CN108656688B - 一种特殊硅酮型耐磨条包bopp薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜及其制备方法，所述薄膜由上表层、芯层和下表层三层结构直接共挤复合制成；上表层中加入特殊硅酮型爽滑剂母料和改性抗粘剂母料。本发明中通过上表层使用特殊硅酮型爽滑母料和硅油处理的二氧化硅抗粘连剂，使本发明的产品的常温和高温摩擦系数，耐磨性，得到了均衡提高，并且不会出现发白和起雾现象。

Description

一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜及其制备方法

技术领域

本发明属于薄膜材料领域，具体涉及一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜及其制备方法。

背景技术

耐磨性差的BOPP香烟膜在包装、运输后经常会有条盒包装发白、起雾等瑕疵，考虑到国内消费者的挑剔和习惯使然，就会在售卖中处于不利局面。为了迎合消费者的心理，各大烟厂都比较注重包装效果，所以耐磨型的条包薄膜有着广阔的市场前景。

耐磨条包经过持续多年的研发，根据不同的所需性能，目前已经形成了三个成熟的产品供客户批量使用。虽然现存的耐磨产品加工和运输过程中的磨花始终不能完全杜绝，尤其是运输中的磨花更加显著，下游烟厂也只能默认接受。虽然条盒香烟打包成箱的时候紧凑一些会减弱运输过程中的晃动，但过于紧凑也会给打包成箱增加难度；如果打包时条盒与条盒之间的间隙控制在适当的数值，运输过程中因为车辆晃动，条盒互相之间就会产生摩擦，等达到消费者手中就会发现条盒磨花得比较厉害，对购买欲望产生负面影响。鉴于这种磨花必然存在，不是上游薄膜厂可以控制，所以本发明开发的初衷不是杜绝这种磨花，而是改变磨花的形态，将以前磨花后的起雾发白变为细划痕，并且这种细划痕越清晰越好。因为BOPP薄膜非常透明，这种局部的细划痕反而很难识别或者说不显眼，消费者几乎留意不到，所以对购买欲望的影响可以忽略不计。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，替代现有的几种性能不同的产品，以达到整合产品，方便生产，挖潜增效的目的，提高耐磨性能的同时改善反白起雾的现象。

本发明提供一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，其特征在于：由上表层、芯层和下表层三层结构直接共挤复合制成；上表层的组分为：共聚物聚丙烯84-94重量份，爽滑剂母料4-10重量份，抗粘剂母料2-6重量份；芯层的组分为：均聚物聚丙烯71-83重量份，增刚剂母料15-25重量份，静电剂母料2-4重量份；下表层的组分为：共聚物聚丙烯100重量份；所述爽滑剂母料包含高粘度硅酮、低粘度硅酮、二氧化硅粒子；所述抗粘结剂母料包括硅油改性二氧化硅粒子。

进一步地，所述爽滑剂母料中载体为共聚物聚丙烯，爽滑剂母料的有效成分是浓度10％的高粘度硅酮，浓度5％的低粘度硅酮，5％的二氧化硅粒子。

进一步地，低粘度硅酮的25℃cp为500-5000，高粘度硅酮的25℃cp为50000-100000。

进一步地，抗粘剂母料的载体是共聚物聚丙烯，抗粘剂母料中硅油改性二氧化硅粒子的浓度是5％。

进一步地，所述BOPP薄膜总厚度为17-25um，上表层为1um，芯层为15-23um，下表层为1um。

进一步地，增刚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，浓度是10-30％。

进一步地，抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯，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中至少一种，浓度是10-30％。

本发明还提供一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(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5.0-7.5；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，依次经过在线测厚、边料切割、静电消除、自动收卷、时效处理生产工序；

(5)依照要求分切成对应规格的成品膜卷。

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。

在具体实施中，对相关工艺进行以下3个方面的调节：

1、普通硅酮类的爽滑剂在控制薄膜透明度方面不是最佳选择，尤其是添加量较多的情况下更加显著。所以本发明使用的硅酮类添加剂比较特殊，不但粘度比较高利于降低摩擦系数，而且雾度也是比较低的材料，否则单从低雾度的角度就没法取代现有的几种耐磨产品。

2、上表层选用的抗粘连母料最好是无机类别。抗粘连的类型比较多，无机类的抗板结效果最佳，但在控制雾度方面缺乏优势。考虑到硅酮类的爽滑剂几乎没有抗板结的能力，所以本发明坚持采用了无机类的抗粘连母料。如果耐磨性能的提高是建立在上机宽容性降低的前提下，相信本发明不能算一个全能产品。虽然是无机材料，但表面进行了特殊的处理，雾度并没有明显的增加，可以说是无机类抗粘连母料雾度最低的一种。

3、根据本领域的经验，摩擦系数偏大的薄膜在耐磨性方面无法发挥最佳的效能。鉴于超爽滑有机颗粒类材料在摩擦系数方面无可比拟的优势，所以选用了特殊的热封料对爽滑性进行加成增强，因为新热封料兼具爽滑和抗板结的功能，刚好弥补了硅酮类添加剂的不足。

本发明的爽滑性并没有因为使用了硅酮类添加剂而降低，这样从低雾度、抗板结，超爽滑等指标上完全可以统一以前的几种产品，实际使用后的效果也非常理想。同时本发明耐磨性能得到了质的提高，使用后反白起雾的现象改善明显。

本发明的薄膜中上表层选用了特殊硅酮类爽滑剂。通过配合低粘度硅酮和高粘度硅酮，利用硅酮之间爽滑特性，同时通过不同分子量的硅酮配合，提高了分散性的同时改善了透明度，还加入了二氧化硅，提高了耐磨性。此类添加剂在改善滑动性上不是最好的，要比超爽滑有机颗粒类低一个等级，所以主流耐磨膜一般不愿意采用。但最滑爽的材料也是导致薄膜发白和起雾的罪魁祸首，经过多次破坏性试验后才确认这一结果。硅酮类添加剂在加工和运输磨花后呈现出清晰的小划痕，基本上杜绝了成片的发白起雾，减弱了消费者对磨花的反感。

本发明的薄膜中上表层采用了足量的抗粘连母料。通过用硅油对二氧化硅进行改性，提高了其在母料中分散性，并且利用表面的硅油，提高了抗粘结效果并改善了雾度。硅油改性方法没有特别限制，可以通过浸渍，喷洒，共混等方法对二氧化硅粒子表面进行改性。这种母料与常用的抗粘连母料也有所不同，既要保证较强的抗板结作用，又要具有很好的耐磨性。因为硅酮类添加剂几乎不具备抗板结功能，所以必须拿抗粘连母料和它配合，考虑到多数抗粘连母料对耐磨是一种伤害，所以业内一般是不用或者少用。因为开发的初衷舍弃了超爽滑有机颗粒，所以新耐磨产品的表面是一种油膜，被抗粘连母料划伤后就会出现预想之初的细划痕，不会成片的发白或起雾，所以新配方可以允许加入足量的抗粘连母料。

本发明的薄膜中上表层采用了特殊的热封料。这种材料既具有一定爽滑性，又具有抗板结的特质。因为热封料的辅助加成作用，可以再次弥补硅酮类添加剂在滑动性和抗板结上的不足。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1、本发明保证了常温摩擦和高温摩擦，常温摩擦系数小于0.20，高温摩擦系数小于0.25，满足条包烟机已经是绰绰有余，这就保证了原有产品的卷烟包装机型都可以通用。

2、本发明具有优异的耐磨性能，不但测试仪器的耐磨数据低于0.30.而且磨花后的形态也达到了设计的初衷。

3、本发明因为加入了足量了抗粘连母料，抗板结效果甚至超过了原有的产品，和同行产品相比可以说优越一个等级。

4、现有多种产品被整合为一个产品，虽然销售渠道没有拓展，但从内部排产、备货以及制造的便利性上来说也为公司创造了经济效益。

附图说明

图1为本发明的特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜的三层构造示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动都将落入本发明的权利要求范围之内。

本发明解决了困扰多年的条包耐磨花的问题，新产品使目前的三种类似产品得以统一，在满足不同客户个性化需求的的前提下，生产便利性增加，制造成本得以节约，经济效益得以提高。新开发的产品已经在各大烟厂推广使用，客户对耐磨花的效果一致首肯，成为我司的标杆产品，创造了品牌效应。

1、上表层选用了特殊硅酮类爽滑剂。此类添加剂在改善滑动性上不是最好的，要比超爽滑有机颗粒类低一个等级，但这种硅酮类添加剂和恰当的抗粘连母料搭配后却可以改变磨花后的形态，起到控制发白和起雾的效果。

2、上表层采用了足量的无机抗粘连母料。这种母料与常用的抗粘连母料也有所不同，既有较强的抗板结作用，又具有很好的耐磨性。因为多数抗粘连母料对耐磨是一种伤害，所以业内一般是不用或者少用。因为新开发的耐磨产品的表面是一种油膜，被抗粘连母料划伤后呈现的细划痕在透明膜的底色衬托之下反而不明显从而达到了耐磨花的目的。

3、上表层采用了特殊的热封料。这种材料既具有一定爽滑性，又具有抗板结的特质。因为热封料的辅助加成作用，可以再次弥补硅酮类添加剂在滑动性和抗板结上的不足。

本发明公开了一种特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜。上表层通过上选用特殊硅酮类爽滑母料，搭配特殊处理过的无机抗粘连母料，再结合特殊的热封料，使本发明产品的爽滑性基本上可以媲美用超爽滑有机颗粒制造出来的产品。同时新的配方设计得到了不同的磨花形态，基本消除了条包产品发白起雾的瑕疵，耐磨花的实际效果得到了下游烟厂和消费者的认同。

实施例1

原料配方：

(1)上表层

共聚物聚丙烯 90重量份

爽滑剂母料 6重量份

抗粘剂母料 4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粘度75000(25℃cp)硅酮，浓度是10％，粘度1000(25℃cp)硅酮，浓度是5％，二氧化硅粒子5％；抗粘剂母料的有效成分是二氧化硅粒子，浓度是5％。

(2)芯层

均聚物聚丙烯 79重量份

增刚剂母料 18重量份

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C₉的氢化树脂，抗静电剂母料的有效成分是阳离子型抗静电剂乙基胺，浓度是20％。

(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5.0-7.5；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。

实施例2

生产工艺、组分与实施例1基本相同，除了原料配方不同。

原料配方：

(1)上表层

共聚物聚丙烯 93重量份

爽滑剂母料 4重量份

抗粘剂母料 3重量份

(2)芯层

均聚物聚丙烯 75重量份

增刚剂母料 22重量份

抗静电剂母料 3重量份

(3)下表层

共聚物聚丙烯 100重量份

对比例1

与实施例1相同，除了爽滑剂母料中加入普通硅酮爽滑剂。

对比例2

与实施例1相同，除了爽滑剂母料中不加入高粘度硅酮。

对比例3

与实施例1相同，除了爽滑剂母料中不加入低粘度硅酮。

对比例4

与实施例1相同，除了爽滑剂母料中不加入二氧化硅粒子。

对比例5

与实施例1相同，除了抗粘剂母料中硅油改性二氧化硅粒子不进行改性。

对实施例与对比例的产品进行常温摩擦(25℃)、高温摩擦(50℃)和耐磨性能测试，并让下游客户反馈是否出现明显的发白和起雾现象。

	常温摩擦系数	高温摩擦系数	磨耗数据	发白和起雾
					实施例1	0.17	0.22	0.26	基本没有
实施例2	0.19	0.24	0.29	基本没有
					对比例1	0.29	0.34	0.41	经常出现
对比例2	0.27	0.31	0.31	少量
					对比例3	0.23	0.28	0.30	少量
对比例4	0.21	0.25	0.37	少量
					对比例5	0.22	0.26	0.46	少量

根据上表实验结果可知，本发明中通过上表层使用特殊硅酮型爽滑母料和硅油处理的二氧化硅抗粘连剂，使本发明的产品的常温和高温摩擦系数，耐磨性，得到了均衡提高，并且不会出现发白和起雾现象。

Claims (6)

1.特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，其特征在于：由上表层、芯层和下表层三层结构直接共挤复合制成；上表层的组分为：共聚物聚丙烯84-94重量份，爽滑剂母料4-10重量份，抗粘剂母料2-6重量份；芯层的组分为：均聚物聚丙烯71-83重量份，增刚剂母料15-25重量份，静电剂母料2-4重量份；下表层的组分为：共聚物聚丙烯100重量份；所述爽滑剂母料包含高粘度硅酮、低粘度硅酮、二氧化硅粒子；所述爽滑剂母料中载体为共聚物聚丙烯，爽滑剂母料的有效成分是浓度10％的高粘度硅酮，浓度5％的低粘度硅酮，5％的二氧化硅粒子；低粘度硅酮的25℃cp为500-5000，高粘度硅酮的25℃cp为50000-100000；所述抗粘剂母料包括硅油改性二氧化硅粒子。

2.根据权利要求1所述的特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，其特征在于：抗粘剂母料的载体是共聚物聚丙烯，抗粘剂母料中硅油改性二氧化硅粒子的浓度是5％。

3.根据权利要求1所述的特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，其特征在于：所述BOPP薄膜总厚度为17-25μm，上表层为1μm，芯层为15-23μm，下表层为1μm。

4.根据权利要求1所述的特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，其特征在于：增刚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，浓度是10-30％。

5.根据权利要求1所述的特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜，其特征在于：抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯，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中至少一种，浓度是10-30％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的特殊硅酮型耐磨条包BOPP薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(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5.0-7.5；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，依次经过在线测厚、边料切割、静电消除、自动收卷、时效处理生产工序；

(5)依照要求分切成对应规格的成品膜卷。

Images