CN108749239B - 一种环保型可喷码bopp高速卷烟包装热收缩膜及其制备方法 - Google Patents

一种环保型可喷码bopp高速卷烟包装热收缩膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜及其制备方法，所述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90‑99重量份，可印刷防粘连母料1‑10重量份；芯层的组分为：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；下表层的组分为：共聚物聚丙烯45‑84重量份，非迁移性爽滑‑防粘连母料A 10‑30重量份，非迁移性爽滑剂母料B 5‑15重量份，防粘连母料1‑10重量份。该薄膜保持着原先良好的上机适用性，挺度好，弹性模量高，光学性能优良，有效解决一般薄膜无法持久保持表面印刷或喷码能力的难题。

Description

一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜及其制备方法
技术领域
本发明属于薄膜材料领域，具体涉及一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜及其制备方法。
背景技术
部分大型烟草企业在香烟包装BOPP薄膜上采用喷墨印刷技术，为其产品添加数字代码，以便对自有品牌进行识别及防伪。市场上一般的烟用BOPP包装薄膜属于非极性聚合物，表面张力较低，如要求在其薄膜表面附着油墨，则需要对BOPP薄膜表面进行电晕处理。在电晕处理的过程中，由于设备高压放电使空气发生电离，产生臭氧及一氧化氮、二氧化氮等氮氧化合物，其中一氧化氮、二氧化氮会与溶于空气中的水形成硝酸类化合物，具有强腐蚀性，对环境造成一定影响。
另外，烟用BOPP包装薄膜的热封表层中，为了增强薄膜的上机运行性能，都要添加爽滑剂。但是这些爽滑剂的成分往往含有硅酮或者其他小分子化合物，这些添加成分会随着时间的流逝以及环境温度的变化逐渐迁移出热封层，对薄膜的表面特性有着不利影响，削弱了薄膜表面对油墨的亲和力，使喷码在薄膜上的数字模糊不清或者是容易剥落，难以符合烟草企业对自身品牌产品的防伪要求。
因此，有必要对现有的环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜进行改进，使其可印刷喷码能力更持久有效，通过新的工艺配方来取代电晕处理，降低对环境的影响，使其更符合环保生产的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在原先环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜的基础上，不进行表面电晕处理，采用新型表层添加材料，使薄膜下表层的添加剂不迁移到另一表层去，从而不会影响薄膜上表层附着油墨，使得薄膜具备印刷或者喷码的功能更加持久有效；而且该薄膜还保持着原先良好的上机适用性，挺度好，弹性模量高，光学性能优良，有效解决一般香烟包装薄膜无法持久保持表面印刷或喷码能力的难题。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜，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90-99重量份，可印刷防粘连母料1-10重量份；芯层的组分为：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；下表层的组分为：共聚物聚丙烯45-84重量份，非迁移性爽滑-防粘连母料A 10-30重量份，非迁移性爽滑剂母料B 5-15重量份，防粘连母料1-10重量份；所述非迁移性爽滑-防粘连母料A、非迁移性爽滑剂母料B及防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯；所述非迁移性爽滑-防粘连母料A的有效成分是非迁移性超高分子量硅酮和球形有机聚合体复合而成，其中非迁移性超高分子量硅酮的分子量范围在80-160万，球形有机聚合体为圆球状的有机硅，两者复合物浓度是1-10wt％；非迁移性爽滑剂母料B的有效成分是超高分子量硅氧烷，其外形是以超高分子量硅氧烷为壳的微球,其中硅氧烷的含量是20-30％，浓度是1-10wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是1-10wt％，粒径大小为4um。
进一步地，所述可印刷防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是合成硅石，浓度是1-5wt％，粒径大小为2um。
进一步地，所述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，浓度为40-60wt％。
进一步地，爽滑-抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯，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1-10wt％。
一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜的制备方法，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：220-280℃，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薄膜需立即进行风冷处理，冷风温度为15-25℃；
(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)依照具体使用要求分切成对应规格的成品膜卷。
进一步地，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：
针对使用原先的喷码烟用BOPP包装薄膜时，时间一长印刷在薄膜上的数字模糊不清或者容易剥落，经过多次试验及分析总结，本发明表层无需使用电晕处理工艺，而是采用新型可印刷非迁移性材料，使薄膜下表层添加母料的硅酮不迁移到另一表层去，从而不会影响薄膜上表层附着油墨，使得薄膜具备印刷或者喷码的功能更加持久有效；另外，配备高效稳定的爽滑剂及防粘连材料，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。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；芯层优选高效持久的爽滑-抗静电剂母料，赋予了薄膜优良的抗静电性能，有利于薄膜的放卷及在卷烟设备上的运行顺畅。
附图说明
图1为本发明的环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩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。
实施例1
(1)上表层
共聚物聚丙烯 94重量份
可印刷防粘连母料 6重量份
可印刷防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是合成硅石，浓度是3wt％，粒径大小为2um。
(2)芯层
均聚物聚丙烯 60重量份
增刚剂母料 34重量份
爽滑-抗静电剂母料 6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的氢化树脂，浓度为50wt％；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，浓度是5wt％。
(3)下表层
Figure BDA0001687909400000061
非迁移性爽滑-防粘连母料A、非迁移性爽滑剂母料B及防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯。非迁移性爽滑-防粘连母料A的有效成分是非迁移性超高分子量硅酮和球形有机聚合体复合而成，其中非迁移性超高分子量硅酮的分子量范围在80-160万，球形有机聚合体为圆球状的有机硅，两者复合物浓度是5wt％；非迁移性爽滑剂母料B的有效成分是超高分子量硅氧烷，其外形是以超高分子量硅氧烷为壳的微球,其中硅氧烷的含量是20-30％，浓度是5wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是5wt％，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：250℃，熔体温度为230℃；
(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：250℃，熔体温度为230℃；
(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110℃，拉伸温度为145℃，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薄膜需立即进行风冷处理，冷风温度为15-25℃；
(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 95重量份
可印刷防粘连母料 5重量份
可印刷防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是合成硅石，浓度是3wt％，粒径大小为2um。
(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C9的氢化树脂，浓度为40wt％；爽滑-抗静电剂母料的有效成分是非离子型抗静电剂单硬脂酸甘油酯，浓度是5wt％。
(3)下表层
Figure BDA0001687909400000081
非迁移性爽滑-防粘连母料A、非迁移性爽滑剂母料B及防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯。非迁移性爽滑-防粘连母料A的有效成分是非迁移性超高分子量硅酮和球形有机聚合体复合而成，其中非迁移性超高分子量硅酮的分子量范围在80-160万，球形有机聚合体为圆球状的有机硅，两者复合物浓度是5wt％；非迁移性爽滑剂母料B的有效成分是超高分子量硅氧烷，其外形是以超高分子量硅氧烷为壳的微球,其中硅氧烷的含量是20-30％，浓度是5wt％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是5wt％，粒径大小为4um。
对比例1
与实施例1相同，除了下表层中不加入非迁移性爽滑-防粘连母料A。
对比例2
与实施例1相同，除了下表层中不加入非迁移性爽滑剂母料B。
对比例3
与实施例1相同，除了下表层中共聚物聚丙烯100重量份。
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
Figure BDA0001687909400000091
Figure BDA0001687909400000101
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，上表层主要体现热封、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物理特性。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可印刷防粘连母料中，有效成份是2um粒径大小的合成硅石。该层主要是在热封的基础上赋予薄膜可印刷或喷码的能力，防止薄膜与烟盒表面发生粘连。
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添加剂母料中，非迁移性爽滑-防粘连母料A的有效成分是非迁移性超高分子量硅酮和球形有机聚合体复合而成，其中非迁移性超高分子量硅酮的分子量范围在80-160万，球形有机聚合体为圆球状的有机硅；非迁移性爽滑剂母料B的有效成分是非迁移性的超高分子量硅氧烷，其外形是以超高分子量硅氧烷为壳的微球,其中硅氧烷的含量是20-30％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，粒径大小为4um。之所以在该表层采用非迁移性爽滑-防粘连母料A和非迁移性爽滑剂母料B，是为了让超高分子量的硅酮牢牢地镶嵌在薄膜的热封层上，使薄膜下表层爽滑-防粘连母料的硅酮不迁移到另一表层去，从而不会影响薄膜上表层附着油墨，避免削弱了薄膜表面对油墨的亲和力，避免印刷在薄膜上的数字模糊不清或者是容易剥落。
本发明所生产出来的BOPP薄膜，具备印刷或者喷码的功能更加持久有效，而且无需进行电晕处理，更符合环保生产的要求，采用新型表层添加材料，使薄膜下表层的添加剂不迁移到另一表层去，从而不会影响薄膜上表层附着油墨，使得薄膜具备印刷或者喷码的功能更加持久有效；该薄膜还保持着原先良好的上机适用性，挺度好，弹性模量高，光学性能优良，有效解决一般香烟包装薄膜无法持久保持表面印刷或喷码能力的难题。

Claims (5)

1.一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜，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90-99重量份，可印刷防粘连母料1-10重量份；芯层的组分为：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；下表层的组分为：共聚物聚丙烯45-84重量份，非迁移性爽滑-防粘连母料A10-30重量份，非迁移性爽滑剂母料B 5-15重量份，防粘连母料1-10重量份；所述非迁移性爽滑-防粘连母料A、非迁移性爽滑剂母料B及防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯；所述非迁移性爽滑-防粘连母料A的有效成分是非迁移性超高分子量硅酮和球形有机聚合体复合而成，其中非迁移性超高分子量硅酮的分子量范围在80-160万，球形有机聚合体为圆球状的有机硅，两者复合物浓度是1-10wt％；非迁移性爽滑剂母料B的有效成分是超高分子量硅氧烷，浓度是1-10wt％，其外形是以超高分子量硅氧烷为壳的微球,其中硅氧烷的含量是20-30％；防粘连母料的有效成分是合成硅石，浓度是1-10wt％，粒径大小为4μm；所述可印刷防粘连母料的载体是共聚物聚丙烯，有效成分是合成硅石，浓度是1-5wt％，粒径大小为2μm。
2.根据权利要求1所述的环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜，其特征在于：所述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，浓度为40-60wt％。
3.根据权利要求1所述的环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜，其特征在于：爽滑-抗静电剂母料的载体是均聚物聚丙烯，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1-10wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜的制备方法，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：220-280℃，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薄膜需立即进行风冷处理，冷风温度为15-25℃；
(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)依照具体使用要求分切成对应规格的成品膜卷。
5.根据权利要求4所述的环保型可喷码BOPP高速卷烟包装热收缩膜的制备方法，其特征在于：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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