CN106273972B - 一种高剥离强度的bopp预涂膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高剥离强度的BOPP预涂膜及其制备方法，其由BOPP薄膜基材和复合层经压合而成，所述BOPP薄膜基材由上往下依次由上表层、中层、芯层和功能层组成的四层结构；所述上表层是由均聚聚丙烯和抗粘连聚丙烯母料制成，中层为抗静电剂添加层，其是由均聚聚丙烯和抗静电剂制成；芯层是由均聚聚丙烯制成；功能层是由三元共聚聚丙烯和抗粘连聚丙烯母料制成；复合层是由乙烯‑醋酸乙烯酯聚合物制成。本发明制备的BOPP预涂膜的剥离强度高且更环保，并不随时间变化而发生黄变，外观及品质保持期更久。

Description

一种高剥离强度的BOPP预涂膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及软包装材料领域，本发明特别涉及一种高剥离强度的BOPP(双向拉伸聚丙烯)预涂膜及其制备方法。
技术背景
预涂膜技术于上世纪80年代末诞生，因其具有使用寿命长、复合牢度高、工序简便、环保等优点，在全球范围内，逐渐取代了即涂技术。
预涂膜生产工艺分为有底涂工艺和无底涂工艺，顾名思义，有底涂工艺即生产过程中进行涂覆底涂剂；无底涂工艺即生产过程中不使用底涂剂。其中有底涂工艺生产出来的预涂膜因底涂剂黄变导致预涂膜泛黄，限制了其应用范围，所以目前无底涂工艺得到广泛的发展。而目前国内无底涂工艺生产出的预涂膜，复合层与基材层的剥离强度较低，运输及使用过程中易发生分层现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高剥离强度的BOPP预涂膜及其制备方法，从而解决复合层与基材层分层之间分层的问题。
为上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高剥离强度的BOPP预涂膜，其特征在于：该预涂膜由BOPP薄膜基材和复合层经压合而成，所述BOPP薄膜基材由上往下依次由上表层、中层、芯层和功能层组成的四层结构；
所述上表层是由均聚聚丙烯和抗粘连聚丙烯母料制成，其中均聚聚丙烯的质量含量为96～97％，余量为抗粘连聚丙烯母料；
所述中层为抗静电剂添加层，其是由均聚聚丙烯和抗静电剂制成，其中均聚聚丙烯的质量含量为96～97％，余量为抗静电剂；
所述芯层是由均聚聚丙烯制成；
所述功能层是由三元共聚聚丙烯和抗粘连聚丙烯母料制成，其中三元共聚聚丙烯的质量含量为96～97％，余量为抗粘连聚丙烯母料；
所述复合层是由乙烯-醋酸乙烯酯聚合物制成。
进一步方案，所述预涂膜的厚度为16～50μm，其中上表层厚度为1～2μm，中层厚度为1～3μm，芯层厚度为6～17μm，功能层厚度为2～3μm，复合层厚度为6～25μm。
进一步方案，所述抗粘连聚丙烯母料是以均聚聚丙烯为载体、有效成分为无机硅颗粒，其粒径为2～5μm，所述抗粘连聚丙烯母料的折射率为1.50～1.53。
进一步方案，所述三元共聚聚丙烯的熔点为110～115℃，其是由丙烯、乙烯和丁烯共聚而成，其中丙烯质量百分比含量为55～60％、乙烯质量百分含量为30～35％、丁烯为余量。
进一步方案，所述乙烯-醋酸乙烯酯聚合物的熔融指数在190℃/2.16kg条件下为14～20g/10min，其中VA的质量含量为16～20％。
本发明的另一个发明目的是提供上述高剥离强度的BOPP预涂膜的制备方法，其制备方法如下：
1)将构成上表层、中层、芯层和功能层的原料分别进行除尘除湿后，分别加入四台挤出机中加热熔融后同时挤出，由上至下按上表层、中层、芯层和功能层顺序排列，将上述四个挤出机的熔体汇合到四层结构的模头中共挤挤出；然后经水冷形成厚度为0.6～1.5mm铸片；
2)铸片先经纵向拉伸4.1～4.6倍后，再横向拉伸8～9倍成型，然后对其上表层进行单面电晕，收卷即得BOPP薄膜基材，其中电晕功率为35～40W/m2；
3)将构成复合层的原料进行除尘除湿后，加入到挤出机中进行加热熔融后经模头挤出；
4)将步骤(3)挤出的复合层熔体与步骤(2)中的BOPP薄膜基材的功能层经过冷却压合成为一体，其冷却温度为20～23℃、压合的压力为25～35PSI；然后对其复合层进行电晕处理后收卷即得BOPP预涂膜。
进一步方案，所述步骤(1)中上表层原料的加热熔融温度为120～260℃，中层原料的加热熔融温度为110～250℃，芯层原料的加热熔融温度为120～260℃，功能层结层原料的加热熔融温度为105～240℃；
所述模头的挤出温度为245～270℃，所述水冷的冷却温度为22～27℃。
进一步方案，所述步骤(2)中纵向拉伸工艺分为预热、拉伸和冷却定型三个阶段，预热、拉伸和冷却定型三个阶段的温度分别为50～70℃、120～150℃和20～25℃；所述拉伸阶段中与功能层接触的拉伸辊温度为120～130℃、与上表层接触的拉伸辊温度为140～150℃。
进一步方案，所述步骤(2)中横向拉伸工艺分为预热、拉伸定型和冷却三个阶段，所述预热温度为70～130℃、拉伸定型温度为140～160℃、冷却为自然风冷。
进一步方案，所述步骤(3)中挤出机的加热熔融温度为140～230℃、模头挤出温度为225～230℃。
本发明的有益效果有：
1、本发明的BOPP预涂膜是由四层结构的BOPP薄膜基材和复合层熔体经冷却压合而成，从而提高了基材与复合层之间的剥离强度。
2、本发明省去了现有预涂膜制备工艺的底涂工序，同时无需对BOPP薄膜基材再次电晕和烘箱干燥处理，使得产品的制备方法更为简化、节约人力、降低料耗。
3、本发明的BOPP预涂膜制备工艺中省去了底涂工序，使得BOPP预涂膜不发生黄变，从而延长了其保质期并拓宽了应用范围。
4、本发明制备的BOPP预涂膜剥离强度高，避免了生产、运输和使用过程中发生分层的现象。
5、本发明中功能层使用的材料为三元共聚聚丙烯，其是由丙烯、乙烯和丁烯共聚而成，其中丙烯重量含量为55～60％，乙烯重量含量为30～35％，丁烯重量含量为5～15％，使其更好地与芯层PP材料和复合层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物更好的相容并贴合在一起。
6、本发明的制备过程中仅进行2次电晕处理，更为环保，减轻了对人体健康及大气环境的伤害。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。
以下实施例中原料的选择：
三元共聚聚丙烯中丙烯重量含量为55～60％，乙烯重量含量为30～35％，丁烯重量含量为5～15％，熔点为110～115℃。
抗粘连聚丙烯母料以均聚聚丙烯为载体，有效成分为无机硅颗粒，其粒径为2～5μm，该母料折射率为1.50～1.53。
乙烯-醋酸乙烯酯聚合物的熔融指数在190℃、2160g条件下为14～20g/10min，其中VA(醋酸乙烯酯)质量含量为16～20％。
以下实施例中所有原料均为重量百分比。
实施例1：
1)按如下配方将各层材料混合均匀且除尘除湿后分别经过4台挤出机加热熔融，再按照上表层、中层、芯层和功能层的顺序汇合到四层结构的模头中在260℃下挤出后再经22℃水温进行冷却形成铸片；其中上表层原料的加热熔融温度为120℃，中层原料的加热熔融温度为110℃，芯层原料的加热熔融温度为120℃，功能层结层原料的加热熔融温度为105℃；
上表层：96％ 均聚聚丙烯
4％ 抗粘连聚丙烯母料
中层： 96％ 均聚聚丙烯
4％ 抗静电剂
芯层： 100％ 均聚聚丙烯
功能层：98％ 三元共聚聚丙烯
2％ 抗粘连聚丙烯母料
2)将铸片先经纵向拉伸4.6倍后，再横向拉伸9倍成型，然后对其上表层进行单面电晕，收卷即得BOPP薄膜基材；其中电晕功率为40W/m2；纵向拉伸的预热、拉伸和冷却定型三个阶段的温度分别为70℃、150℃和25℃；在拉伸阶段中与功能层接触的拉伸辊温度为130℃、与上表层接触的拉伸辊温度为150℃；横向拉伸工艺中预热温度为130℃、拉伸定型温度为160℃、冷却为自然风冷；
3)将构成复合层的原料进行除尘除湿预处理后，加入到挤出机中于230℃进行加热熔融后经模头挤出；模头挤出温度为230℃；
4)将步骤(3)挤出的复合层熔体与步骤(2)中的BOPP薄膜基材的功能层经过冷却压合成为一体，其冷却温度为23℃、压合的压力为35PSI；然后对其复合层进行电晕处理后收卷即得BOPP预涂膜。
实施例2：
1)按如下配方将各层材料混合均匀且除尘除湿后分别经过4台挤出机加热熔融，再按照上表层、中层、芯层和功能层的顺序汇合到四层结构的模头中在245℃下挤出后再经25℃水温进行冷却形成铸片；其中上表层原料的加热熔融温度为260℃，中层原料的加热熔融温度为250℃，芯层原料的加热熔融温度为260℃，功能层结层原料的加热熔融温度为240℃；
上表层：97％ 均聚聚丙烯
3％ 抗粘连聚丙烯母料
中层： 97％ 均聚聚丙烯
3％ 抗静电剂
芯层： 100％ 均聚聚丙烯
功能层：99％ 三元共聚聚丙烯
1％ 抗粘连聚丙烯母料
2)将铸片先经纵向拉伸4.4倍后，再横向拉伸8.5倍成型，然后对其上表层进行单面电晕，收卷即得BOPP薄膜基材；其中电晕功率为38W/m2；纵向拉伸的预热、拉伸和冷却定型三个阶段的温度分别为60℃、140℃和22℃；在拉伸阶段中与功能层接触的拉伸辊温度为125℃、与上表层接触的拉伸辊温度为145℃；横向拉伸工艺中预热温度为100℃、拉伸定型温度为150℃、冷却为自然风冷；
3)将构成复合层的原料进行除尘除湿预处理后，加入到挤出机中于200℃进行加热熔融后经模头挤出；模头挤出温度为228℃；
4)将步骤(3)挤出的复合层熔体与步骤(2)中的BOPP薄膜基材的功能层经过冷却压合成为一体，其冷却温度为21℃、压合的压力为30PSI；然后对其复合层进行电晕处理后收卷即得BOPP预涂膜。
实施例3：
1)按如下配方将各层材料混合均匀且除尘除湿后分别经过4台挤出机加热熔融，再按照上表层、中层、芯层和功能层的顺序汇合到四层结构的模头中在260℃下挤出后再经27℃水温进行冷却形成铸片；其中上表层原料的加热熔融温度为200℃，中层原料的加热熔融温度为190℃，芯层原料的加热熔融温度为190℃，功能层结层原料的加热熔融温度为200℃；
上表层：97％ 均聚聚丙烯
3％ 抗粘连聚丙烯母料
中层： 96％ 均聚聚丙烯
4％ 抗静电剂
芯层： 100％ 均聚聚丙烯
功能层：98％ 三元共聚聚丙烯
2％ 抗粘连聚丙烯母料
2)将铸片先经纵向拉伸4.1倍后，再横向拉伸8倍成型，然后对其上表层进行单面电晕，收卷即得BOPP薄膜基材；其中电晕功率为35W/m2；纵向拉伸的预热、拉伸和冷却定型三个阶段的温度分别为50℃、120℃和20℃；在拉伸阶段中与功能层接触的拉伸辊温度为120℃、与上表层接触的拉伸辊温度为140℃；横向拉伸工艺中预热温度为70℃、拉伸定型温度为140℃、冷却为自然风冷；
3)将构成复合层的原料进行除尘除湿预处理后，加入到挤出机中于140℃进行加热熔融后经模头挤出；模头挤出温度为225℃；
4)将步骤(3)挤出的复合层熔体与步骤(2)中的BOPP薄膜基材的功能层经过冷却压合成为一体，其冷却温度为20℃、压合的压力为25PSI；然后对其复合层进行电晕处理后收卷即得BOPP预涂膜。
对比例1：
按照现有带底涂工艺中的常用制备方法，将由均聚聚丙烯制成的BOPP基膜涂布上底涂剂，烘干后再与乙烯-醋酸乙烯酯聚合物挤出的热熔胶层进行复合，制得预涂膜，其是由基材层、涂布层和热熔胶层构成。
对比例2：
按照现有无底涂工艺中的常用制备方法，将由均聚聚丙烯制成的BOPP基膜与乙烯-醋酸乙烯酯聚合物挤出的热熔胶层进行复合，制得预涂膜，其是由基材层和热熔胶层构成。
对上述实施例1-3和对比例1-2所制备的预涂膜分别测试其剥离强度及时效黄变性，具体如下表所示：
从上表可看出，本发明制备的预涂膜剥离强度高，显著高于对比例1、2的剥离强度。并且对比例2剥离强度低至0.06N/15mm，该力值较小，在生产、运输及使用过程中极易发生分层现象。另外，放置15天后，对比例1制备的预涂膜的颜色泛黄，并随着时间的变化逐渐泛黄，帮其颜色保持时间很短，不足15天。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高剥离强度的BOPP预涂膜，其特征在于：该预涂膜由BOPP薄膜基材和复合层经冷却压合而成，所述BOPP薄膜基材由上往下依次由上表层、中层、芯层和功能层组成的四层结构；
所述上表层是由均聚聚丙烯和抗粘连聚丙烯母料制成，其中均聚聚丙烯的质量含量为96~97%，余量为抗粘连聚丙烯母料；
所述中层为抗静电剂添加层，其是由均聚聚丙烯和抗静电剂制成，其中均聚聚丙烯的质量含量为96~97%，余量为抗静电剂；
所述芯层是由均聚聚丙烯制成；
所述功能层是由三元共聚聚丙烯和抗粘连聚丙烯母料制成，其中三元共聚聚丙烯的质量含量为96~97%，余量为抗粘连聚丙烯母料；三元共聚聚丙烯是由丙烯、乙烯和丁烯共聚而成，其中丙烯质量百分比含量为55~60%、乙烯质量百分含量为30~35%、丁烯为余量；
所述复合层是由乙烯-醋酸乙烯酯聚合物制成。
2.根据权利要求1所述的一种高剥离强度的BOPP预涂膜，其特征在于：所述预涂膜的厚度为16~50μm，其中上表层厚度为1~2μm，中层厚度为1~3μm，芯层厚度为6~17μm，功能层厚度为2~3μm，复合层厚度为6~25μm。
3.根据权利要求1所述的一种高剥离强度的BOPP预涂膜，其特征在于：所述抗粘连聚丙烯母料是以均聚聚丙烯为载体、有效成分为无机硅颗粒，其粒径为2~5μm，所述抗粘连聚丙烯母料的折射率为1.50~1.53。
4.根据权利要求1所述的一种高剥离强度的BOPP预涂膜，其特征在于：所述三元共聚聚丙烯的熔点为110~115℃。
5.根据权利要求1所述的一种高剥离强度的BOPP预涂膜，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯酯聚合物的熔融指数在190℃/2.16kg条件下为14~20g/10min，其中VA的质量含量为16~20%。
6.一种如权利要求1-5任一项所述高剥离强度的BOPP预涂膜的制备方法，其特征在于：制备方法如下：
1）将构成上表层、中层、芯层和功能层的原料分别进行除尘除湿后，分别加入四台挤出机中加热熔融后同时挤出，由上至下按上表层、中层、芯层和功能层顺序排列，将上述四个挤出机的熔体汇合到四层结构的模头中共挤挤出；然后经水冷形成厚度为0.6~1.5mm铸片；
2）将铸片先经纵向拉伸4.1~4.6倍后，再横向拉伸8~9倍成型，然后对其上表层进行单面电晕，收卷即得BOPP薄膜基材，其中电晕功率为35~40W/m2；
3）将构成复合层的原料进行除尘除湿后，加入到挤出机中进行加热熔融后经模头挤出；
4）将步骤（3）挤出的复合层熔体与步骤（2）中的BOPP薄膜基材的功能层经过冷却压合成为一体，其冷却温度为20~23℃、压合的压力为25~35PSI；然后对其复合层进行电晕处理后收卷即得BOPP预涂膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中上表层原料的加热熔融温度为120~260℃，中层原料的加热熔融温度为110~250℃，芯层原料的加热熔融温度为120~260℃，功能层结层原料的加热熔融温度为105~240℃；
所述模头的挤出温度为245~270℃；所述水冷的冷却温度为22~27℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中纵向拉伸工艺分为预热、拉伸和冷却定型三个阶段，预热、拉伸和冷却定型三个阶段的温度分别为50~70℃、120~150℃和20~25℃；所述拉伸阶段中与功能层接触的拉伸辊温度为120~130℃、与上表层接触的拉伸辊温度为140~150℃。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中横向拉伸工艺分为预热、拉伸定型和冷却三个阶段，所述预热温度为70~130℃、拉伸定型温度为140~160℃、冷却为自然风冷。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中挤出机的加热熔融温度为140~230℃、模头挤出温度为225~230℃。
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