CN102079155A - 超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用bopp薄膜 - Google Patents

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Abstract

一种超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，采用三层结构直接共挤复合方式，薄膜的上表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物；薄膜的芯层结构的主要成分是聚丙烯均聚物；薄膜的下表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物。本发明所揭示的BOPP薄膜，不仅保持了优良的光学性能、爽滑性和热收缩性，而且挺度好，弹性模量高，厚度均匀，薄膜表面还具备一定程度的耐磨性能，可以适用于超高速卷烟包装机组，有效解决一般硬盒香烟包装薄膜无法配套该包装机组生产使用的技术难题。

Description

超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜
技术领域
本发明涉及一种超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜。
背景技术
目前，在香烟包装薄膜市场上，配套包装硬盒小包香烟的薄膜主要适用于生产速度为400包/分钟的卷烟包装机组。
部分大型烟草企业由于新引进了数条超高速卷烟包装机组生产线，其生产速度比旧式卷烟包装机组有飞跃性的提升，因此对包装香烟的BOPP小盒烟膜提出了更高的要求。
该新型超高速卷烟包装机组与旧式传统卷烟包装机组有以下几方面区别：(1)卷烟包装生产速度急剧提升，达到1000包/分钟，是原先卷烟包装机组速度的2.5倍左右，要求烟膜的爽滑性要比过去有所提高；(2)薄膜在卷烟包装机组中需要长距离输送，使用跨度增大，并采用现场机械切割、双排道包装方式，对薄膜的挺度以及弹性模量提出更高要求，而且由于输送距离长，薄膜的垂边问题也更加凸显，这要求该膜卷的厚度十分平均，控制厚度成为膜卷质量的一大关键因素；(3)使用的薄膜膜卷规格比传统膜卷增大一倍，膜卷的收卷工艺参数需要作出相应的调整；(4)在旧式卷烟包装机组的放卷输送过程中，经过的导辊较少且没有软刮塑料片，而在超高速卷烟包装机组中，不但经过的导辊较多，而且还要通过一道起着展平作用的软刮塑料片，对薄膜的摩擦较大，一般的薄膜根本无法满足厂家的耐磨要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，采用三层结构直接共挤复合方式，薄膜的上表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物；薄膜的芯层结构的主要成分是聚丙烯均聚物；薄膜的下表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物。
本发明采用三层结构直接共挤复合方式，其原料配方如下：
(1)上表层
   共聚物聚丙烯                    80-90重量份
   爽滑剂母料                      10-20重量份
   抗粘剂母料                      1-4重量份
(2)芯层
   均聚物聚丙烯                    70-80重量份
   增刚剂母料                      15-30重量份
   爽滑剂-抗静电剂母料             2-4重量份
(3)下表层
   共聚物聚丙烯                    100重量份
本发明不仅保持优良的光学性能、爽滑性和热收缩性，而且挺度好，弹性模量高，厚度均匀，薄膜表面还具备一定程度的耐磨性能，可以适用于超高速卷烟包装机组，有效解决一般硬盒香烟包装薄膜无法配套该包装机组生产使用的技术难题。
具体实施方式
本发明为了能够有效热封，采用三层结构直接共挤复合方式，所述薄膜的上表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物；所述薄膜的芯层结构的主要成分是聚丙烯均聚物；所述薄膜的下表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物。
其中，所述薄膜的上表层结构中含有爽滑剂和抗粘剂，所述的爽滑剂占所述上表层的10.0～20.0wt％，所述的抗粘剂占所述上表层的1.0～4.0wt％；所述的芯层结构中含有增刚剂和抗静电剂，所述的增刚剂占所述的芯层的15.0～30.0wt％，所述的抗静电剂占所述的芯层的2.0～4.0wt％；所述薄膜的下表层结构纯为共聚物聚丙烯。
其中，所述的增刚剂是具有C5或C9的氢化树脂。
其中，所述的抗静电剂是由非离子型抗静电剂和阳离子型抗静电剂复合而成。
其中，所述的爽滑剂是硅酮树脂。
其中，所述的抗粘剂是二氧化硅粒子。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：针对该新型超高速卷烟包装机组的特点，经过多次试验及分析总结，利用自主开发的添加母料，改善抗粘剂的特性，从而改良抗粘剂与热封材料的界面结合力，在热封材料及抗粘剂表面形成爽滑的保护层；另外，添加母料的抗静电性能也比原来有很大的改善，在增加抗静电能力的情况下，光学性能也有所提高；独特的热封层设计和特殊爽滑剂的使用，赋予薄膜极佳的滑动性能；通过调整配方比例及工艺措施参数，使薄膜的挺度和弹性模量有所提高，同时减少添加剂在薄膜表面的渗出，降低添加剂对薄膜表面的损伤，从而在一定程度上提高了薄膜的耐磨性；通过不断摸索，对制膜、收卷、分切等生产工艺作出适当调整，努力开发出专门配套该机组使用的BOPP小盒烟膜。
在薄膜的上表层结构添加爽滑剂是为了获得较低的摩擦系数，便于薄膜的上表层在与卷烟包装设备的金属导辊接触时，可以更加顺畅地运行，添加抗粘剂是为了避免薄膜在生产或使用过程中发粘，以免影响到超高速卷烟包装设备的生产效率；在薄膜的芯层结构添加增刚剂是为了增加薄膜的挺度，有利于薄膜在包装香烟时的高速运行性更好，添加抗静电剂是为了有效地降低静电在生产、运输、上机运行等过程中对香烟包装的影响；在薄膜的下表层结构中只使用共聚物聚丙烯，是为了更加突显上表层的爽滑性。
实施例1
原料配方：
(1)上表层
   共聚物聚丙烯                    82重量份
   爽滑剂母料                      15重量份
   抗粘剂母料                      3重量份
爽滑剂母料及抗粘剂母料的载体是共聚物聚丙烯，爽滑剂母料的有效成分是高粘度硅酮，浓度是10wt％；抗粘剂母料的有效成分是合成树脂，浓度是5wt％。
(2)芯层
   均聚物聚丙烯                    72重量份
   增刚剂母料                      25重量份
   爽滑剂-抗静电剂母料             3重量份
增刚剂母料及爽滑剂-抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯。增刚剂母料的有效成分是具有C5或C9的氢化树脂，爽滑剂-抗静电剂母料的有效成分是阳离子型抗静电剂乙基胺、非离子型抗静电剂单硬脂酸甘油酯以及芥酸酰胺，浓度是10～30％。
(3)下表层
   共聚物聚丙烯                    100重量份
生产工艺
(1)芯层的原材料经过混合均匀、干燥处理后，进入串联的熔融单螺杆挤出机和计量单螺杆挤出机进行熔融塑化，然后经过粗过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头，各段的温度设定为：220～260℃，熔体温度为210～240℃；
(2)上表层和下表层的原材料经过混合均匀、干燥处理后，进入各自的单螺杆挤出机进行熔融塑化，然后经过过滤器和计量泵，进入模头，各段的温度设定为：220～260℃，熔体温度为210～240℃；
(3)三层聚合物熔体在模头处汇合后流出，在气刀附片装置的作用下，贴附在急冷辊表面，经过急冷辊和水槽的快速冷却，形成固体铸片，然后依次经过纵向、横向拉伸。纵向预热温度为95～125℃，拉伸温度为70～100℃，定形温度为55～85℃，纵向拉伸比为4.5～7.5；横向预热温度为170～200℃，拉伸温度为130～160℃，横向拉伸比为8～10，定形温度为125～155℃，时间为1～3秒；拉伸后的BOPP薄膜需立即进行风冷处理，冷风温度为15～30℃。
(4)在横向拉伸工序后，陆续经过在线测厚、边料切割、静电消除、自动收卷、时效处理等生产工序。
(5)依照客户的具体使用要求分切成对应规格的成品膜卷。
按上述原料配方和生产工艺生产出的BOPP薄膜，总厚度为20～21um，上表层为1um，芯层为18～19um，下表层为1um，其物理性能实测指标见表1。
实施例2
原料配方：
(1)上表层
   共聚物聚丙烯                    84重量份
   爽滑剂母料                      13重量份
   抗粘剂母料                      3重量份
爽滑剂母料及抗粘剂母料的载体是共聚物聚丙烯，爽滑剂母料的有效成分是硅酮树脂，浓度是10wt％；抗粘剂母料的有效成分是二氧化硅粒子，浓度是5wt％。
(2)芯层
   均聚物聚丙烯                    74重量份
   增刚剂母料                      23重量份
   爽滑剂-抗静电剂母料             3重量份
增刚剂母料及抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯。增刚剂母料的有效成分是具有C5或C9的氢化树脂，爽滑剂-抗静电剂母料的有效成分是阳离子型抗静电剂乙基胺、非离子型抗静电剂单硬脂酸甘油酯以及芥酸酰胺，浓度是10～30％。
(3)下表层
   共聚物聚丙烯                    100重量份
生产工艺与实施例1基本相同，生产出来的BOPP薄膜其物理性能实测指标见表1
表1
Figure BSA00000253224900051
  雾度   ％   ASTM D 1003   0.7   0.9
  光泽度   ％   ASTM D 2457   96.2   95.1
  摩擦系数   ——   DIN 53375-A   0.157   0.178
  热封强度   N/15mm   BMSTT01   3.86   3.77
  弹性模量(纵向)   N/mm2   DIN53457-Z   2384.82   2209.38
以上是采用逐次双向拉伸加工法生产的。
采用上述工艺方法生产出来的BOPP薄膜，含有三层共挤复合结构，分别为上表层、芯层和下表层，上表层主要体现爽滑、抗粘结和热封的作用，芯层主要体现薄膜的特性，下表层主要体现热封作用。薄膜的总厚度为20～21um，其中，上表层与下表层分别为0.8～1um。表层厚度是随着薄膜的厚度变化而相应增减的，这样有利于保证薄膜在卷烟包装机中被快速热封时的热封效果。
本发明在上表层采用的爽滑剂母料中，有效成份是高粘度硅酮树脂；抗粘剂母料的有效成份是二氧化硅粒子。
本发明在芯层采用抗静电剂是为了降低静电对薄膜在生产、运输及包装使用过程中的影响。由于BOPP薄膜需要经过热加工成型，因此要求选用耐热性较好的抗静电剂，一般是用非离子型抗静电剂。本发明所用的抗静电剂是由非离子型抗静电剂和阳离子型抗静电剂这两种抗静电剂复合而成，加入的阳离子型抗静电剂主要是为了增强抗静电性能。阳离子型抗静电剂主要有胺盐、季铵盐、烷基咪唑啉及其盐等，非离子型抗静电剂主要有多元醇脂肪酸脂及其环氧乙(丙)烷加成物、有机胺或脂肪酰胺及其环氧乙(丙)烷加成物等，按实际情况，选用合适的化合物作为抗静电剂。
本发明所生产出来的BOPP薄膜，不仅保持着优良的光学性能，其爽滑性和热收缩性的提高亦有助于适应超高速卷烟包装机组1000包/分钟的生产速度；而且挺度好，弹性模量高，厚度均匀，有利于薄膜在输送距离较长的设备上稳定运行；薄膜表面还具备一定程度的耐磨性能，有效地降低薄膜与设备部件的互相摩擦所造成的薄膜表面刮花现象，可以适用于超高速卷烟包装机组，着实解决一般硬盒香烟包装薄膜无法配套该包装机组生产使用的技术难题。

Claims (8)

1.一种超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：采用三层结构直接共挤复合方式，其原料配方如下：
(1)上表层
   共聚物聚丙烯                 80-90重量份
   爽滑剂母料                   10-20重量份
   抗粘剂母料                   1-4重量份
(2)芯层
   均聚物聚丙烯                 70-80重量份
   增刚剂母料                   15-30重量份
   爽滑剂-抗静电剂母料          2-4重量份
(3)下表层
   共聚物聚丙烯                 100重量份
2.据权利要求1所述的超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：上表层结构中爽滑剂母料及抗粘剂母料的载体是共聚物聚丙烯，爽滑剂母料的有效成分是高粘度硅酮，浓度是10wt％；抗粘剂母料的有效成分是合成树脂，浓度是5wt％。
3.据权利要求1所述的超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：芯层结构中的增刚剂母料及爽滑剂-抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯，增刚剂母料的有效成分是具有C5或C9的氢化树脂，爽滑剂-抗静电剂母料的有效成分是阳离子型抗静电剂乙基胺、非离子型抗静电剂单硬脂酸甘油酯以及芥酸酰胺，浓度是10～30％。
4.据权利要求1、2、3所述的任一种超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：
所述薄膜的上表层结构中含有爽滑剂和抗粘剂，所述的爽滑剂占所述的上表层的10.～20.0wt％，所述的抗粘剂占所述的上表层的1.～4.0wt％；
所述的芯层结构中含有增刚剂和爽滑剂-抗静电剂母料，所述的增刚剂占所述的芯层的15.0～30.0wt％，所述的爽滑剂-抗静电剂母料占所述的芯层的2.0～4.0wt％；所述薄膜的下表层结构中纯为共聚物聚丙烯。
5.据权利要求4所述的超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：所述的抗静电剂是由非离子型抗静电剂和阳离子型抗静电剂复合而成。
6.据权利要求5所述的超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：所述的爽滑剂是高粘度硅酮。
7.据权利要求6所述的超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：所述的抗粘剂是二氧化硅粒子。
8.据权利要求7所述的超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，其特征在于：包括如下生产工艺步骤：
(1)芯层的原材料经过混合均匀、干燥处理后，进入串联的熔融单螺杆挤出机和计量单螺杆挤出机进行熔融塑化，然后经过粗过滤、计量泵、主过滤器，进入模头，各段的温度设定为220～260℃，熔体温度为210～240℃；
(2)上表层和下表层的原材料经过混合均匀、干燥处理后，进入各自的单螺杆挤出机进行熔融塑化，然后经过过滤器和计量泵，进入模头，各段的温度设定为220～260℃，熔体温度为210～240℃；
(3)三层聚合物熔体在模头处汇合后流出，在气刀附片装置的作用下，贴附在急冷辊表面，经过急冷辊和水槽的快速冷却，形成固体铸片，然后依次经过纵向、横向拉伸，纵向预热温度95～125℃，拉伸温度为70～100℃，定形温度为55～85℃，纵向拉伸比为4.5～7.5；横向预热温度为125～155℃，时间为1～3秒；拉伸后的BOPP薄膜需立即进行处理，冷风温度15～30℃；
(4)横向拉伸工序后，陆续经过在线测厚、边料切割、静电消除、自动收卷、时效处理等生产工序；
(5)依照客户的具体使用要求分切成对应规格的成品。
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