CN101148106A - 一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法，所述薄膜包括顺次设置并共挤而成的表层、芯层和可直接与纸材、预印纸材或含有本层的另一薄膜复合的功能层，表层和芯层之间设有上次表层，芯层和功能层之间设有下次表层。本发明的制备方法是：将选配的原料送入挤出机塑化成熔体，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配到模头，之后可分别按平膜法或按泡管法加工成薄膜，薄膜经电晕处理或火焰处理成母卷，母卷经时效处理，最后分切成薄膜成品。本发明的双向拉伸聚丙烯薄膜可实现纸塑的无胶复合，节约能源、环保卫生，同时本产品还具有热封强度大，剥离强度高的优点，利于制造推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
目前，工业上应用于纸塑复合的办法主要有以下几种：其一是胶水法(干法复合和湿法复合)，然而这种方法会对大气排放较多的有毒溶剂从而严重污染环境；其二是无溶剂复合法，该法所得复合产品的初粘力极低；其三是预涂法，但这种方法虽然可不用溶剂，但工序较多，增加成本。另外，上述方法所得复合产品粘接层剥离强度时间依赖性较明显。因此，为克服现有技术中纸塑复合的缺点，中国专利ZL03226653.7公开了一种纸塑复合结构，该专利所述的纸塑复合结构包括纸质层和热压复合在纸质层上的塑料薄膜层，该薄膜可通过双轴拉伸聚丙烯无胶复合膜直接复合在纸质层的表面上。然而，该专利虽然公开了一种纸塑无胶复合结构，但是没有公开所述薄膜层的具体成份及其制备方法，在实际使用中，人们很难进行准确的生产再现，在纸塑复合技术领域里的推广应用中，具有一定的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可实现纸塑无胶复合、简化复合工艺、节约能源、环保卫生且产品性能好的纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法。
本发明的发明目的是这样实现的：一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：它包括顺次设置并共挤复合而成的表层、芯层和可直接与纸材、预印纸材或含有本层的另一薄膜复合的功能层。
所述表层和芯层之间设有上次表层，芯层和功能层之间设有下次表层。
所述表层为含有聚丙烯与抗粘连剂的共混物或者为含有聚丙烯、高密度聚乙烯、抗氧剂的共混物。
所述芯层含有60～100％的等规聚丙烯或由上述含量中小于100％的等规聚丙烯与氢化石油树脂、抗静电剂、爽滑剂之中的一种或几种组成的混合物，下次表层和上次表层含有60～100％的等规聚丙烯或上述含量中小于100％的等规聚丙烯与氢化石油树脂、抗静电剂、爽滑剂之中的一种或几种组成的混合物。
所述下次表层、芯层及上次表层中的一层或多层含有二氧化钛。
所述下次表层、芯层及上次表层中的一层或多层含有碳酸钙和/或聚对苯二甲酸丁二酯。
所述功能层为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物或它们的共混物，或以上共聚物、改性物、共混物的任意成份分别与氢化石油树脂的再共混物，其中，乙烯-丁烯共聚物中的丁烯含量为10～30％，乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量为5～20％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物中丁烯含量为1～30％、辛烯含量为1～20％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物及乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.5～2％。
所述氢化石油树脂占功能层的重量比为1～30％。
所述功能层占薄膜的重量比为10～50％。
本发明所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法为：
将经过筛选的主原料、改性料、添加剂母料按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工成塑化、均化的熔体，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，之后可分别按平膜法---熔体通过流延铸片激冷成厚片，厚片经双向拉伸成薄膜，双向拉伸工序为先纵向后横向或纵横向同步，或按泡管法---熔体离模后成初管膜并经骤冷，将初管膜经横向吹涨和纵向拉伸成薄膜，薄膜经冷却、牵引测厚，再经电晕处理或火焰处理，收成母卷，母卷可以经过时效处理，最后分切或经再分切成薄膜成品。
按平膜法的先纵向后横向拉伸或泡管法的双向拉伸工艺生产时，在纵向拉伸单元中，薄膜所经过的所有辊的两个面的温度全部分开控制，功能层所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层。
采用上述结构的纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法，其优点在于：
本发明所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，它包括基体层和功能表层，其中由本技术方案所述的物质构成的基体层和功能表层，经共挤复合及拉伸后，功能层可直接与纸材、预印纸材或含有本层的另一薄膜复合，实现了纸塑复合的无胶化，省却了涂胶工序，简化了复合工艺，节约了能源。而且，复合时不会产生有毒气体，环保、安全、卫生。同时，以此结构、成份制造而成的双向拉伸聚丙烯薄膜，其热封强度大，与纸材、预印纸材或含有本功能层的另一薄膜复合而成的产品，剥离强度高，利于产品的制造推广。
附图说明
附图1为本发明一种实施例的断面结构图。
附图2为本发明另一种实施例的断面结构图。
附图3为本发明的薄膜制备方法的工艺流程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
根据图1和图2所示，本发明的纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，它包括顺次设置的表层5、芯层3和可直接与纸材、预印纸材或含有本层的另一薄膜复合的功能层1，在制造本薄膜时，表层5、芯层3及功能层1为共挤复合结构，以此三层构成了本发明薄膜最基本的三层式结构，如图1所示。另外，为提高薄膜的性能，表层5和芯层3之间设有上次表层4，芯层3和功能层1之间设有下次表层2。以此五层结构形成的薄膜构成了本发明的另一种实施例，如图2所示。表层5为含有聚丙烯与抗粘连剂的共混物或者为含有聚丙烯、高密度聚乙烯、抗氧剂的共混物，其中，表层5内所含的聚丙烯为等规聚丙烯、共聚丙烯(如乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物)，抗粘连剂为二氧化硅(SiO2)、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等，抗氧剂可以为1010、1076等。根据不同的制造要求，下次表层2、芯层3及上次表层4可为以下三种方式：第一，芯层3含有60～100％的等规聚丙烯或上述含量中小于100％的等规聚丙烯与氢化石油树脂、抗静电剂、爽滑剂之中的一种或几种组成的混合物；下次表层2和上次表层4含有60～100％的等规聚丙烯或由上述含量中小于100％的等规聚丙烯与氢化石油树脂、抗静电剂、爽滑剂之中的一种或几种组成的混合物；第二，下次表层2、芯层3及上次表层4中的一层或多层含有二氧化钛；第三，下次表层2、芯层3及上次表层4中的一层或多层含有碳酸钙和/或聚对苯二甲酸丁二酯。功能层1为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物或它们的共混物，或以上共聚物、改性物、共混物的任意成份分别与氢化石油树脂的再共混物，其中，乙烯-丁烯共聚物中的丁烯含量为10～30％，乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量为5～20％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物中丁烯含量为1～30％、辛烯含量为1～20％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物及乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.5～2％。上述抗静电剂可以为单硬脂酸甘油酯、二(β-羟乙基)十八胺，爽滑剂可以为芥酸酰胺、油酸酰胺、亚甲基双硬脂酰胺(EBS)，氢化石油树脂可以为碳-5类产品或碳-9类产品日本荒川(ARAKAWA)公司的ARKON产品P-125，后者如EXXON-MOBIL公司的增刚剂PA609中的有效成份(为便于表述本专利记为EM609)。
功能层1中的氢化石油树脂占该层的重量比为1～30％。
功能层1占薄膜的重量比在10～50％。
如图3所示，本发明的薄膜制备方法，其工艺流程为：
图中：A为原料(包括主原料、改性料、添加剂母料)，B为熔体，C为厚片，D为薄膜，E为成品，F为挤出机挤出工序，G为骤冷工序，H为双向拉伸工序，I为电晕处理或火焰处理工序，K为时效处理、分切工序，J为初管膜。
将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工F成塑化、均化的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，之后可分别按平膜法---通过骤冷(流延铸片)G成厚片C，厚片经双向(先纵向再横向或纵横向同步)拉伸H成薄膜D，或按泡管法---熔体离模后骤冷G成初管膜J，将初管膜经双向(在横向吹涨的同时进行纵向牵引)拉伸H成薄膜D，薄膜经冷却、牵引测厚，再经电晕处理或火焰处理I收成母卷，母卷经过时效处理，最后分切或经再分切K成薄膜成品E。其中：
所述方法使用的挤出机、模头的温度控制在225～265℃，骤冷温度在15～40℃，表面处理强度为35～45mN/m，在平膜法中，可以根据生产设备的条件，选用两步拉伸或同步拉伸工序，在两步拉伸工序中，纵向拉伸单元温度控制在50～150℃，横向拉伸单元温度控制在100～180℃，纵向拉伸比控制在4.5～6.5，横向拉伸比控制在7～10；在同步拉伸工序中，纵横向拉伸单元温度控制在100～180℃，红外线预热温度控制在300～600℃，纵向拉伸比控制在4.5～6.5，横向拉伸比控制在6～10；在泡管法中，初管膜预热烘箱内的温度控制在260～430℃，横向吹胀烘箱内温度控制在300～530℃，纵向拉伸温度控制在135～150℃，纵向拉伸比控制在4.5～8.0，横向拉伸比控制在5.0～8.0。
按平膜法分步双向拉伸或泡管法双向拉伸工艺生产时，在纵向拉伸单元中，薄膜所经过的所有辊的两个面的温度全部分开控制；所述功能层1所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层。
功能层1占薄膜的重量比在10～50％。
说明1：以下实施例中产品性能测试所依据的标准见下表：
| 物理性能 | 单位 | 测试标准 |
| 厚度 | μm | ASTM D892 |
| 密度 | g/cm3 | ASTM D792 |
| 雾度 | ％ | ASTM D1003 |
| 白度 | ％ | ASTM E313 |
| 透光率 | ％ | ASTM D1003 |
| 光泽度 | ％ | ASTM D2457 |
| 拉伸强度 | MPa | ASTM D882 |
| 断裂伸长率 | ％ | ASTM D882 |
| 湿润张力 | dyne/cm | ASTM D2578 |
| 热封强度 | N/15mm | ASTM F2029 |
| 热收缩率(120℃，2分钟) | ％ | ASTM D1204 |
| 剥离强度(薄膜/纸材) | N/15mm | 参照ASTM D903* |
*注：在23℃/50％湿度环境下，让薄膜功能层1与宽15mm、克重300g/cm3灰底白卡纸(“华丰纸业”产)样条的正面在115℃，0.30MPa条件下封合60秒，冷却3分钟后，按ASTM D903标准测试。
说明2：以下实施例中所述配方的百分比或百分含量均指重量百分数。
说明3：以下实施例中，功能层1所述成份的熔融指数(2.16千克，190°)分别为：乙烯-丁烯共聚物：4.5克/10分钟；乙烯-辛烯共聚物：7克/10分钟；乙烯-丁烯-辛烯共聚物：5克/10分钟；乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物：3.5克/10分钟；乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物：5.5克/10分钟；乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物：4克/10分钟。
实施例1：
功能层1的成份为：70％的乙烯-丁烯共聚物、30％的乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物，其中，乙烯-丁烯共聚物内丁烯的含量为30％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.5％。
芯层3的成份为：99.75％的等规聚丙烯(等规度为97％、熔融指数为3克/10分钟)、2500ppm单硬脂酸甘油酯；
表层5的成份为：按9∶11配置的占表层99.2％的高密度聚乙烯(熔融指数为0.05克/10分钟)与乙烯-丙烯共聚物(熔融指数为7克/10分钟)的共混物、8000ppm的抗氧剂1010。
所制备产品的总厚度为20μm，功能层1厚6μm，功能层1占薄膜总重的30％。
制备方法为：将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工成塑化、均化F的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，通过骤冷(流延铸片)G成厚片C，厚片经双向拉伸H成薄膜D。薄膜D的厚度采用自动测厚装置控制，薄膜经电晕处理或火焰处理以提高湿润张力，将处理后的薄膜经牵引收成母卷，母卷经时效处理，最后分切I成薄膜成品E。其中，设备为德国布鲁克纳(BRUECKNER)公司提供的平膜法双向拉伸聚丙烯薄膜生产线，主挤出机螺杆是直径为150mm，长径比为33∶1的单螺杆挤出机，辅助挤出机是螺杆直径为120mm，长径比为30∶1的单螺杆挤出机。挤出机温度除喂料段为100℃外，其它各段均为245℃、过滤器各区温度均为250℃、模头各区温度均为235℃；骤冷(流延铸片)温度为23℃；纵向拉伸：功能层1所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层，功能层1对应的辊温均为60℃，非功能层对应的辊温，预热各区温度均为130℃、拉伸各区温度均为110℃、定型温度135℃，拉伸比为4.9；横向拉伸温度：预热各区均为175℃、拉伸各区均为160℃、定型各区均为165℃，拉伸比为9；电晕处理功率为25w·min./m2，所制造的产品性能如下：
(1)厚度：20μm
(2)密度：0.83g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：90MPa/130MPa
(4)热封强度：7.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：3.5N/15mm
(6)雾度：76.2％
(7)光泽度：8.5％
(8)热收缩率(纵向/横向)：3.5％/1.5％
(9)湿润张力：40mN/m
实施例2：
功能层1的成份为：50％的乙烯-丁烯共聚物、20％的乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、30％的P-125，其中，乙烯-丁烯共聚物内丁烯的含量为10％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为2％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％、熔融指数为2.5克/10分钟)、2000ppm的单硬脂酸甘油酯；
芯层3的成份为：99.7％的等规聚丙烯(等规度为96％、熔融指数为2.5克/10分钟)、2000ppm的单硬脂酸甘油酯、1000ppm的亚甲基双硬脂酰胺；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为18μm，功能层1厚5μm，功能层1占薄膜总重的27.8％。
制备方法中除挤出机参数外，其它与实施例1相同，挤出机参数为：
主挤出机为串联式单螺杆挤出机：
螺杆直径：熔融挤出机160mm，计量挤出机160mm
长径比：熔融挤出机20∶1，计量挤出机20∶1
辅助挤出机为单螺杆挤出机：
螺杆直径：135mm
长径比：30∶1
产品的具体性能为：
(1)厚度：18μm
(2)密度：0.9g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：110MPa/200MPa
(4)热封强度：6.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：3.2N/15mm
(6)雾度：1.2％
(7)热收缩率(纵向/横向)：2.0％/1.2％
(8)湿润张力：40mN/m
实施例3：
功能层1的成份为：80％的乙烯-辛烯共聚物、19％的乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、1％的P-125，其中，乙烯-辛烯共聚物内辛烯含量为20％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为1％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为95％、熔融指数为2克/10分钟)、2000ppm的单硬脂酸甘油酯；
芯层3的成份为：99.75％的等规聚丙烯(等规度为95％、熔融指数为2克/10分钟)、2000ppm的单硬脂酸甘油酯、500ppm的芥酸酰胺；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为18μm，功能层1厚5.4μm，功能层1占薄膜总重的30％。
制备方法中除以下两方面外，其它与实施例1相同：
1、主挤出机及辅助挤出机参数分别为：
主挤出机为串联式单螺杆挤出机：
螺杆直径：熔融挤出机230mm，计量挤出机275mm
长径比：熔融挤出机20∶1，计量挤出机20∶1
辅助挤出机为单螺杆挤出机：
螺杆直径：135mm
长径比：33∶1
2、功能层1所经过的辊的表面不含聚四氟乙烯涂层。
产品的具体性能为：
(1)厚度：18μm
(2)密度：0.9g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：100MPa/180MPa
(4)热封强度：6.3N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：3.8N/15mm
(6)雾度：1.5％
(7)热收缩率(纵向/横向)：3.0％/1.0％
(8)湿润张力：40mN/m
实施例4：
功能层1的成份为：20％乙烯-丁烯共聚物、45％的乙烯-辛烯共聚物、20％乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、15％的P-125，其中，乙烯-丁烯共聚物内丁烯含量为25％，乙烯-辛烯共聚物内辛烯含量为5％，乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.5％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：100％的等规聚丙烯(等规度为94％，熔融指数为3.5克/10分钟)；
芯层3的成份为：80％的等规聚丙烯(等规度为94％，熔融指数为3.5克/10分钟)、19.8％的P-125、2000ppm的单硬脂酸甘油酯；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3.5克/10分钟)、2000ppm的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
所制备产品的总厚度为18μm，功能层1厚7.2μm，功能层1占薄膜总重的40％。
制备方法中除挤出机外，其它与实施例1相同，挤出机参数分别为：
主挤出机为双螺杆挤出机：
螺杆直径：169mm，169mm
长径比：32∶1，32∶1
辅助挤出机为单螺杆挤出机：
螺杆直径：150mm
长径比：33∶1
产品的具体性能为：
(1)厚度：18μm
(2)密度：0.91g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：105MPa/180MPa
(4)热封强度：6.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：4.5N/15mm
(6)雾度：1.2％
(7)热收缩率(纵向/横向)：3.0％/1.2％
(8)湿润张力：40mN/m
实施例5：
功能层1的成份为：60％的乙烯-辛烯共聚物、20％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物、10％的乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、10％的P-125，其中，乙烯-辛烯共聚物内辛烯含量为10％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物内丁烯含量为1％，辛烯含量为20％，乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为1.2％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：100％的等规聚丙烯(等规度为96.5％、熔融指数为2.8克/10分钟)；
芯层3的成份为：100％的等规聚丙烯(等规度为96.5％、熔融指数为2.8克/10分钟)；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％、熔融指数为3克/10分钟)、2000ppm的甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
所制备产品的总厚度为40μm，功能层1厚20μm，功能层1占薄膜总重的50％。
制备方法中除以下两方面外，其它设备及控制参数与实施例1相同：
1、平膜法双向拉伸聚丙烯薄膜生产线供应商为日本三菱重工(MHI)株式会社，主挤出机及辅助挤出机参数分别为：
主挤出机为串联式单螺杆挤出机，螺杆参数为：
熔融挤出机：直径为115mm，长径比为20∶1
计量挤出机：直径为115mm，长径比为20∶1
辅助挤出机是螺杆直径为120mm，长径比为30∶1的单螺杆挤出机。
2、功能层1所经过的辊的表面不含聚四氟乙烯涂层。
产品的具体性能为：
(1)厚度：40μm
(2)密度：0.9g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：90MPa/150MPa
(4)热封强度：12.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：5.8N/15mm
(6)雾度：3.5％
(7)热收缩率(纵向/横向)：3.8％/1.4％
(8)湿润张力：40mN/m
实施例6：
功能层1的成份为：20％的乙烯-丁烯共聚物、20％的乙烯-辛烯共聚物、40％的乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、20％的EM609，其中，乙烯-丁烯共聚物内丁烯含量为20％，乙烯-辛烯共聚物内辛烯含量为15％，乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为2％。
下次表层2、上次表层4均为99.85％的等规聚丙烯(等规度为97.5％，熔融指数为3.2克/10分钟)、500ppm的二(β-羟乙基)十八胺、1000ppm的油酸酰胺；
芯层3的成份为：99.85％的等规聚丙烯(等规度为97.5％，熔融指数为3.2克/10分钟)、500ppm的单硬脂酸甘油酯、1000ppm的油酸酰胺；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为97.5％，熔融指数为3.2克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为18μm，功能层1厚5μm，功能层1占薄膜总重的27.8％。
制备方法为：将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工成塑化、均化F的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，通过骤冷(流延铸片)G成厚片C，厚片经双向拉伸H成薄膜D。薄膜D的厚度采用自动测厚装置控制，薄膜经电晕处理或火焰处理以提高湿润张力，将处理后的薄膜经牵引收成母卷，母卷经时效处理，最后分切I成薄膜成品E。其中，设备为德国布鲁克纳(BRUECKNER)公司提供的同步双向拉伸聚丙烯薄膜生产线，主挤出机螺杆直径为169mm，长径比为32∶1的双螺杆挤出机，辅助挤出机是螺杆直径为135mm，长径比为33∶1的单螺杆挤出机。挤出机温度除喂料段为200℃外，其它各段均为245℃、过滤器各区温度均为250℃、模头各区温度均为235℃；骤冷(流延铸片)温度为25℃；红外线预热温度各区均为500℃，纵横拉伸温度控制在157℃，纵向拉伸比为5，横向拉伸比为7；电晕处理功率为30w·min./m2，所制造的产品性能如下：
(1)厚度：18μm
(2)密度：0.9g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：95MPa/170MPa
(4)热封强度：6.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：4.3N/15mm
(6)雾度：1.8％
(7)热收缩率(纵向/横向)：2.5％/1.0％
(8)湿润张力：41mN/m
由实施例1到6所述的结构、成份和制备方法生产的双向拉伸聚丙烯薄膜，其结构简单，热封强度大，与纸材、预印纸材或含有本功能层1的另一薄膜复合而成的产品，剥离强度高，利于产品的制造推广。
实施例7：
功能层1的成份为：60％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物、15％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、25％的EM609，其中，乙烯-丁烯-辛烯共聚物内丁烯的含量为30％，辛烯含量为1％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.5％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：70％的等规聚丙烯(等规度为95.5％，熔融指数为2.8克/10分钟)、14％的EM609、14％的碳酸钙、2％的二氧化钛；
芯层3的成份为：70％的等规聚丙烯(等规度为95.5％，熔融指数为2.8克/10分钟)、12％的EM609、14％的碳酸钙、4％的二氧化钛；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为47μm，功能层1厚7μm，功能层1占薄膜总重的21.5％。
制备方法为：将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工成塑化、均化F的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，通过骤冷(流延铸片)G成厚片C，厚片经双向拉伸H成薄膜D。薄膜D的厚度采用自动测厚装置控制，薄膜经电晕处理或火焰处理以提高湿润张力，将处理后的薄膜经牵引收成母卷，母卷经时效处理，最后分切I成薄膜成品E。其中，设备为德国布鲁克纳(BRUECKNER)公司提供的平膜法双向拉伸聚丙烯薄膜生产线，主挤出机螺杆是直径为150mm，长径比为33∶1的单螺杆挤出机，辅助挤出机是螺杆直径为120mm，长径比为30∶1的单螺杆挤出机。挤出机温度除喂料段为100℃外，其它各段均为235℃、过滤器各区温度均为245℃、模头各区温度均为230℃；骤冷(流延铸片)温度为25℃；纵向拉伸：功能层1所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层，功能层1对应的辊温均为90℃，非功能层对应的辊温，预热各区温度均为130℃、拉伸各区温度均为115℃、定型温度135℃，拉伸比为5.6；横向拉伸温度：预热各区均为175℃、拉伸各区均为160℃、定型各区均为165℃，拉伸比为9；电晕处理功率为30w·min./m2。
产品的具体性能为：
(1)厚度：47μm
(2)密度：0.65g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：90MPa/160MPa
(4)热封强度：9.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：5.1N/15mm
(6)透光率：20％
(7)白度：90％
(8)热收缩率(纵向/横向)：3.5％/1.5％
(9)湿润张力：41mN/m
实施例8：
功能层1的成份为：80％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物、20％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物，其中，乙烯-丁烯-辛烯共聚物内丁烯的含量为15％，辛烯含量为10％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为1％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：92％的等规聚丙烯(等规度为94.5％，熔融指数为2.2克/10分钟)、4％的聚对苯二甲酸丁二酯、4％的二氧化钛；
芯层3的成份为：60％的等规聚丙烯(等规度为94.5％，熔融指数为2.2克/10分钟)、20％的EM609、12％的碳酸钙、8％的聚对苯二甲酸丁二酯；
表层5的成份为：按9∶11配置的占表层99.1％的高密度聚乙烯(熔融指数为0.05克/10分钟)与乙烯-丙烯-丁烯共聚物(熔融指数为7.5克/10分钟)的共混物、6000ppm的抗氧剂1010、3000ppm的抗氧剂1076。
所制备产品的总厚度为60μm，功能层1厚5.3μm，功能层1占薄膜总重的10％。
制备方法为：将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工成塑化、均化F的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，通过骤冷(流延铸片)G成厚片C，厚片经双向拉伸H成薄膜D。薄膜D的厚度采用自动测厚装置控制，薄膜经电晕处理或火焰处理以提高湿润张力，将处理后的薄膜经牵引收成母卷，母卷经时效处理，最后分切I成薄膜成品E。其中，设备为德国布鲁克纳(BRUECKNER)公司提供的平膜法双向拉伸聚丙烯薄膜生产线，主挤出机螺杆是直径为150mm，长径比为33∶1的单螺杆挤出机，辅助挤出机是螺杆直径为120mm，长径比为30∶1的单螺杆挤出机。挤出机温度除喂料段为180℃外，其它各段均为245℃、过滤器各区温度均为250℃、模头各区温度均为235℃；骤冷(流延铸片)温度为23℃；纵向拉伸：功能层1所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层，功能层1对应的辊温均为90℃，非功能层对应的辊温，预热各区温度均为135℃、拉伸各区温度均为110℃、定型温度140℃，拉伸比为5.5；横向拉伸温度：预热各区均为176℃、拉伸各区均为162℃、定型各区均为168℃，拉伸比为9；电晕处理功率为28w·min./m2。
产品的具体性能为：
(1)厚度：60μm
(2)密度：0.62g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：95MPa/160MPa
(4)热封强度：5.5N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：4.1N/15mm
(6)透光率：17％
(7)白度：90％
(8)热收缩率(纵向/横向)：2.8％/1.3％
(9)湿润张力：41mN/m
由实施例7、8所述的结构、成份和制备方法生产的双向拉伸聚丙烯薄膜，其热封强度大，与牛皮纸等纸材复合后用于种子、饲料、塑料粒子的包装；与含有本功能层1的另一薄膜复合而成的产品，白度高，遮光性好，剥离强度高，可以用作合成纸，广泛用于标签、手提袋、包装印刷基材。
实施例9：
功能层1的成份为：70％的乙烯-丁烯共聚物、30％的乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物，其中，乙烯-丁烯共聚物内丁烯的含量为27.5％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.8％。
芯层3的成份为：99.75％的等规聚丙烯(等规度为96.5％，熔融指数为3.5克/10分钟)、2500ppm二(β-羟乙基)十八胺；
表层5的成份为：按9∶11配置的占表层99.2％的高密度聚乙烯(熔融指数为0.05克/10分钟)与乙烯-丙烯共聚物(熔融指数为7克/10分钟)的共混物、8000ppm的抗氧剂1010。
所制备产品的总厚度为20μm，功能层1厚6μm，功能层1占薄膜总重的30％。
制备方法为：将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工F成塑化、均化的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，熔体离模后骤冷G成初管膜J，将初管膜经双向(在横向吹涨的同时进行纵向牵引)拉伸H成薄膜D，薄膜经冷却、牵引测厚，再经电晕处理或火焰处理I收成母卷，最后经分切、复卷、再分切K成薄膜成品E。其中：
设备为德国莱芬豪舍(REIFENHAUSER)公司提供的泡管法双向拉伸聚丙烯薄膜生产线，主挤出机螺杆是直径为150mm，长径比为33∶1的单螺杆挤出机，辅助挤出机是螺杆直径为120mm，长径比为30∶1的单螺杆挤出机。挤出机温度除喂料段为180℃外，其它各段均为245℃、过滤器各区温度均为250℃、模头各区温度均为245℃；风环骤冷温度为18℃，初管膜预热烘箱内的温度控制在350℃，横向吹胀烘箱内温度控制在420℃；功能层1所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层，功能层1对应的辊温均为80℃，非功能层对应的辊温，控制在135℃，纵向拉伸比为5，横向拉伸比为8.0，电晕处理功率为25w·min./m2。
产品的具体性能为：
(1)厚度：20μm
(2)密度：0.83g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：90MPa/180MPa
(4)热封强度：7.6N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：4.0N/15mm
(6)雾度：75.5％
(7)光泽度：8.0％
(8)热收缩率(纵向/横向)：3.4％/1.9％
(9)湿润张力：40mN/m
实施例10：
功能层1的成份为：52.5％的乙烯-丁烯共聚物、20％的乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、27.5％的EM609，其中，乙烯-丁烯共聚物内丁烯的含量为12.5％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为1.5％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为95.5％，熔融指数为3.5克/10分钟)、1000ppm的二(β-羟乙基)十八胺、1000ppm的油酸酰胺；
芯层3的成份为：99.7％的等规聚丙烯(等规度为95.5％，熔融指数为3.5克/10分钟)、2000ppm的单硬脂酸甘油酯、1000ppm的油酸酰胺；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为95.5％，熔融指数为3.5克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为18μm，功能层1厚5μm，功能层1占薄膜总重的27.8％。
制备方法中除主挤出机及纵向拉伸比外，其它与实施例9相同，本实施例中所用挤出机为串联式挤出机，参数分别为：
螺杆直径：熔融挤出机160mm，计量挤出机160mm
长径比：熔融挤出机20∶1，计量挤出机20∶1
纵向拉伸比为4.9
产品的具体性能为：
(1)厚度：18μm
(2)密度：0.9g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：110MPa/170MPa
(4)热封强度：6.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：3.2N/15mm
(6)雾度：1.2％
(7)热收缩率(纵向/横向)：2.0％/1.2％
(8)湿润张力：40mN/m
由实施例9、10所述的结构、成份和制备方法生产的双向拉伸聚丙烯薄膜，其结构简单，热封强度大，与纸材、预印纸材或含有本功能层1的另一薄膜复合而成的产品，剥离强度高，利于产品的制造推广。
实施例11：
功能层1的成份为：80％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物、20％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物，其中，乙烯-丁烯-辛烯共聚物内丁烯的含量为10％，辛烯含量为15％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.8％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：94％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、4％的聚对苯二甲酸丁二酯、2％的二氧化钛；
芯层3的成份为：90％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、6％的聚对苯二甲酸丁二酯、4％的二氧化钛；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为60μm，功能层1厚5.3μm，功能层1占薄膜总重的10％。
制备方法为：将经过筛选的原料A(包括主原料、改性料、添加剂母料)按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工F成塑化、均化的熔体B，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，熔体离模后骤冷G成初管膜J，将初管膜经双向(在横向吹涨的同时进行纵向牵引)拉伸H成薄膜D，薄膜经冷却、牵引测厚，再经电晕处理或火焰处理I收成母卷，最后经分切、复卷、再分切K成薄膜成品E。其中：
设备为德国莱芬豪舍(REIFENHAUSER)公司提供的泡管法双向拉伸聚丙烯薄膜生产线，主挤出机螺杆是直径为150mm，长径比为33∶1的单螺杆挤出机，辅助挤出机是螺杆直径为120mm，长径比为30∶1的单螺杆挤出机。挤出机温度240℃、过滤器温度250℃、模头温度240℃；骤冷温度在17℃，初管膜预热烘箱内的温度控制在350℃，横向吹胀烘箱内温度控制在420℃；功能层1所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层，功能层1对应的辊温均为80℃，非功能层对应的辊温，控制在135℃，纵向拉伸比为5.6，横向拉伸比为8.0，电晕处理功率为29w·min./m2。
产品的具体性能为：
(1)厚度：60μm
(2)密度：0.62g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：88MPa/170MPa
(4)热封强度：5.5N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：4.1N/15mm
(6)透光率：17％
(7)白度：90％
(8)热收缩率(纵向/横向)：2.8％/1.3％
(9)湿润张力：41mN/m
实施例12：
功能层1的成份为：70％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物、10％的乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、20％的P-125，其中，乙烯-丁烯-辛烯共聚物内丁烯的含量为20％，辛烯含量为5％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为2％。
下次表层2、上次表层4的成份均为：90％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、10％的碳酸钙；
芯层3的成份为：70％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、14％的P-125、10％的碳酸钙、6％的二氧化钛；
表层5的成份为：99.8％的等规聚丙烯(等规度为96％，熔融指数为3克/10分钟)、2000ppm的二氧化硅(SiO2)。
所制备产品的总厚度为47μm，功能层1厚7μm，功能层1占薄膜总重的21.5％。
制备方法除功能层1所经过的辊的表面不含聚四氟乙烯涂层，功能层1对应的辊温均为60℃外，其它设备及控制参数与实施例11相同：
产品的具体性能为：
(1)厚度：47μm
(2)密度：0.67g/cm3
(3)拉伸强度(纵向/横向)：85MPa/150MPa
(4)热封强度：9.0N/15mm
(5)剥离强度(薄膜-纸材)：4.9N/15mm
(6)透光率：21％
(7)白度：90％
(8)热收缩率(纵向/横向)：2.4％/0.5％
(9)湿润张力：41mN/m
由实施例11、12所述的结构、成份和制备方法生产的双向拉伸聚丙烯薄膜，其热封强度大，与牛皮纸等纸材复合后用于种子、饲料、塑料粒子的包装；与含有本功能层1的另一薄膜复合而成的产品，白度高，遮光性好，剥离强度高，可以用作合成纸，广泛用于标签、手提袋、包装印刷基材。
Claims (11)
1.一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：它包括顺次设置并共挤复合而成的表层(5)、芯层(3)和可直接与纸材、预印纸材或含有本层的另一薄膜复合的功能层(1)。
2.根据权利要求1所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述表层(5)和芯层(3)之间设有上次表层(4)，芯层(3)和功能层(1)之间设有下次表层(2)。
3.根据权利要求2所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述表层(5)为含有聚丙烯与抗粘连剂的共混物或者为含有聚丙烯、高密度聚乙烯、抗氧剂的共混物。
4.根据权利要求2所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述芯层(3)含有60～100％的等规聚丙烯或由上述含量中小于100％的等规聚丙烯与氢化石油树脂、抗静电剂、爽滑剂之中的一种或几种组成的混合物，下次表层(2)和上次表层(4)含有60～100％的等规聚丙烯或由上述含量中小于100％的等规聚丙烯与氢化石油树脂、抗静电剂、爽滑剂之中的一种或几种组成的混合物。
5.根据权利要求2所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述下次表层(2)、芯层(3)及上次表层(4)中的一层或多层含有二氧化钛。
6.根据权利要求2所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述下次表层(2)、芯层(3)及上次表层(4)中的一层或多层含有碳酸钙和/或聚对苯二甲酸丁二酯。
7.根据权利要求1所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述功能层(1)为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物或它们的共混物，或以上共聚物、改性物、共混物的任意成份分别与氢化石油树脂的再共混物，其中，乙烯-丁烯共聚物中的丁烯含量为10～30％，乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量为5～20％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物中丁烯含量为1～30％、辛烯含量为1～20％，乙烯-丁烯共聚物的马来酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物及乙烯-丁烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝改性物的接枝率为0.5～2％。
8.根据权利要求7所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述氢化石油树脂占功能层(1)的重量比为1～30％。
9.根据权利要求1所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述功能层(1)占薄膜的重量比为10～50％。
10.一种纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于：它的工艺流程为：
将经过筛选的主原料、改性料、添加剂母料按设计配方预混，搅拌均匀，树脂经计量后，送入挤出机加工成塑化、均化的熔体，熔体通过管道传输、过滤器过滤，经流道分配和模头，之后可分别按平膜法---熔体通过流延铸片激冷成厚片，厚片经双向拉伸成薄膜，双向拉伸工序为先纵向后横向或纵横向同步，或按泡管法---熔体离模后成初管膜并经骤冷，将初管膜经横向吹涨和纵向拉伸成薄膜，薄膜经冷却、牵引测厚，再经电晕处理或火焰处理，收成母卷，母卷可以经过时效处理，最后分切或经再分切成薄膜成品。
11.根据权利要求10所述纸塑无胶复合用双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于：
按平膜法的先纵向后横向拉伸或泡管法的双向拉伸工艺生产时，在纵向拉伸单元中，薄膜所经过的所有辊的两个面的温度全部分开控制，功能层(1)所经过的辊的表面全部为聚四氟乙烯涂层。
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