CN102794966A - 纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法，该聚丙烯薄膜包括自上而下依次设置的上表层、上层、芯层、下层和功能层，其中所述功能层为含有抗粘连剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，基于所述功能层的总重量，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为90%-97%。由此，本发明的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜，通过功能层可在加热加压的条件下与纸质印品、包装盒或是纸塑合成品等直接复合，实现了纸塑复合的无胶化。这样既省去了繁杂的涂胶工艺，又兼具预涂膜无污染的环保特性，并且与纸材等印品的复合强度高，质量稳定，价格低廉，性价比高。

Description

纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
印刷品覆膜是印后加工的重要手段，它决定印刷产品的最终身价。印刷品的覆膜工艺是指用塑料薄膜覆盖在纸张印刷品上面，中间使用粘合剂，通过加热加压处理后，使塑料薄膜和纸张两种不同性质的物质粘合在一起，形成纸/塑合一的表面装饰加工技术。它对印刷品起保护和装饰作用，被广泛应用于包装印刷领域，如书刊封面、宣传画册、地图、广告礼品袋、高级包装盒等的表面加工上。当前覆膜技术可大致分为即涂膜和预涂膜两种。
即涂膜技术是国际六十年代兴起的对印刷品、包装品的印后覆膜工艺。但该技术在覆膜过程中直接使用含苯溶剂，造成了空气污染并给生产者和使用者的身体带来极大危害；覆膜时极易在膜和纸张之间形成气泡，使印品表面呈雾状，影响印品的光洁度、清晰度及色彩鲜艳度。
预涂膜覆膜技术可以说是环境友好技术或清洁技术，实现了保护环境、保护健康、安全生产。但预涂膜生产成本较高，对设备的依赖性较强。对当前的国内使用商而言，由于其居高不下的成本仍然不能被大众所接受。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有粘接性能良好的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜。
本发明的另一个目的在于提出一种制备该纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法。
根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜，包括自上而下依次设置的上表层、上层、芯层、下层和功能层，其中所述功能层为含有抗粘连剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，基于所述功能层的总重量，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为90%-97%。
由此，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜，通过功能层可在加热加压的条件下与纸质印品、包装盒或是纸塑合成品等直接复合，实现了纸塑复合的无胶化。这样既省去了繁杂的涂胶工艺，又兼具预涂膜无污染的环保特性，并且与纸材等印品的复合强度高，质量稳定，价格低廉，性价比高。
另外，根据本发明上述实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，基于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的总重量，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯单体的含量为10%-20%，熔融指数2-10g/min。
根据本发明的一个实施例，所述下层为含有选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一的茂金属线性低密度聚乙烯。
根据本发明的一个实施例，基于所述下层的总重量，所述茂金属线性低密度聚乙烯的含量为95%-98%。
根据本发明的一个实施例，所述上表层为含有抗粘连剂、爽滑剂的亚光聚丙烯或等规聚丙烯。
根据本发明的一个实施例，基于所述上表层的总重量，所述亚光聚丙烯或等规聚丙烯的含量为95%-98%。
根据本发明的一个实施例，所述上层、芯层均为含有60%-100%的等规聚丙烯或由60%-100%的等规聚丙烯与选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一所组成的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述聚丙烯薄膜的厚度为17μm-21μm，所述功能层的厚度为2.5μm-4.5μm，所述上表层的厚度为2.5μm-3.5μm。
根据本发明另一方面实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
1）将预制备的原料送入挤出设备的不同层对应的料斗内后塑化成熔体；
2）所述熔体通过管道经过滤器过滤后分配到模头成型，再经流延铸片生成厚片；
3）所述厚片经拉伸装置拉伸处理后制成薄膜；
4）所述薄膜经电晕处理或火焰处理后形成母卷，所述母卷再经时效处理和分切后制成所述纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜成品。
根据本发明的一个实施例，所述挤出设备和所述模头的温度控制在225℃-265℃，所述流延铸片温度控制在18℃-50℃，所述纵向拉伸的温度控制在80℃-140℃且所述纵向拉伸倍率为4.8-6；所述横向拉伸的温度控制在150℃-170℃且所述横向拉伸倍率为8-9.5，表面处理强度为32-43mN/m。
由此，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法不仅操作简单，环保且降低了制造成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜结构示意图；
图2是根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
除非特别说明，本发明描述中的百分比代表质量百分比。
下面参考图1来描述根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）。
根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜包括自上而下依次设置的上表层4、上层2、芯层1、下层3和功能层5。
如图1所示，具体而言，上表层4为含有抗粘连剂、爽滑剂的亚光聚丙烯或等规聚丙烯，其中亚光聚丙烯或等规聚丙烯的含量为95%-98%。抗粘连剂和爽滑剂可以采用本领域通用型抗粘连剂和爽滑剂。
基于上层2的总重量，上层含有60%-100%的等规聚丙烯。根据本发明的实施例，上层2含有等规聚丙烯和选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一，其中，基于上层2的总重量，等规聚丙烯的含量为60%-100%，其余为选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一。上层2所含有的抗静电剂、爽滑剂和增刚剂可以采用本领域通用型抗静电剂、爽滑剂和增刚剂。
同样地，基于芯层1的总重量，芯层含有60%-100%的等规聚丙烯。根据本发明的实施例，芯层1含有等规聚丙烯和选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一，其中，基于芯层的总重量，等规聚丙烯的含量为60%-100%，其余为选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一。芯层1所含有的抗静电剂、爽滑剂和增刚剂可以采用本领域通用型抗静电剂、爽滑剂和增刚剂。
下层3与功能层5相连且位于功能层5上方。下层3为含有抗静电剂、爽滑剂、增刚剂之中一种或几种的茂金属线性低密度聚乙烯，其中茂金属线性低密度聚乙烯的含量为95%-98%。抗静电剂、爽滑剂和增刚剂可以采用本领域通用型抗静电剂、爽滑剂和增刚剂。
最后，作为与纸质或是纸塑合成印刷品直接接触的层，功能层5为含有抗粘连剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为90%-97%，并且乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的VA含量为10%-20%，熔融指数2-10g/min。抗粘连剂可以采用本领域通用型抗粘连剂。
由此，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜，通过功能层5可在加热加压的条件下与纸质印品、包装盒或是纸塑合成品等直接复合，实现了纸塑复合的无胶化。这样既省去了繁杂的涂胶工艺，又兼具预涂膜无污染的环保特性，并且与纸材等印品的复合强度高，质量稳定，价格低廉，性价比高。
另外，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜，通过上表层4采用不同材质可做成亮光或亚光两种聚丙烯薄膜，即当上表层4采用等规聚丙烯时，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜亮光的雾度可以达到＜3%，使覆膜后的产品表面亮度更高；而当上表层4采用亚光聚丙烯时，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的雾度可以可达70%以上，使被覆品呈现出柔和典雅的外观效果。
根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的厚度在17μm-21μm之间，其中功能层的厚度在2.5μm-4.5μm之间，上表层的厚度在2.5μm-3.5μm之间。
下面参考图2来描述根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法。
图2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为模头、流延铸片激冷装置对熔体成型工序，H为双向拉伸工序，I为时效处理、J为分切工序。
具体而言该制备方法包括如下步骤：
首先，经过筛选的原料A按照配方设计进行预混合，搅拌均匀后，经过送料系统送到挤出设备的计量料仓中，预混料经过计量后加注到挤出设备中F进行塑化，塑化充分且形成均匀的熔体B；其次，通过管道输送到过滤装置进行过滤，再经过管道输送到模头成型，通过模头、流延铸片激冷装置对熔体成型工序G生成厚片C；再次，厚片C经过双向拉伸工序H生成薄膜D；最后，拉伸后薄膜D的厚度采用在线自动测厚装置检测和控制，薄膜D经电晕或火焰处理以提高表面张力，然后将处理后的薄膜D收卷成母卷，母卷经过时效I处理后，最后通过分切工序J制成成品E。
本发明所使用的工艺条件包括：挤出设备和模头的温度控制在225℃-265℃，流延铸片的温度控制在18℃-50℃。根据设备配置情况，选用两步拉伸或同步拉伸，通常双向拉伸设备为先纵向拉伸再横向拉伸的两步拉伸工序。纵向拉伸的温度控制在80℃-140℃且纵向拉伸倍率为4.8-6；横向拉伸的温度控制在150℃-170℃且所述横向拉伸倍率为8-9.5。表面处理强度为32-43mN/m。
由此，根据本发明实施例的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法不仅操作简单，环保且降低了制造成本。
实施例1：以宽度为8米的无胶双向拉伸聚丙烯薄膜制造为例，进行详细说明。
如图1所示，功能层5为90%-97%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）加3-10%的抗粘连剂；EVA的VA含量18%，熔融指数MI=3g/10min，燕山石化、杜邦等均有供应。抗粘连剂为通用型即可，例如舒尔曼ABPP05。
上层2与与芯层1均为93%-97.5%等规聚丙烯加2.5%-7%的抗静电剂。抗静电剂采用通用性即可，例如舒尔曼ASPA2485或国产AY088。
下层3为95%-98%的茂金属线性低密度聚乙烯加2%-5%的抗静电剂。
上表层4为95%-98%的亚光聚丙烯（亚光料）加2%-5%抗粘连剂；消光料为通用型即可,如:佛山塑兴M973，抗粘连剂为通用型即可，如:舒尔曼ABPP05。
所制备产品厚度为20微米，其中功能层5厚度为4微米，上表层4的厚度为3微米。
制备方法如上文所述，制备工艺所采用的条件包括：
该实施例采用德国BRUCKNER两步拉伸聚丙烯薄膜生产线，挤出机、模头的温度为225～265℃，流延铸片温度在30℃；，纵向拉伸单元的温度为在80～140℃，纵向拉伸倍率为5；横向拉伸单元的温度控制在150～170℃，横向拉伸倍率为9。电晕处理功率为25w．min/m2。
所制备的产品性能如下：
厚度：20um
密度：0.83-0.91g/cm3
拉伸强度（纵向/横向）：110MPa～220MPa
热封强度：≥4.5N/15mm
雾度：≥70%
热收缩（纵向/横向）：5.0%-2.0%
表面张力：40mN/m。
实施例2：以宽度为8米的无胶双向拉伸聚丙烯薄膜制造为例，进行详细说明。
如图1所示，功能层5为96%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）加4%的抗粘连剂；EVA的VA含量18%，熔融指数MI=3g/10min，燕山石化、杜邦均有供应。抗粘连剂为通用型即可，如:舒尔曼ABPP05。
上层2与与芯层1均为95%等规聚丙烯加5%抗静电剂，抗静电剂通用性即可，如舒尔曼ASPA2485。
下层3为96%的茂金属线性低密度聚乙烯加4%的抗静电剂。
上表层4为95%的等规聚丙烯加5%抗粘连剂。
所制备产品厚度为18微米，功能层5的厚度3微米；上表层4的厚度3微米。
本实施例的制备方法和制备工艺所采用的条件如实施例1，在此不再赘述。
所制备的产品性能如下：
厚度：18um
密度：0.91g/cm3
拉伸强度（纵向/横向）：110MPa～200MPa
热封强度：≥4.5N/15mm
雾度：≤2.5%
热收缩（纵向/横向）：5.0%-2.0%
表面张力：40mN/m。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，包括自上而下依次设置的上表层、上层、芯层、下层和功能层，其中所述功能层为含有抗粘连剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，基于所述功能层的总重量，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量为90%-97%。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜，其特征在于，基于所述功能层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的总重量，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯单体的含量为10%-20%，熔融指数2-10g/min。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜，其特征在于,所述下层为含有选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一的茂金属线性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求3所述的聚丙烯薄膜，其特征在于，基于所述下层的总重量，所述茂金属线性低密度聚乙烯的含量为95%-98%。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜，其特征在于，所述上表层为含有抗粘连剂、爽滑剂的亚光聚丙烯或等规聚丙烯。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯薄膜，其特征在于，基于所述上表层的总重量，所述亚光聚丙烯或等规聚丙烯的含量为95%-98%。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜，其特征在于，所述上层、芯层均为含有60%-100%的等规聚丙烯或由60%-100%的等规聚丙烯与选自抗静电剂、爽滑剂、增刚剂至少之一所组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯薄膜的厚度为17μm-21μm，所述功能层的厚度为2.5μm-4.5μm，所述上表层的厚度为2.5μm-3.5μm。
9.一种根据权利要求1-8所述的纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：
1）将预制备的原料送入挤出设备的不同层对应的料斗内后塑化成熔体；
2）所述熔体通过管道经过滤器过滤后分配到模头成型，再经流延铸片生成厚片；
3）所述厚片经拉伸装置拉伸处理后制成薄膜；
4）所述薄膜经电晕处理或火焰处理后形成母卷，所述母卷再经时效处理和分切后制成所述纸塑复合用无胶双向拉伸聚丙烯薄膜成品。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述挤出设备和所述模头的温度控制在225℃-265℃，所述流延铸片温度控制在18℃-50℃，所述纵向拉伸的温度控制在80℃-140℃且所述纵向拉伸倍率为4.8-6；所述横向拉伸的温度控制在150℃-170℃且所述横向拉伸倍率为8-9.5，表面处理强度为32-43mN/m。
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