拉比还可为510～580％，所述横拉工序中的横拉比为8～9。
所述纵拉工序中预热段温度还可为90～120℃，拉伸段温度为60～90℃，所述横拉工序中预热段温度还可为170～192℃，拉伸段温度为140～160℃，定型段温度为120～155℃。
采用本发明的原料、配比以及制作工艺生产出来的BOPP烟用收缩薄膜，具有拉伸性能好、透明度、光泽度、抗静电性、收缩性能更好的特点，可进行全方位的防伪处理，在薄膜产品上压印或/和印刷的防伪图像清晰，不发雾，有层次感，达到了香烟包装既美观又防假冒的最终目的。
以下结合实施例对本发明作详细描述。
本发明双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜分为三层结构，A层为薄膜滑爽面，B层为薄膜芯层，C层为薄膜烟包面，A层由共聚聚丙烯、二氧化硅抗粘连剂和硅酮构成，B层含有均聚聚丙烯、氢化树脂，C层含有共聚聚丙烯、二氧化硅抗粘连剂，所述氢化树脂占B层总重量百分比为5-20％，有利于降低产品的雾度和提高产品的光泽度以及收缩率，同时可大幅度提高产品的挺度。氢化树脂在B层中的重量百分比最佳值为10-17.5％，氢化树脂可以是C5石油树脂或/和C9石油树脂。A层中的硅酮具有优良的高温滑爽性能，有利于提高产品的上机适应性。硅酮占A层总重量的百分比可为0.2-3.5％，其最好值为1-2.5％，最佳值为1-1.8％。C层中根据实际情况来确定是否添加硅酮，主要是依据包装机的机型和包装机运行速度来确定。C层含有硅酮时，C层由共聚聚丙烯、二氧化硅抗粘连剂和硅酮构成。表层C中的二氧化硅抗粘连剂和硅酮有利于对其表面进行印刷、激光全息模压能防伪处理，而在表层A中的二氧化硅抗粘连剂具有良好的耐划损性能，能更好地避免烟包在生产、运输、销售过程中薄膜表面被划伤，防止了薄膜自身层与层之间的粘接。
本发明的芯层B中可不添加抗静电剂或滑爽剂，既降低了产品成本，又提高了产品性能，有利于降低产品的雾度和提高产品的光泽度。当芯层B中添加抗静电剂时，可采用高分子量胺、乙氧基化胺、甘油单硬脂酸酯。
本发明双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的一个具体实施例如下：
每层中的各个组份占该层总重量的百分比分别是：A层中共聚聚丙烯96.0～99.7％，二氧化硅抗粘连剂0.1～0.5％，硅酮0.2-3.5％；B层中均聚聚丙烯78.7～95％，高分子量胺0～0.3％，乙氧基化胺0～0.5％：甘油单硬脂酸酯0～0.5％，氢化树脂5-20％；C层中共聚聚丙烯97.2～99.9％，二氧化硅抗粘连剂0.1～0.3％，硅酮0～2.5％。
下面通过具体的非限制性实施例进一步说明本发明的收缩薄膜：
实施例1：
将包括90％的均聚聚丙烯和10％的氢化树脂熔融，并与两表层一起共挤出，所述表层包括：滑爽面表层A及烟包面表层C，两者均包括98.8％的共降聚丙烯、0.2％的二氧化硅抗粘连剂和1％的硅酮。
用不同速度运行的传输辊将片材在纵向拉伸5.3倍，再在横拉机上横向拉伸8.6倍。
实施例2：
将包括85.4％的均聚聚丙烯、0.2％高分子量胺、0.2％乙氧基化胺、0.2％甘油单硬脂酸酯和14％氢化树脂熔融并与两个表层一起共挤出。所述表层包括：
a)滑爽面表层A，它包括97.9％共聚聚丙烯、0.1％二氧化硅抗粘连剂和2％的硅酮；和
b)烟包面表层C，包括99.8％的共聚聚丙烯和0.2％二氧化硅抗粘连剂。
用不同速度运行的传输辊将片材在纵向拉伸5.3倍，再在横拉机上横向拉伸8.6倍。
实施例3：
将包括82.5％均聚聚丙烯、0.2％高分子量胺、0.3％乙氧基化胺、17％氢化树脂熔融并与两个表层一起共挤出。所述表层包括：
a)滑爽面表层A，它包括97.8％共聚聚丙烯、0.2％二氧化硅抗粘连剂和2％硅酮；和
b)烟包面表层C，它包括98.8％共聚聚丙烯、0.2％二氧化硅抗粘连剂和1％硅酮。
用不同速度运行的传输辊将片材在纵向拉伸5.5倍，再在横拉机上横向拉伸8.6倍。
实施例4：
将包括81.9％均聚聚丙烯、0.2％高分子量胺、0.2％乙氧基化胺、0.2％甘油单硬脂酸酯和17.5％氢化树脂熔融并与两个表层一起共挤出。所述表层包括：
a)滑爽面表层A，它包括97.9％共聚聚丙烯、0.1％二氧化硅抗粘连剂和2.0％硅酮；和
b)烟包面表层C，它包括99.8％共聚聚丙烯、0.2％二氧化硅抗粘连剂。
用不同速度运行的传输辊将片材在纵向拉伸5.5倍，再在横拉机上横向拉伸8.6倍。
实施例5
将包括82.6％均聚聚丙烯、0.1％高分子量胺、0.1％乙氧基化胺、0.2％甘油单硬脂酸酯和17％氢化树脂熔融并与两个表层一起共挤出。所述表层包括：
c)滑爽面表层A，它包括97.8％共聚聚丙烯、0.2％二氧化硅抗粘连剂和2％硅酮；和
d)烟包面表层C，它包括98.8％共聚聚丙烯、0.2％二氧化硅抗粘连剂。
用不同速度运行的传输辊将片材在纵向拉伸5.4倍，再在横拉机上横向拉伸8.5倍。
本发明的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的制作方法，由配料-挤出-铸片-纵拉-横拉-收卷工序构成，所述纵拉工序中的纵拉比为300-700％，最佳值为510-580％，所述横拉工序中的横拉比为7-12，最佳值8-9。所述纵拉工序中预热段温度为90～120℃，拉伸段温度为60～90℃，所述横拉工序中预热段温度为170～192℃，拉伸段温度为140～160℃，定型段温度为120～155℃。
以下通过具体的非限制性实施例进一步说明本发明的收缩薄膜的制作方法：
1、配料
按照生产配方配比进行标准称量，主要原材料是均聚聚丙烯、增刚剂、共聚聚丙烯(COPP)、抗粘连剂(AB)、抗静电剂(AS)及滑爽剂(S)，原料要充分干燥，防止产品产生气泡，影响纵向横向拉伸。
2、挤出
挤出工序由四台挤出机来完成，B层薄膜芯层混合料挤出由初级挤出机和次级挤出机完成，先由初级挤出机挤出后进入次级挤出机。A层薄膜滑爽面混合料和C层薄膜防伪处理面混合料的挤出分别由两台辅助挤出机完成挤出。A层、B层、C层混合料挤出进入模头并进行过滤。模头过滤器一般有五层滤网，中间滤网为120～200目/cm2，较好为150～200cm2，由内至外过滤网的目数依次减少。挤出机机体的温度高于主料HOPP熔点50℃～80℃，主料HOPP的熔点为160℃～170℃。挤出机模头温度比过滤器温度低，一般为215℃～220℃，以便树脂流动状态稳定。
3、铸片
铸片机的作用是将挤出机模头流出的树脂冷却成片材，使BOPP片材的结晶度、晶体形态、晶体大小达到理想状态，从而提高BOPP薄膜的物理机械性能，有利于下工序纵向拉伸、横向拉伸、铸片机各辊温度平衡，温度一般为22℃～26℃，较好为22℃～24℃，铸片机辊的线速度又称生产线总速度，辊筒的线速度与生产线总速度的关系如下：
V总＝VCASI×K
K＝R1×R2×R3×R4×R5
其中：R1＝VMDL/VCASI
R2＝VMDH/VMDL
R3＝VTD/VMDH
R4＝VTRIM/VTD
R5＝VCRO×VTRE/VTRIM
R1：纵向低速辊与流延辊速之比
R2：纵向高速辊速度与低速辊速度之比
R3：横向拉伸速度与纵向高速辊速度之比
R4：切边机速度与横拉速度之比
R5：牵引辊速度与切边机速度之比
4、纵拉
纵拉工序的作用是将从铸片机过来的的片材预热，并通过高速辊和低速辊之间的速度差对片材进行拉伸。
1)辊筒速比：R1值的设定范围一般为100～110％。R2值越大，BOPP纵向的拉伸强度和弹性模量值越大，薄膜的收缩率则越小，设计时考虑产品性能要求和设备设计范围，生产收缩膜时R2值一般为300～700％，最好为510～580％，R3值应尽可能调到最大，使其间的片材绷得较紧，避免已定向的分子链回弹，以增大收缩率。
2)辊筒温度，纵拉工艺温度遵循以下原则：
A：低速辊(预热段)的温度一般为90℃～120℃，较好为100℃～110℃。
B：高速辊(拉伸段)的温度一般为60℃～90℃，较好为70℃～75℃。
5、横拉
1)横拉工艺的温度分为预热段，拉伸段和定型段，为了提高产品的收缩率，保证产品质量，这三段温度较低，预热段温度为170℃～192℃，较好为180℃～188℃，拉伸段温度为140℃～160℃，较好为150℃～155℃，定型段温度为120℃～155℃，较好为130℃～140℃，目的是使高分子链段高度取向，保持分子间的内应力，使薄膜具有高的收缩性。
2)夹子链张力：张力的设定范围来6.9～7.8N，较好为7.0～7.5N。
3)轨道曲线的合理设定：轨道曲线的变化通过调节调幅杆来实现，轨道曲线的参数包括入口的宽度，横拉比，前速率等。横拉入口宽度由所铸片材、产品的要求决定。横拉比是指横拉时最大宽度与横拉入口宽度之比，一般为7～12倍，最好为8～9倍。设定各拉伸区的宽度要考虑各拉伸区的平衡过渡，第一拉伸区的夹角小于第二拉伸区的夹角，但大于第三拉伸区的夹角。前束率尽可能小，一般为0～4％，较好为0～2％，以保证分子间的内应力。
6、卷取
卷取工艺跟制品的宽度、速比、电晕处理强度，收卷张力，浮压辊的压力有关。
1)速比：三菱重工双向聚丙烯逐步拉伸设备的R4和R5可调节范围分别为90～100.2％较好为99～100.2％，和90～100％，较好为99～100％，R4和R5不能太高和太低。
2)张力和浮压辊压力的设定，在设置张力时，先设定初始张力，然后设定衰减值，其定义为：张力衰减值(％)＝〔(卷绕结束时的张力-初始张力)/初始张力〕×100％，张力不能过大，也不能过小，合理设定。
Claims (8)
1.一种双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜，分为三层结构，A层为薄膜滑爽面，B层为薄膜芯层，C层为薄膜烟包面，其特征在于：A层由重量百分比为96.0～99.7％的共聚聚丙烯、0.1～0.5％的二氧化硅抗粘连剂和0.2～3.5％硅酮构成，其厚度为0.3～1.5微米；B层由重量百分比为78.7～95％的均聚聚丙烯、5～20％的氢化树脂、0～0.3％的高分子量胺、0～0.5％的乙氧基化胺以及0～0.5％甘油单硬脂酸酯构成；C层由重量百分比为97.2～99.9％的共聚聚丙烯、0.1～0.3％的二氧化硅抗粘连剂以及0～2.5％的硅酮构成，C层厚度为0.3～1.5微米。
2.如权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜，其特征在于：所述氢化树脂在B层中的重量百分比为10～17.5％。
3.如权利要求2所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜，其特征在于：所述氢化树脂为C5石油树脂或/和C9石油树脂。
4.如权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜，其特征在于：所述硅酮在A层中的重量百分比为1～2.5％。
5.如权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的制作方法，由配料-挤出-铸片-纵拉-横拉-收卷工序构成，其特征在于：所述纵拉工序中的纵拉比为300～700％，所述横拉工序中的横拉比为7～12。
6.如权利要求5所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的制作方法，其特征在于：所述纵拉工序中的纵拉比为510～580％，所述横拉工序中的横拉比为8～9。
7.如权利要求5或6所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的制作方法，其特征在于：所述纵拉工序中预热段温度为90～120℃，拉伸段温度为60～90℃，所述横拉工序中预热段温度为170～192℃，拉伸段温度为140～160℃，定型段温度为120～155℃。
8.如权利要求7所述的双向拉伸聚丙烯烟用收缩薄膜的制作方法，其特征在于：所述纵拉工序中预热段温度为100～110℃，拉伸段温度为70～75℃，所述横拉工序中预热段温度为180～188℃，拉伸段温度为150～155℃，定型段温度为130～140℃。
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