CN103112229B - 一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法，包括上、中、下三层结构，其中上层由含有下述重量含量的原料配制成：96.5～98.5%二元共聚聚丙烯、0.3～0.8%抗粘连剂、1～3%滑爽剂；中层由含有下述重量含量的原料配制成：98～99.5%聚丙烯树脂和0.5～2%抗静电剂；下层由含有下述重量含量的原料配制成：99.2～99.7%二元共聚聚丙烯和0.3～0.8%抗粘连剂。该薄膜具有良好的成膜率、较高的杨氏模量、较好的雾度、极低的摩擦系数以及印刷不掉粉、不漏点等优点，能完全适用于卷纸包装，可减低14%的包装成本。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种适用卷纸包装的超薄双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法，属于高分子材料领域。
背景技术
卷纸包装最先使用是聚氯乙烯膜和流延聚丙烯膜包装，由于双向拉伸聚丙烯薄膜具有高强度、高透明度、高光泽度、高挺度、热稳定性好、无毒等优点，质优而价格适中等特点，卷纸包装逐渐转向使用双向拉伸聚丙烯薄膜。随着卷纸在人们日常生活中用量越来越多，卷纸产量越来越大，其包装用膜也随着增多，包装成本纳入生产成本主要控制范围之一，成为厂家降低成本的关注点。卷纸包装膜是按每吨多少元来销售的，同样是一吨的包装膜，膜的厚度越薄，使用的面积越多，在吨价格不变的条件下，成本就越低。目前市场上卷纸包装使用的双向拉伸聚丙烯薄膜，厚度一般为20～22μm。如果产品的厚度减少3μm，包装成本上就会下降14%。所以，从成本上考虑，目前卷纸包装市场正提出15～17μm超薄型的需求。虽然现在双向拉伸聚丙烯厚度可以做到18μm或更低，但要适用卷纸包装需要在原料使用增挺剂代替聚丙烯来提高挺度，从而增加原料成本，且成膜率低于91%，不能达到降低成本的目的；而在与厚度为20～22μm的等同成本下，现有技术生产15～17μm这种超薄双向拉伸聚丙烯卷纸包装膜，在成膜率上由于产品过薄，横向拉伸时易破膜，存在成膜率低的缺点；产品性能上存在杨氏模量小，摩擦系数不够低，在包装过程不顺畅的缺点。现有技术不能综合达到15～17μm厚度超薄双向拉伸聚丙烯卷纸包装膜这种需要成膜率大于93%，杨氏模量大于2100MPa、雾度小于1.5%、摩擦系数小于0.12以及印刷不掉粉、不漏点的要求。
发明内容
本发明的目的在于通过下述方法的发明，提供一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，该薄膜的厚度可降到15～17μm，且具有良好的成膜率、较高的杨氏模量、较好的雾度、极低的摩擦系数以及印刷不掉粉、不漏点等优点，能完全适用于卷纸包装，有效地降低生产成本：
1、使用含有0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物做为聚丙烯主料,其原料的特点是快速拉伸不易破膜，可提高超薄产品成膜率。
2、在纵向拉伸段采取两次拉伸来提高产品杨氏模量。
3、做为滑爽层的抗粘连剂选用聚酰胺，聚酰胺做抗粘连剂既有抗粘连作用又能辅助滑爽剂降低摩擦系数，能有效降低摩擦系数。其粒径范围在1.7～2.5μm之间，这样不会造成印刷时掉粉和漏点。
本发明提供的卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，包括上、中、下三层结构，总厚度为15～18μm。上层厚度为0.9～1.2μm，由含有下述重量含量的原料配制成：96.5～98.5%二元共聚聚丙烯、0.3～0.8%抗粘连剂、1～3%滑爽剂；所述的抗粘连剂是粒径为1.7～2.5μm的聚酰胺，滑爽剂是硅酮。中间层的厚度为13.2～14.6μm，由含有下述重量含量的原料配制成：98～99.5%聚丙烯树脂和0.5～2%抗静电剂，所述的聚丙烯树脂为含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物；所述的抗静电剂为乙氧基化胺。下层的厚度为0.9～1.2μm，由含有下述重量含量的原料配制成：99.2～99.7%二元共聚聚丙烯和0.3～0.8%抗粘连剂，所述的抗粘连剂是粒径为1.7～2.5μm的合成硅石。
本发明还提供一种上述卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜的制造方法，该方法如下：
（一）采用双向拉伸设备实施，工艺流程为：配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→电晕处理→收卷。
（二）实施步骤
1、配料
按上述设计的各层原料比例将原料投入不同的料罐，按设定的比例进行混料，混料可人工混料或设备混料。
2、挤出
上述中间层原料经过比例混料后流入双螺杆挤出机或单螺杆串联挤出机，上述上、下层料经过混料后流入各自辅助挤出机。三层料在模头汇聚后流出。挤出机作用：熔融、塑化、混炼、均匀定量挤出。挤出机温度：200～250℃。
3、铸片
将上述从挤出机模头流出的树脂冷却成片材，使树脂的结晶度、晶体形态、晶体的大小达到理想状态，从而提高薄膜的物理性能，有利于下工序纵向和横向的拉伸。铸片机冷却温度：16～23℃。
4、纵向拉伸
将上述从铸片机过来的片材进行预热，并在一定的速度下，将片材纵向拉长，使聚合物分子进行纵向取向。预热温度最佳：110～135℃；拉伸温度：85～105℃，使用两次拉伸，第一次拉伸倍率：120～150%；第二次拉伸倍率：450～480%。
5、横向拉伸
将上述纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有较大的扩张角的拉伸区进行横向拉伸，同样使聚合物分子在横向取向。预热温度最佳：170～190℃；拉伸温度：160～170℃，定型温度：165～175℃。为了减少内应力，定型区的拉伸宽幅需小于拉伸区。拉伸倍率在800～1000%。
6、电晕处理
将上述横向拉伸后的薄膜进行电晕处理，电晕处理的作用是将高频发生器产生的能量，通过电子和离子的轰击,使薄膜表面产生极性基团，薄膜表面被激活，从而增大薄膜的表面张力，改善薄膜的印刷性能和粘合能力。生产时下层进行电晕处理。通过调整高频发生器的功率和电极与薄膜的间隙，使下层润湿张力为：40～42达因/厘米。
7、收卷
将上述电晕处理后的薄膜经过收卷机进行收卷。收卷工艺跟薄膜的性能有关，可跟据收卷情况设定收卷张力、衰减率、压辊压力调整，拉伸比100±2%。
本发明制得的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其厚度可降到15～17μm，且成膜率高达93%以上、且具有较高的杨氏模量、较好的雾度、极低的摩擦系数以及印刷不掉粉、不漏点等优点，能完全适用于卷纸包装。对比现有20μm厚度的双向拉伸聚丙烯卷纸包装膜，生产17厚度的超薄产品，生产成本增加不到2%，但包装成本可下降14%。
产品性能典型值对比
具体实施
下面具体实施例对本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜及其制造方法作进一步说明。
实施例一
配料：生产厚度15μm薄膜。上层厚0.9μm，其中二元共聚聚丙烯含量为96.5%，粒径为1.7～2.5μm聚酰胺0.8%，硅酮2.7%；中间层厚13.2μm,其中含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为98%，乙氧基化胺2%。下层厚0.9μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.2%，粒径为1.7～2.5μm合成硅石0.8%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其中挤出机温度：220℃；铸片机温度：19℃；纵拉预热温度：115℃，纵拉拉伸温度：101℃,第一次拉伸倍率：130%,第二次拉伸倍率：480%；横向拉伸倍率：880%，横拉预热温度：173℃，横拉拉伸温度：165℃，横拉定型温度：170℃；收卷拉伸比：100%。
实施例二
配料：生产厚度16μm薄膜。上层厚1.0μm，其中二元共聚聚丙烯含量为97.5%，粒径为1.7～2.5μm聚酰胺0.5%，硅酮2%；中间层厚14μm,其中含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为98.5.%，乙氧基化胺1.5%。下层厚1.0μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.5%，粒径为1.7～2.5μm合成硅石0.5%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其中挤出机温度：230℃；铸片机温度：20℃；纵拉预热温度：125℃，纵拉拉伸温度：103℃,第一次拉伸倍率：130%,第二次拉伸倍率：470%；横向拉伸倍率：900%，横拉预热温度：180℃，横拉拉伸温度：163℃，横拉定型温度：170℃；收卷拉伸比：100%。
实施例三
配料：生产厚度17μm薄膜。上层厚1.0μm，其中二元共聚聚丙烯含量为98%，粒径为1.7～2.5μm聚酰胺0.5%，硅酮1.5%；中间层厚15μm,其中含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为99%，乙氧基化胺1%。下层厚1.0μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.5%，粒径为1.7～2.5μm合成硅石0.5%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其中挤出机温度：240℃；铸片机温度：22℃；纵拉预热温度：115℃，纵拉拉伸温度：103℃,第一次拉伸倍率：120%,第二次拉伸倍率：480%；横向拉伸倍率：915%，横拉预热温度：185℃，横拉拉伸温度：163℃，横拉定型温度：172℃；收卷拉伸比：100%。
实施例四
配料：生产厚度16μm薄膜。上层厚1.1μm，其中二元共聚聚丙烯含量为98.5%，粒径为1.7～2.5μm聚酰胺0.3%，硅酮1.2%；中间层厚13.8μm,其中含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为99%，乙氧基化胺1%。下层厚1.1μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.6%，粒径为1.7～2.5μm合成硅石0.4%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其中挤出机温度：200℃；铸片机温度：23℃；纵拉预热温度：135℃，纵拉拉伸温度：105℃,第一次拉伸倍率：140%,第二次拉伸倍率：460%；横向拉伸倍率：1000%，横拉预热温度：190℃，横拉拉伸温度：170℃，横拉定型温度：175℃；收卷拉伸比：100%。
实施例五
配料：生产厚度17μm薄膜。上层厚1.2μm，其中二元共聚聚丙烯含量为98%，粒径为1.7～2.5μm聚酰胺0.4%，硅酮1.6%；中间层厚14.6μm,其中含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为99.5%，乙氧基化胺0.5%。下层厚1.2μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.7%，粒径为1.7～2.5μm合成硅石0.3%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其中挤出机温度：250℃；铸片机温度：16℃；纵拉预热温度：135℃，纵拉拉伸温度：90℃,第一次拉伸倍率：150%,第二次拉伸倍率：450%；横向拉伸倍率：800%，横拉预热温度：170℃，横拉拉伸温度：160℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100%。
实施例六
配料：生产厚度15μm薄膜。上层厚1.0μm，其中二元共聚聚丙烯含量为98%，粒径为1.7～2.5μm聚酰胺0.5%，硅酮1.5%；中间层厚13μm,其中含0.6～0.9%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为99.5%，乙氧基化胺0.5%。下层厚1.0μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.6%，粒径为1.7～2.5μm合成硅石0.4%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯超薄卷纸包装膜，其中挤出机温度：250℃；铸片机温度：23℃；纵拉预热温度：135℃，纵拉拉伸温度：95℃,第一次拉伸倍率：150%,第二次拉伸倍率：450%；横向拉伸倍率：860%，横拉预热温度：170℃，横拉拉伸温度：160℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100%。
Claims (6)
1.一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，包括上、中、下三层结构，其特征在于：所述薄膜总厚度为15～18μm，其中上层厚度为0.9～1.2μm，中间层厚度为13.2～14.6μm，下层厚度为0.9～1.2μm；所述上层由含有下述重量含量的原料配制成：96.5～98.5％二元共聚聚丙烯、0.3～0.8％抗粘连剂、1～3％滑爽剂；所述中层由含有下述重量含量的原料配制成：98～99.5％聚丙烯树脂和0.5～2％抗静电剂；所述下层由含有下述重量含量的原料配制成：99.2～99.7％二元共聚聚丙烯和0.3～0.8％抗粘连剂。
2.如权利要求1所述的一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述上层用的抗粘连剂是粒径为1.7～2.5μm的聚酰胺。
3.如权利要求1所述的一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述下层用的抗粘连剂是粒径为1.7～2.5μm的合成硅石。
4.如权利要求1所述的一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为含0.6～0.9％乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物。
5.如权利要求1所述的一种卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述的抗静电剂为乙氧基化胺。
6.如权利要求1所述的卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜的制造方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→电晕处理→收卷，具体为：
(1)配料
按上述技术方案设定的比例进行人工或设备混料；
(2)挤出
将上述配好的原料流入各自挤出机，熔融、塑化、混炼、均匀定量挤出，挤出机温度为200～250℃；
(3)铸片
将上述挤出机模头流出的树脂经铸片机冷却成片材，铸片机冷却温度为16～23℃；
(4)纵向拉伸
将从上述铸片机过来的片材进行预热，并在一定的速度下，将片材进行两次纵向拉长，预热温度为110～135℃，拉伸温度为85～105℃，第一次拉伸倍率为120～150％；第二次拉伸倍率为450～480％；
(5)横向拉伸
将上述纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有较大的扩张角的拉伸区进行横向拉伸，预热温度为170～190℃，拉伸温度为160～170℃，定型温度为165～175℃，拉伸倍率为800～1000％；
(6)电晕处理
将上述横向拉伸后的薄膜进行电晕处理；
(7)收卷
将上述电晕处理后的薄膜经过切边再经过收卷机进行收卷，制得卷纸包装用超薄双向拉伸聚丙烯薄膜。
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| CN101537913A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-23 | 江阴中达软塑新材料有限公司 | 双向拉伸聚丙烯低温自收缩烟用包装薄膜及其制备方法 |
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2013
- 2013-01-31 CN CN201310033169.2A patent/CN103112229B/zh active Active
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US6303233B1 (en) * | 1998-04-06 | 2001-10-16 | Mobil Oil Corporation | Uniaxially shrinkable biaxially oriented polypropylene film |
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