CN104210206B - 一种可用于喷码的烟用bopp薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种可用于喷码的烟用bopp薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可用于喷码的烟用BOPP薄膜及其制备方法，采用三层结构直接共挤复合方式，各层的原料配方如下：上表层共聚物聚丙烯90‑99重量份、可印刷防粘连母料1‑10重量份；芯层均聚物聚丙烯55‑79重量份、增刚剂母料20‑35重量份、爽滑‑抗静电剂母料1‑10重量份；下表层共聚物聚丙烯50‑70重量份、爽滑剂母料20‑30重量份、防粘连母料10‑20重量份。本发明采用材料改性及工艺调整相结合，使薄膜的内表层具有较强的表面附着力，可以达到较好地粘附油墨，使得薄膜具备印刷或者喷码等传统烟膜无法达致的功效；而且具有良好的上机适用性，挺度好，弹性模量高，光学性能优良，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

一种可用于喷码的烟用BOPP薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于BOPP薄膜加工技术领域，尤其涉及一种可用于防伪喷码专用配套的香烟包装用BOPP薄膜及其制备方法。
背景技术
部分大型烟草企业出于对自有品牌产品的安全性考虑，在香烟包装BOPP薄膜上采用喷墨印刷技术，印刷防伪数字代码称为普遍采用的方式。由于BOPP薄膜属于高分子聚合物，分子结构中缺少强极性基团，所以它的化学稳定性很高，能耐酸、耐碱、抗油、抗水，在常温下，既不被一般溶剂溶解，对印刷油墨也缺乏必要的亲和力。另外，在BOPP烟膜的材料组成部分，热封层使用的添加剂，以及芯层上迁移出来到热封层的添加剂，由于材料性能上的原因，或多或少会对于薄膜的表面特性，也就是油墨的亲和力有着直接影响，市场上一般烟膜的表面张力值通常只有20达因甚至更低，难以符合印刷及高速喷码的要求。
因此，有必要对现有的烟用BOPP薄膜技术进行改进，使其符合在其上进行喷码的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可用于喷码的烟用BOPP薄膜及其制备方法，该BOPP薄膜不仅具有可印刷性，而且具有良好的上机适用性，挺度好，弹性模量高，光学性能优良，可以用于防伪喷码专用配套硬盒小包香烟包装机组，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。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可用于喷码的烟用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，其特征在于，所述薄膜各层的原料配方如下：(1)上表层
共聚物聚丙烯 90-99重量份
可印刷防粘连母料 1-10重量份
(2)芯层
均聚物聚丙烯 55-79重量份
增刚剂母料 20-35重量份
爽滑-抗静电剂母料 1-10重量份
(3)下表层
共聚物聚丙烯 50-70重量份
爽滑剂母料 20-30重量份
防粘连母料 10-20重量份
优选地，所述可印刷防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是有机硅聚合体，浓度是1-5wt％，粒径大小为4um。
优选地，所述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，浓度为40～60wt％；爽滑-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氨基化合物，浓度是6wt％。
优选地，所述爽滑剂母料及防粘连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6wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是4wt％，粒径大小为4um。
优选地，所述的爽滑-抗静电剂是由氨基化合物、乙基胺以及单硬脂酸甘油酯复合而成。
一种上述可用于喷码的烟用BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，按照配方准备好原材料后，按照如下步骤进行：
(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：220～280℃，熔体温度为200～250℃；
(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：220～280℃，熔体温度为200～250℃；
(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；拉伸后的BOPP薄膜需立即进行电晕处理和风冷处理，电晕处理后薄膜的表面张力为30～45达因，冷风温度为20～35℃；
(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。
其中，步骤(3)中，纵向预热温度为85～135℃，拉伸温度为70～120℃，定形温度为90～120℃，纵向拉伸比为3.5～8.5；横向预热温度为150～220℃，拉伸温度为120～170℃，定形温度为135～165℃，横向拉伸比为5～10，时间为1～5秒。
本发明的有益效果在于：针对防伪喷码专用配套硬盒小包香烟包装机组的特点，经过多次试验及分析总结，本发明采用材料改性及工艺调整相结合，使薄膜的内表层具有较强的表面附着力，可以达到较好地粘附油墨，使得薄膜具备印刷或者喷码等传统烟膜无法达致的功效；另外，配备高效透明性的爽滑剂以及耐磨性材料，使得薄膜能够具有较低的摩擦系数，可以保证上机包装过程顺畅；而配备的耐磨性材料则可为薄膜与烟机的接触面提供抗磨花功效。通过表层共聚物与增滑剂母料、防粘连母料的有效配搭，为光学性能的进一步提高提供了空间；在此基础上特选的芯层主料以及高效持久的爽滑-抗静电剂母料，赋予了薄膜优良的光学性能。
具体实施方式
下面根据本发明提供的技术方案，结合具体的实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
按照如下的原料配方：
(1)上表层
共聚物聚丙烯 93重量份
防粘连母料(可印刷) 7重量份
防粘连母料(可印刷)的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是有机硅聚合体，浓度是1-5wt％，粒径大小为4um。。
(2)芯层
均聚物聚丙烯 63重量份
增刚剂母料 32重量份
爽滑-抗静电剂母料 5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，浓度为40～60wt％；爽滑-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氨基化合物，浓度是6wt％。
(3)下表层
共聚物聚丙烯 60重量份
爽滑剂母料 25重量份
防粘连母料 15重量份
爽滑剂母料及防粘连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6wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是4wt％，粒径大小为4um。。
生产工艺如下：
(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：220～280℃，熔体温度为200～250℃；
(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：220～280℃，熔体温度为200～250℃；
(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85～135℃，拉伸温度为70～120℃，定形温度为90～120℃，纵向拉伸比为3.5～8.5；横向预热温度为150～220℃，拉伸温度为120～170℃，定形温度为135～165℃，横向拉伸比为5～10，时间为1～5秒；拉伸后的BOPP薄膜需立即进行电晕处理和风冷处理，电晕处理后薄膜的表面张力为30～45达因，冷风温度为20～35℃；
(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21um，上表层为1um，芯层为19um，下表层为1um，其物理性能实测指标见表1。
实施例2
按照如下的原料配方：
(1)上表层
共聚物聚丙烯 94重量份
防粘连母料 6重量份
防粘连母料(可印刷)的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是有机硅聚合体，浓度是1-5wt％，粒径大小为4um。。
(2)芯层
均聚物聚丙烯 65重量份
增刚剂母料 30重量份
爽滑-抗静电剂母料 5重量份
增刚剂及爽滑剂-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，浓度为40～60wt％；爽滑-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氨基化合物，浓度是6wt％。
(3)下表层
共聚物聚丙烯 60重量份
爽滑剂母料 25重量份
防粘连母料 15重量份
爽滑剂母料及防粘连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6wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是4wt％，粒径大小为4um。
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
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，上表层主要体现抗粘结和可印刷喷码的作用，下表层主要体现爽滑、抗粘结和热封的作用，芯层主要体现薄膜的特性。薄膜的总厚度为21um，其中，上表层与下表层分别为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快速热封时的热封效果。
本发明在上表层采用的防粘连母料(可印刷)中，有效成份是有机硅聚合体。在这一表层进行电晕处理，其目的是用高能的电子和离子轰击薄膜表面，使其链状分子断裂，链断裂时产生的自由基与空气电晕产物发生氧化、交联反应，使薄膜表面产生极性基团， 薄膜表面被激活，部分离子注入薄膜，使表面粗化，从而增大薄膜的表面张力，改善薄膜的可印刷性能。电晕处理强度是关键控制工艺，需控制在一定范围内，若强度过小，则影响薄膜的印刷喷码效果；若强度过大，则影响薄膜的上机运行性能，导致包装设备难以顺畅进行生产。
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的耐热性较好的抗静电剂。
本发明在下表层采用的爽滑剂母料中，有效成份是高粘度硅酮；抗粘剂母料的有效成份是合成硅石。
本发明所生产出来的BOPP薄膜，不仅具有良好的上机适用性，挺度好，弹性模量高，光学性能优良，而且可印刷性较佳，适用于防伪喷码专用配套硬盒小包香烟包装机组，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。
本实施例目的在于使本领域专业技术人员可以据其了解本发明的技术方案并加以实施，并不能以其限制本专利的保护范围，凡依据本发明披露技术所作的变形，均落入本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求书所述内容为准。

Claims (3)

1.一种可用于喷码的烟用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，其特征在于，所述薄膜各层的原料配方如下：
(1)上表层
共聚物聚丙烯 90-99重量份
可印刷防粘连母料 1-10重量份
(2)芯层
均聚物聚丙烯 55-79重量份
增刚剂母料 20-35重量份
爽滑-抗静电剂母料 1-10重量份
(3)下表层
共聚物聚丙烯 50-70重量份
爽滑剂母料 20-30重量份
防粘连母料 10-20重量份
其中，所述可印刷防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是有机硅聚合体，浓度是1-5wt％，粒径大小为4μm；
所述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，浓度为40～60wt％；爽滑-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氨基化合物，浓度是6wt％；
所述爽滑剂母料及防粘连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6wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是4wt％，粒径大小为4um；
所述的爽滑-抗静电剂是由氨基化合物、乙基胺以及单硬脂酸甘油酯复合而成。
2.根据权利要求1所述的一种可用于喷码的烟用BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，按照所述配方准备好原材料后，按照如下步骤进行：
(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：220～280℃，熔体温度为200～250℃；
(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：220～280℃，熔体温度为200～250℃；
(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；拉伸后的BOPP薄膜需立即进行电晕处理和风冷处理，电晕处理后薄膜的表面张力为30～45达因，冷风温度为20～35℃；
(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。
3.根据权利要求2所述的一种可用于喷码的烟用BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，纵向预热温度为85～135℃，拉伸温度为70～120℃，定形温度为90～120℃，纵向拉伸比为3.5～8.5；横向预热温度为150～220℃，拉伸温度为120～170℃，定形温度为135～165℃，横向拉伸比为5～10，时间为1～5秒。
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