CN111645388B - 一种共挤型即复纸bopp膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种共挤型即复纸BOPP膜及其制备方法，涉及复纸薄膜技术领域，包括膜体，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为15‑20um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为防粘连层或消光层，所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90～99份、乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐三元共聚物0～10份、防静电母料0～1份；所述芯层层度为12‑17um，采用这种共挤型即复纸BOPP膜及其制备方法，BOPP薄膜加工成型后，即可与纸张直接进行热压复合，且获得高复合强度。

Description

一种共挤型即复纸BOPP膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及复纸薄膜技术领域，尤其涉及一种共挤型即复纸BOPP膜及其制备方法。
背景技术：
现有书刊、产品包装盒、纸制包装袋等外表面都会与薄膜复合，使用高力学挺度、耐刮擦的薄膜，起到提高光泽、亮度的作用，同时保持纸质包装物长久使用性，抵御环境中水汽、异物对包装表面印刷内容损毁等。因此在纸产品包装方案中复纸薄膜的用途和用量很大，目前使用最广的技术方案是BOPP薄膜经过与EVA热熔胶淋膜复合，再与印刷后的纸张热压复合，由于BOPP薄膜具有好的厚薄均一性，高力学强度，高透明性及光泽度，可提高纸张的使用耐久性和印刷油墨颜色持久鲜亮。然而，该技术方案中使用的薄膜为预涂膜，即BOPP经过预先涂敷好EVA热熔胶，才能与纸张进行复合，由胶层作为纸与膜的中间粘合介质，提供粘合力。预涂膜需经过BOPP基材薄膜的生产，薄膜与EVA淋膜后加工两道工序，不仅限制产量(预涂加工幅宽低于2.2米)、且多道加工造成生产能耗高，产品质量稳定性差，部分有底涂型预涂膜需在预涂加工中对BOPP基膜表面涂敷一层溶剂型底涂剂，经过烘箱烘干溶剂后才与EVA有良好的粘合性，加工过程也会造成高能耗和溶剂排放等问题。另外，预涂加工由于厚度控制系统弱，EVA胶层厚薄均匀性差，导致纸和膜复合强度不够均匀；一般预涂膜EVA胶层厚度在5-12um，较厚的EVA胶层会影响复纸后印刷内容的透明性，继而降低观感。
发明内容：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种共挤型即复纸BOPP膜及其制备方法，使BOPP薄膜加工成型后，即可与纸张直接进行热压复合，且获得高复合强度。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种共挤型即复纸BOPP膜，包括膜体，其特征是，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为15-20um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为防粘连层或消光层。
在本发明的另一个方面中，所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90～99份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物0～10份、防静电母料0～1份；所述芯层层度为12-17um。
在本发明的另一个方面中，所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔指MFR6-8g/10min。
在本发明的另一个方面中，所述防静电母料由75～85重量份的等规均聚聚丙烯和15～25重量份的迁移型防静电剂组成，所述迁移型防静电剂成分包括60重量份聚丙烯、20重量份乙氧基胺以及20重量份甘油单硬脂。
在本发明的另一个方面中，所述上表层包括如下重量份比例的组分：聚碳酸酯亚丙酯80～90份、LLDPE10～20份，所述上表层层厚为2-3um。
在本发明的另一个方面中，所述聚碳酸酯亚丙酯熔融指数为3-6，所述LLDPE熔指MFR2-3g/10min。
在本发明的另一个方面中，所述下表层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90～99份、防粘连母料1～10份，所述下表层层厚为1-1.5um。
在本发明的另一个方面中，所述防粘连母料由有机硅氧烷颗粒和等规聚丙烯组成，其中硅氧烷质量占防粘黏母料总质量的20～30％，所述硅氧烷的粒径为1～2μm。
在本发明的另一个方面中，所述下表层的组分为消光母料，所述下表层层厚为2-4um；所述消光母料为30％重量份聚丙烯和70％重量份聚乙烯的共混物。
一种共挤型即复纸BOPP膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采用三层共挤双向拉伸BOPP生产线，生产线开机并达到预定加工温度条件后，将原材料依次按照配方设计需求，预混合后投入到相应的挤出机送料系统；
步骤2，挤出机塑化后形成均匀的熔体，经过过滤器过滤后输送到T型模头共挤出，再经流延冷却铸片单元，形成厚片；
辅挤出机1(下表层)出口温度240-245℃、
主挤出机(芯层)出口温度235-240℃，
辅挤出机2(粘合功能层)出口温度225-230℃，
熔体管道温度235-240℃，
模头温度235-240℃，
冷却铸片单元温度控制在18℃-40℃，气刀风量30Bar，气刀角度80°；
步骤3，步骤2中形成的厚片依次经过MDO、TDO双向拉伸工序生成薄膜；
(上区为粘合功能层、下区为下表层)，
MDO辊筒温度控制为：
预热上区90℃、下区110℃，
拉伸上区95℃、下区115℃，
定型上区80℃、下区100℃，
拉伸比4.0-4.5，
TDO各区温度控制在150℃-165℃，拉伸比8.0-9.5；
步骤4，拉伸后的薄膜经过电晕或火焰处理提高表面张力，增大表面极性；
电晕或火焰处理表面强度为31mN/m-48mN/m；
步骤5，处理后的薄膜经卷绕成母卷进行时效处理，然后根据需求分切制成产品。
本发明的有益效果是：采用这种共挤型即复纸BOPP膜及其制备方法，BOPP薄膜加工成型后，即可与纸张直接进行热压复合，且获得高复合强度。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明的实施方式做进一步说明：
在对本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种共挤型即复纸BOPP膜，包括膜体，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为18um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为防粘连层。所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯99份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物5、防静电母料0～1份；所述芯层层度为15um。所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔指MFR7.5g/10min。所述防静电母料由80重量份的等规均聚聚丙烯和20重量份的迁移型防静电剂组成，所述迁移型防静电剂成分包括60重量份聚丙烯、20重量份乙氧基胺以及20重量份甘油单硬脂。所述上表层包括如下重量份比例的组分：聚碳酸酯亚丙酯85份、LLDPE15份(LLDPE即线性低密度聚乙烯)，所述上表层层厚为2um。所述聚碳酸酯亚丙酯熔融指数为6，所述LLDPE熔指MFR2.7g/10min。所述下表层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯98份、防粘连母料2份，所述下表层层厚为1um。所述防粘连母料由有机硅氧烷颗粒和等规聚丙烯组成，其中硅氧烷质量占防粘黏母料总质量的20％，所述硅氧烷的粒径为1.5μm。其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防粘连母料使用安配色Ampacet防粘连母料SKIBLOCK 5，防静电剂使用安配色Ampacet防静电母料ASCORE 4，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物使用ARKEMA公司LOTADER 4210，LLDPE使用ExxonMobil公司LLDPE。
实施例2
一种共挤型即复纸BOPP膜，包括膜体，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为15um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为防粘连层。所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物10份；所述芯层层度为12um。所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔指MFR6g/10min。所述上表层包括如下重量份比例的组分：聚碳酸酯亚丙酯80份、LLDPE20份，所述上表层层厚为2um。所述聚碳酸酯亚丙酯熔融指数为3，所述LLDPE熔指MFR2g/10min。所述下表层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90份、防粘连母料10份，所述下表层层厚为1um。所述防粘连母料由有机硅氧烷颗粒和等规聚丙烯组成，其中硅氧烷质量占防粘黏母料总质量的20％，所述硅氧烷的粒径为1μm。其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防粘连母料使用安配色Ampacet防粘连母料SKIBLOCK 5，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物使用ARKEMA公司LOTADER 4210，LLDPE使用ExxonMobil公司LLDPE。
实施例3
一种共挤型即复纸BOPP膜，包括膜体，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为20um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为消光层。所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯99份、防静电母料1份；所述芯层层度为15.5um。所述防静电母料由75重量份的等规均聚聚丙烯和25重量份的迁移型防静电剂组成，所述迁移型防静电剂成分包括60重量份聚丙烯、20重量份乙氧基胺以及20重量份甘油单硬脂。所述上表层包括如下重量份比例的组分：聚碳酸酯亚丙酯90份、LLDPE10份，所述上表层层厚为3um。所述聚碳酸酯亚丙酯熔融指数为6，所述LLDPE熔指MFR3g/10min。所述下表层的组分为消光母料，所述下表层层厚为2um；所述消光母料为30％重量份聚丙烯和70％重量份聚乙烯的共混物。其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防静电剂使用安配色Ampacet防静电母料ASCORE 4，LLDPE使用ExxonMobil公司LLDPE。
实施例4
一种共挤型即复纸BOPP膜，包括膜体，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为17um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为防粘连层。所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯94份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物5份；所述芯层层度为14um。所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔指MFR8g/10min。所述上表层包括如下重量份比例的组分：聚碳酸酯亚丙酯80份、LLDPE20份，所述上表层层厚为2um。所述聚碳酸酯亚丙酯熔融指数为3，所述LLDPE熔指MFR2g/10min。所述下表层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯99份、防粘连母料1份，所述下表层层厚为1um。所述防粘连母料由有机硅氧烷颗粒和等规聚丙烯组成，其中硅氧烷质量占防粘黏母料总质量的30％，所述硅氧烷的粒径为2μm。其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防粘连母料使用安配色Ampacet防粘连母料SKIBLOCK 5，防静电剂使用安配色Ampacet防静电母料ASCORE 4，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物使用ARKEMA公司LOTADER 4210，LLDPE使用ExxonMobil公司LLDPE。
实施例5
一种共挤型即复纸BOPP膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，采用三层共挤双向拉伸BOPP生产线，生产线开机并达到预定加工温度条件后，将原材料依次按照配方设计需求，预混合后投入到相应的挤出机送料系统；
步骤2，挤出机塑化后形成均匀的熔体，经过过滤器过滤后输送到T型模头共挤出，再经流延冷却铸片单元，形成厚片；
辅挤出机1(下表层)出口温度240-245℃、
主挤出机(芯层)出口温度235-240℃，
辅挤出机2(粘合功能层)出口温度225-230℃，
熔体管道温度235-240℃，
模头温度235-240℃，
冷却铸片单元温度控制在18℃-40℃，气刀风量30Bar，气刀角度80°；
步骤3，步骤2中形成的厚片依次经过MDO、TDO双向拉伸工序生成薄膜；
(上区为粘合功能层、下区为下表层)，
MDO辊筒温度控制为：
预热上区90℃、下区110℃，
拉伸上区95℃、下区115℃，
定型上区80℃、下区100℃，
拉伸比4.0-4.5，
TDO各区温度控制在150℃-165℃，拉伸比8.0-9.5；
步骤4，拉伸后的薄膜经过电晕或火焰处理提高表面张力，增大表面极性；
电晕或火焰处理表面强度为31mN/m-48mN/m；
步骤5，处理后的薄膜经卷绕成母卷进行时效处理，然后根据需求分切制成产品。
实施例1、实施例2、实施例3以及实施例4中的共挤型即复纸BOPP膜采用实施例5中的制作方法制作。
对比例1
对比例1按照如下配方制作：
挤出机 厚度um 配比
辅1(下表层) 1.0 98％PP+2％防粘连母料
主挤(芯层) 15.0 99％PP+1％防静电剂
辅2(功能层) 2.0 85％PPC+15％LLDPE
其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防粘连母料使用安配色Ampacet防粘连母料SKIBLOCK 5，防静电剂使用安配色Ampacet防静电母料ASCORE 4，LLDPE使用ExxonMobil公司LLDPE；采用实施例5中的制作方法制作。
对比例2
对比例2按照如下配方制作：
挤出机 厚度um 配比
辅1(下表层) 1.0 98％PP+2％防粘连母料
主挤(芯层) 15.0 94％PP+1％防静电剂+5％EAM
辅2(功能层) 2.0 100％PPC
其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防粘连母料使用安配色Ampacet防粘连母料SKIBLOCK 5，防静电剂使用安配色Ampacet防静电母料ASCORE 4，EAM三元共聚物使用ARKEMA公司LOTADER 4210，LLDPE使用ExxonMobil公司LLDPE。采用实施例5中的制作方法制作。
对比例3
对比例3按照如下配方制作：
挤出机 厚度um 配比
辅1(下表层) 1.0 98％PP+2％防粘连母料
主挤(芯层) 15.0 99％PP+1％防静电剂
辅2(功能层) 2.0 100％PPC
其中，均聚聚丙烯PP使用中石化FA03-S，防粘连母料使用安配色Ampacet防粘连母料SKIBLOCK 5，防静电剂使用安配色Ampacet防静电母料ASCORE 4；采用实施例5中的制作方法制作。
对比例4
对比例4按照如下配方制作：
结构 厚度um 配比
基材 12um 12um亮光无底涂BOPP
主挤(芯层) 5um 100％EVA
其中，亮光无底涂BOPP使用本公司12um基材，EVA使用韩华道达尔E182L；加工方法为预涂膜生产加工工艺。
各实施例与对比例性能数据表：
Figure GDA0002594067160000091
本发明中的这种共挤型即复纸BOPP膜加工成型后，即可与纸张直接进行热压复合，且获得高复合强度。这种共挤型即复纸BOPP膜相比传统预涂型复纸膜，具有高产能、低能耗(减少加工步骤)、厚度均匀性好，光学透明性好，成本低(无需足够厚度的EVA胶层即可达到所需复纸强度)等多种优势。
本发明创造的有益效果是：
1、通过三层共挤双向拉伸生产工艺、一步成型制备功能层可与纸张油墨热压复合的BOPP薄膜，无需二次加工；
2、粘合功能层主体材料使用PPC聚碳酸酯亚丙酯，该材料与纸张油墨具有优异的粘合性，可在1-2um较薄的层厚度即可达到高于传统EVA热熔胶型预涂膜的复纸强度，节省材料成本的同时提高包装印刷方案的透明光泽度；
3、(LLDPE作用)为提高功能层PPC材料适于挤出、流延、拉伸加工工艺，在该功能层中加入一定比例的LLDPE，可改善功能层整体的熔体流动性和拉伸成膜性；同时可达到在复纸加工过程中较低的热压辊温，即可获得良好复合强度，防止薄膜高温收缩变形；
4、芯层加入少比例的三元共聚物，由于该材料与PP和LLDPE均具有良好的相容性，在薄膜成型过程中分散于PP结构中，在与功能层接触表面与其中LLDPE融合形成粘合强度高的立体交联结构，提高芯层与功能层的结合强度；(相比于现有预涂膜基材和EVA胶层粘合强度弱，180°剥离强度在0.05N左右)；
5、下表层可根据客户需求，分别使用防粘连剂母料配方制备亮光型膜，或者使用消光配方制备亚光型膜，赋予纸张油墨不同的观感；
6、由于功能层PPC与LLDPE材料的加工温度较低，且EAM三元共聚物可提高PP材料的流动性，相应降低芯层和功能层的挤出温度、模头温度，不仅降低生产能耗，且增加芯层和功能层融合粘性(两层熔体相同温度粘合性较好)。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种共挤型即复纸BOPP膜，包括膜体，其特征是，所述膜体为三层共挤结构，所述膜体包括上表层、芯层以及下表层，所述膜体厚度为15-20um；所述上表层为粘合功能层，所述芯层为聚丙烯层，所述下表层为防粘连层或消光层；所述芯层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90～99份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物0～10份、防静电母料0～1份；所述芯层厚度为12-17um；所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物熔指MFR6-8g/10min；所述防静电母料由75～85重量份的等规均聚聚丙烯和15～25重量份的迁移型防静电剂组成，所述迁移型防静电剂成分包括60重量份聚丙烯、20重量份乙氧基胺以及20重量份甘油单硬脂；所述上表层包括如下重量份比例的组分：聚碳酸酯亚丙酯80～90份、LLDPE10～20份，所述上表层层厚为2-3um；所述聚碳酸酯亚丙酯熔融指数为3-6，所述LLDPE熔指MFR2-3g/10min；所述下表层包括如下重量份比例的组分：均聚聚丙烯90～99份、防粘连母料1～10份，所述下表层层厚为1-1.5um；所述防粘连母料由有机硅氧烷颗粒和等规聚丙烯组成，其中有机硅氧烷颗粒质量占防粘连母料总质量的20～30％，所述有机硅氧烷颗粒的粒径为1～2μm；所述下表层的组分为消光母料，所述下表层层厚为2-4um；所述消光母料为30％重量份聚丙烯和70％重量份聚乙烯的共混物；
所述共挤型即复纸BOPP膜采用以下方法制备：
步骤1，采用三层共挤双向拉伸BOPP生产线，生产线开机并达到预定加工温度条件后，将原材料依次按照配方设计需求，预混合后投入到相应的挤出机送料系统；
步骤2，挤出机塑化后形成均匀的熔体，经过过滤器过滤后输送到T型模头共挤出，再经流延冷却铸片单元，形成厚片；
辅挤出机1出口温度240-245℃、
主挤出机出口温度235-240℃，
辅挤出机2出口温度225-230℃，
熔体管道温度235-240℃，
模头温度235-240℃，
冷却铸片单元温度控制在18℃-40℃，气刀风量30Bar，气刀角度80°；
步骤3，步骤2中形成的厚片依次经过MDO、TDO双向拉伸工序生成薄膜；
上区为粘合功能层、下区为下表层，
MDO辊筒温度控制为：
预热上区90℃、下区110℃，
拉伸上区95℃、下区115℃，
定型上区80℃、下区100℃，
拉伸比4.0-4.5，
TDO各区温度控制在150℃-165℃，拉伸比8.0-9.5；
步骤4，拉伸后的薄膜经过电晕或火焰处理提高表面张力，增大表面极性；
电晕或火焰处理表面强度为31mN/m-48mN/m；
步骤5，处理后的薄膜经卷绕成母卷进行时效处理，然后根据需求分切制成产品。
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