CN108977107A - 一种可模压热复合聚丙烯薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可模压热复合聚丙烯薄膜及其制备方法和应用。该可模压热复合聚丙烯薄膜，包括激光模压层、芯层和热熔胶层；所述的激光模压层为乙烯‑丙烯‑丁烯三元共聚物层，所述的热熔胶层为乙烯‑醋酸乙烯酯层，所述的芯层为含有乙烯‑丙烯‑丁烯三元共聚物和乙烯‑醋酸乙烯酯的聚丙烯芯层；所述的激光模压层、芯层和热熔胶层通过共挤出双向拉伸工艺制备而成。本发明的可模压热复合聚丙烯薄膜，同时具有激光模压层和热熔胶层，经激光信息的模压印制及其表面蒸镀介质后，能够直接热压覆合在纸印刷品等材料上，而无需涂覆胶粘剂层。

Description

一种可模压热复合聚丙烯薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯薄膜及其制备方法和应用，特别是涉及一种可模压热复合聚丙烯薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
覆膜，是指在塑料薄膜上涂覆胶黏剂，与纸印刷品经加热、加压后黏合在一起，形成纸塑合一产品的加工技术。经覆膜的印刷品，由于表面多了一层薄而透明的塑料薄膜，表面更平滑光亮，从而提高印刷品的光泽度和牢度，同时还能起到防水、防污、耐磨、耐摺、耐化学腐蚀等作用。
预涂膜工艺是指表面涂覆有热熔胶的塑料薄膜，可通过热压直接用于纸印刷品的覆膜加工。常规预涂膜通常由基材层和热熔胶层构成：基材层通常为双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜或双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜，其中BOPP薄膜具有透明度高、光亮度好、无毒无味、耐水、耐热、价廉、质地柔软等特点，是覆膜工艺中较理想的材料；而热熔胶层通常为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)树脂，其在常温下为固体，加热熔融到一定程度即可变为能流动且有一定粘性的液体粘合剂。
随着商品经济和技术的发展，激光防伪技术在各种商品流通中得到广泛的使用。目前应用最广泛的激光防伪复合膜，是利用激光模压全息技术，将物体的全息影像通过激光衍射及干涉条纹记录的三维信息再现，并通过光敏固化、电镀镍转移制成全息母版，也可以采用经过模板压印的聚酯膜卷材作为工作版，然后通过压印工艺将其转移到热塑性塑料薄膜上。这种激光模压全息技术可以像印刷一样大批量快速地复制出激光全息薄膜，成本较低，而且可以与各类印刷品结合使用，起到防伪及装饰的作用，因此得到广泛的应用。
由于传统的激光防伪复合膜所采用的热塑性树脂，与传统的预涂膜所采用的EVA热熔胶，两者的加工性能存在较大差异，无法通过共挤出、双向拉伸的工艺，形成一种同时具有激光防伪功能和热压复合功能的单一薄膜。因此，传统的激光防伪复合膜，往往需要在其底部涂覆胶粘剂层，才能覆合在纸基材上，这也限制了激光防伪复合膜的推广应用。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种可模压热复合聚丙烯薄膜，其同时具有激光模压层和热熔胶层，可通过热压直接覆合在纸印刷品上。
本发明的另一个目的在于，提供所述的可模压热复合聚丙烯薄膜的制备方法。
本发明的再一个目的在于，提供所述可模压热复合聚丙烯薄膜在制备激光防伪热复合聚丙烯薄膜中的应用。
本发明的技术方案如下：
一种可模压热复合聚丙烯薄膜，其包括激光模压层、芯层和热熔胶层，所述的激光模压层、芯层和热熔胶层通过共挤出双向拉伸工艺制备而成。
进一步地，所述的激光模压层为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物层；所述乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物的乙烯摩尔含量为2.5～5％、丁烯摩尔含量为3～6wt％，熔点为120～140℃，熔融指数为5.5～10g/10min。
进一步地，所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)层；所述乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的VA含量为15～20wt％，熔点为80～85℃，熔融指数为15～25g/10min。
进一步地，所述的芯层为含有所述乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物和所述乙烯-醋酸乙烯酯的聚丙烯芯层；所述的聚丙烯芯层中，所述乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物的含量为0.5～1wt％，所述乙烯-醋酸乙烯酯的含量为1～3wt％。
进一步地，所述的激光模压层添加有抗粘连剂，所述的抗粘连剂选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氧化硅和硅酸盐中的一种或两种。
进一步地，所述的热熔胶层经过电晕处理。
进一步地，所述激光模压层的厚度为1.5～3μm，所述热熔胶层的厚度为3.5～10μm，所述芯层的厚度为10～20μm。
本发明所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，同时具有激光模压层和热熔胶层，经激光信息的模压印制后，能够直接热压覆合在纸印刷品等材料上，而无需涂覆胶粘剂层。其中，采用所述的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物作为激光模压层，能够实现激光信息的低温模压，形成清晰的激光全息图像，避免了因模压温度过高使薄膜收缩变形尺寸大，而导致薄膜的平整度下降、激光全息图像不清晰等问题。采用所述的乙烯-醋酸乙烯酯作为热熔胶层，具有良好的极性和流动性，能够适用于低温数码覆膜。此外，通过在聚丙烯芯层中，添加适量的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯，能够有效改善薄膜的层间结合力，避免薄膜层间剥离的缺陷，并能优化聚丙烯的结晶度，从而能够适应低温拉伸的性能要求。而通过控制激光模压层、芯层和热熔胶层的厚度，能够保证激光光栅的衍射效果，并能保证薄膜具有良好的挺度，使其加工顺畅、不易粘辊。
本发明所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，其制备方法包括以下步骤：将激光模压层乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、芯层聚丙烯树脂、热熔胶层乙烯-醋酸乙烯酯，经由挤出机共挤出，经流道分配器后于三层模头内汇合，再经激冷辊冷却后形成树脂片材；将树脂片材进行双向拉伸，得到所述的可模压热复合聚丙烯薄膜。
进一步地，在挤出机的下料槽表面以及在双向拉伸所采用的拉伸辊筒表面均设有特氟龙涂层。
进一步地，激光模压层乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物的挤出温度控制在220～240℃，芯层聚丙烯树脂的挤出温度控制在220～265℃，热熔胶层乙烯-醋酸乙烯酯的挤出温度控制在220～245℃。
进一步地，所述的双向拉伸为平膜法分步拉伸；其中，纵向拉伸段的拉伸温度控制在80～120℃，拉伸比为4.5～5；横向拉伸段的拉伸温度控制在150～170℃，定型温度控制在160～170℃，拉伸比为7～10。
进一步地，所述的双向拉伸为平膜法同步拉伸；其中，拉伸温度控制在100～160℃，定型温度控制在160～170℃，总拉伸比为35～50。
在本制备方法中，通过在挤出机下料槽表面以及拉伸辊筒表面设置特氟龙涂层，能够分别避免所述的乙烯-醋酸乙烯酯在挤出和拉伸过程中发生粘结等问题，而影响加工的顺畅性以及膜面的完整性，而乙烯-醋酸乙烯酯的适当粘性，也避免了薄膜在设有特氟龙涂层的拉伸辊筒上发生打滑、擦伤等问题。
一种激光防伪热复合聚丙烯薄膜，是由本发明所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，经激光全息图像压印处理、激光保护层蒸镀介质处理制备而成。
进一步地，所述的激光保护层蒸镀介质为硫化锌或者氧化硅。
本发明所述的激光防伪热复合聚丙烯薄膜，其制备方法包括以下步骤：将所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，在模压面经过预热后，输送至激光模压设备的版辊与压辊之间，经过压印，将激光全息图像压印在其激光模压层上，形成激光信息层，然后于真空蒸镀设备中在激光信息层上蒸镀保护介质层，得到所述的激光防伪热复合聚丙烯薄膜。
进一步地，所述版辊的温度控制在40～60℃。
本发明所述的激光防伪热复合聚丙烯薄膜，能够直接热压覆合在纸印刷品等材料上，而无需涂覆胶粘剂层，有利于激光防伪复合膜的功能化和推广应用。
具体实施方式
实施例一：可模压热复合聚丙烯薄膜的制备
1、准备激光模压层树脂
取乙烯摩尔含量为2.7％、丁烯摩尔含量为3.2％、熔点为138℃、熔融指数为8g/10min的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，作为激光模压层树脂。
2、准备芯层树脂
分别取等规度为95％、熔融指数为2.5g/10min的聚丙烯，乙烯摩尔烯含量为2.7％、丁烯摩尔含量为3.2％、熔点为138℃、熔融指数为8g/10min的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，以及VA含量为18wt％、熔点为83℃、熔融指数为20g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯，按照98:1:1的重量比均匀混合，作为芯层树脂。
3、准备热熔胶层树脂
取VA含量为18wt％、熔点为83℃、熔融指数为20g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯，作为热熔胶层树脂。
4、制备方法
采用下料槽表面经特氟龙涂层处理的挤出机，以及表面经特氟龙涂层处理的拉伸辊筒，制备所述的可模压热复合聚丙烯薄膜。
将激光模压层树脂(A层)、芯层树脂(B层)和热熔胶层树脂(C层)，引入挤出机进行共挤出，其中，A层、B层、C层的挤出温度分别控制在220～240℃、220～265℃、220～245℃，经流道分配器后于T形模头处汇合，形成A/B/C结构的树脂熔体，再经30℃的激冷辊冷却、流延成型后，形成A/B/C结构的树脂片材。
将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，A层、B层、C层的拉伸温度控制在80～120℃，拉伸比为5倍；然后引入横向拉伸装置，经过170℃预热后，在160℃下拉伸8倍，再在165℃下定型。
随后进行风淋急冷，并经表面电晕处理、收卷、时效处理、分切、包装，得到所述的可模压热复合聚丙烯薄膜。其中，激光模压层的厚度为2.5μm，芯层的厚度为15μm，热熔胶层的厚度为4μm。
本制备方法，工艺过程顺畅，所制得的薄膜外观及物性指标正常。
实施例二：可模压热复合聚丙烯薄膜的制备
1、准备激光模压层树脂
取乙烯摩尔含量为4％、丁烯摩尔含量为6％、熔点为120℃、熔融指数为8g/10min的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，以及AB6018CPP抗粘连母料(购自苏州康斯坦普工程塑料有限公司，二氧化硅含量为5wt％，共聚物载体)，按照98:2的重量比均匀混合，作为激光模压层树脂。
2、准备芯层树脂
分别取等规度为96％、熔融指数为3.0g/10min的聚丙烯，乙烯摩尔含量为4％、丁烯摩尔含量为6％、熔点为120℃、熔融指数为8g/10min的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，以及VA含量为15wt％、熔点为85℃、熔融指数为15g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯，按照96:1:3的重量比均匀混合，作为芯层树脂。
3、准备热熔胶层树脂
取VA含量为15wt％、熔点为85℃、熔融指数为15g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯，作为热熔胶层树脂。
4、制备方法
采用下料槽表面经特氟龙涂层处理的挤出机，以及表面经特氟龙涂层处理的拉伸辊筒，制备所述的可模压热复合聚丙烯薄膜。
将激光模压层树脂(A层)、芯层树脂(B层)和热熔胶层树脂(C层)，引入挤出机进行共挤出，其中，A层、B层、C层的挤出温度分别控制在220～240℃、220～265℃、220～245℃，经流道分配器后于T形模头处汇合，形成A/B/C结构的树脂熔体，再经30℃的激冷辊冷却、流延成型后，形成A/B/C结构的树脂片材。
将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，A层、B层、C层的拉伸温度控制在80～120℃，拉伸比为4.5倍；然后引入横向拉伸装置，经过170℃预热后，在160℃下拉伸8倍，再在165℃下定型。
随后进行风淋急冷，并经表面电晕处理、收卷、时效处理、分切、包装，得到所述的可模压热复合聚丙烯薄膜。其中，激光模压层的厚度为1.5μm，芯层的厚度为12μm，热熔胶层的厚度为6μm。
本制备方法，工艺过程顺畅，所制得的薄膜外观及物性指标正常。
实施例三：激光防伪热复合聚丙烯薄膜的制备
获得含有激光全息图像的镍版，将镍版安装在模压设备的版辊上，然后将实施例一制得的可模压热复合聚丙烯薄膜，经过预热后输送至模压设备的版辊与压辊之间，进行压印，将薄膜模压面的压印温度控制在120℃，版辊温度控制在50℃，压辊压力控制在12kg/cm2，压印速度控制在50m/min，由此将激光全息图像压印在激光模压层上，然后于真空蒸镀设备中在所制得的激光信息层上蒸镀硫化锌保护层，即得到所述的激光防伪热复合聚丙烯薄膜。
本实施例制得的激光防伪热复合聚丙烯薄膜，可以在纸塑覆膜机上以100℃、10Mpa、60m/min的条件下与纸质印刷品直接热复合。
实施例四：激光防伪热复合聚丙烯薄膜的制备
获得含有激光全息图像的镍版，将镍版安装在模压设备的版辊上，然后将实施例二制得的可模压热复合聚丙烯薄膜，经过预热后输送至模压设备的版辊与压辊之间，进行压印，将薄膜模压面的压印温度控制在105℃，版辊温度控制在50℃，压辊压力控制在12kg/cm2，压印速度控制在50m/min，由此将激光全息图像压印在激光模压层上，然后于真空蒸镀设备中在所制得的激光信息层上蒸镀氧化硅保护层，即得到所述的激光防伪热复合聚丙烯薄膜。
本实施例制得的激光防伪热复合聚丙烯薄膜，可以在纸塑覆膜机上以100℃、10Mpa、50m/min的条件下与纸质印刷品直接热复合。
对比例一：传统的可模压双向拉伸聚丙烯镭射基膜
取传统的可模压双向拉伸聚丙烯镭射基膜，其包括激光模压层、聚丙烯芯层和聚丙烯表层。其中，激光模压层的熔点为138℃、厚度为1.5μm。进行激光全息图像的压印处理时，模压面温度为120℃，版辊温度为50℃，压辊压力为12kg/cm2，压印速度为50m/min。
传统的可模压双向拉伸聚丙烯镭射基膜，无法直接与纸质印刷品在覆膜机上进行纸塑热复合，须通过在聚丙烯表层进行电晕处理以及在线涂胶后，才能与纸质印刷品进行热复合。
对比例二：传统的双向拉伸聚丙烯无胶复合膜
取传统的双向拉伸聚丙烯无胶复合膜，其包括热熔胶层、聚丙烯芯层和聚丙烯表层。其中，热熔胶层的熔点为85℃、厚度为5μm。
传统的双向拉伸聚丙烯无胶复合膜，可以在纸塑覆膜机上以110℃、10MPa、50m/min的条件下与纸质印刷品直接热复合，但无法在热复合工序前进行激光模压加工。
性能比较：分别对实施例一至实施例四所制得的薄膜，以及对比例一和对比例二的薄膜，进行性能比较，结果如下表1所示。
表1聚丙烯薄膜性能比较结果
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可模压热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：包括激光模压层、芯层和热熔胶层，所述的激光模压层、芯层和热熔胶层通过共挤出双向拉伸工艺制备而成。
2.根据权利要求1所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：所述的激光模压层为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物层；所述乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物的乙烯摩尔含量为2.5～5％、丁烯摩尔含量为3～6％，熔点为120～140℃，熔融指数为5.5～10g/10min。
3.根据权利要求1所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯层；所述乙烯-醋酸乙烯酯的VA含量为15～20wt％，熔点为80～85℃，熔融指数为15～25g/10min。
4.根据权利要求1所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：所述的芯层为含有所述乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物和所述乙烯-醋酸乙烯酯的聚丙烯芯层；所述的聚丙烯芯层中，所述乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物的含量为0.5～1wt％，所述乙烯-醋酸乙烯酯的含量为1～3wt％。
5.根据权利要求1至4的其中之一所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：所述的激光模压层添加有抗粘连剂，所述的抗粘连剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、氧化硅和硅酸盐中的一种或两种。
6.根据权利要求1至4的其中之一所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：所述激光模压层的厚度为1.5～3μm，所述热熔胶层的厚度为3.5～10μm，所述芯层的厚度为10～20μm。
7.权利要求1所述可模压热复合聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将激光模压层乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、芯层聚丙烯树脂、热熔胶层乙烯-醋酸乙烯酯，经由挤出机共挤出，经流道分配器后于三层模头内汇合，再经激冷辊冷却后形成树脂片材，将树脂片材进行双向拉伸，得到所述的可模压热复合聚丙烯薄膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在挤出机的下料槽表面以及在双向拉伸所采用的拉伸辊筒表面均设有特氟龙涂层。
9.一种激光防伪热复合聚丙烯薄膜，其特征在于：由权利要求1所述的可模压热复合聚丙烯薄膜，经激光全息图像压印处理、激光保护层蒸镀介质处理制备而成。
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