CN111703159B - 一种低温镭射模压用高镀铝牢度bopp基膜及其制备方法 - Google Patents

一种低温镭射模压用高镀铝牢度bopp基膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，由外表层、中间层和内表层组成，内表层为模压层；内表层包括下述质量百分比的原料：抗粘连母料1～10％、马来酸酐接枝改性聚丙烯10～20％，余量为改性模压母料；改性模压母料由丙烯‑丁二烯‑乙烯三元共聚物、α‑烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比(40～90)：(20～40)：(20～40)共混制成。本发明还公开了低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜的制备方法。本发明的BOPP基膜可以用于80℃低温条件下模压，然后进行镭射，具有模压温度低，热收缩率低，镀铝牢度高，物理性能、光学性能优异等优点。

Description

一种低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜材料技术领域，尤其涉及一种低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜及其制备方法。
背景技术
镭射工艺是一种采用3D彩色全息模压方法，把具有彩虹动态、三维立体效果的全息图像转移到薄膜基材上的技术。基材经模压、镀铝后，再通过复合、烫印、转移等工艺使包装材料表面具有激光镭射的效果。
镭射包装是包装行业中的高附加值产品，近年来取得了快速的发展，与包装行业内的其他产品相比，镭射包装材料不仅具有新颖、亮丽的外观效果，同时还具有高技术防伪功能，被称为世界包装印刷业最前沿的技术产品。目前，镭射膜广泛应用于食品、药品、日化品、服装、礼品包装以及装饰材料等领域。
BOPP薄膜是镭射加工常用的基材之一。普通BOPP薄膜用于镭射加工时，需要模压温度大于100℃才能压印出清晰的图案，但随着温度的升高，薄膜表面析出物增加较快，一般1～2h就需要频繁停机清理模压版辊，生产效率较低。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜及其制备方法，制得的BOPP基膜可以用于80℃低温条件下模压，然后进行镭射，具有模压温度低，热收缩率低，物理性能、光学性能优异等优点。
本发明提出的一种低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，由外表层、中间层和内表层组成，所述内表层为模压层；
所述内表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连母料1～10％、马来酸酐接枝改性聚丙烯10～20％，余量为改性模压母料；
所述外表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连剂3～5％、增挺母料5～10％，余量为等规度≥98％的均聚聚丙烯；
所述中间层由下述质量百分比的原料制成：马来酸酐改性聚丙烯0.1～5％、增挺母料10～50％，余量为等规度≥98％的均聚聚丙烯。
所述改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯共混制成。
优选地，所述改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比(40～90)：(20～40)：(20～40)共混制成。
优选地，所述丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物是由丙烯、丁二烯、乙烯按质量比(50～80)：(10～30)：(10～30)共聚制成。
优选地，所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，其特征在于，所述抗粘连母料由组分一、组分二按质量比1：(0.9～1.2)共混制成；所述组分一包括下述质量百分比的原料：粒径为2.0～5.5μm的球形玻璃微珠4～6％，余量为茂金属线性低密度聚乙烯；所述组分二包括下述质量百分比的原料：平均粒径为1.0～6.5μm的无定型二氧化硅1～4％、余量为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物。
优选地，所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，其特征在于，所述增挺母料由均聚聚丙烯、分散剂、稳定剂、氢化石油树脂按质量比(10～20)：(1～5)：(1～5)：(40～70)混合制成，所述分散剂为二聚脂肪酸，所述稳定剂为哌啶基稳定剂。
优选地，所述内表层的厚度为1.8～3.6μm。其中，内表层与模压版辊接触，模压后镀铝。
本发明还提出了一种所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、分别将外表层的原料、中间层的原料和内表层的原料加热熔融后，分别过滤，得到外表层熔体、中间层熔体、内表层熔体，将所述外表层熔体、中间层熔体、内表层熔体在三层结构模头中汇合挤出制得膜片；
S2、将所述膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却、除水；
S3、将除水后的铸片经过纵向拉伸、横向拉伸，得到薄膜。
优选地，所述纵向拉伸的预热温度为110～140℃、拉伸温度为100～110℃、热定型温度为100～140℃、延伸倍率为3.0～5.0、回缩比为-2.0～-4.5％；所述横向拉伸的预热温度为172～180℃、拉伸温度为143～150℃、热定型温度为155～162℃、延伸倍率为8.0～10.0、回缩比为-5.0～-7.5％。
优选地，所述纵向拉伸的预热是将铸片置于辊筒上，铸片外表面接触的辊筒温度为130～140℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为110～130℃。
优选地，所述纵向拉伸的热定型是将铸片纵向拉伸后形成的膜片置于辊筒上，膜片外表面接触的辊筒温度130～140℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为100～120℃。
优选地，所述外表层熔体、中间层熔体、内表层熔体分别经过360～400目过滤。
优选地，所述模头温度为240～245℃。
优选地，所述激冷辊急冷温度为18～25℃，所述水浴冷却温度为10～20℃。
本发明的有益效果如下：
本发明薄膜内表层原料包括抗粘连母料、马来酸酐接枝改性聚丙烯、改性模压母料，其中改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按合适比例共混制成，具有软化温度低、可加工性能高的优点，可以提高薄膜内表层在低温下的模压性能；抗粘连母料由合适粒径的球形玻璃微珠、无定型二氧化硅按合适比例复配而成，可以提高模压清晰度，另外，还可以降低薄膜摩擦系数，提升爽滑效果的同时，防止抗粘连粒子团聚和脱落；马来酸酐接枝改性聚丙烯可以提高各组分之间的相容性。
本发明中间层、内表层均含有一定比例的增挺母料，由均聚聚丙烯、分散剂、稳定剂、氢化石油树脂按合适比例共混制成，可以提高薄膜芯层挺度，增大芯层与功能层的硬度差异，使得模压效果更好；
本发明通过对薄膜外表层、中间层和内表层组分的优化，既能提高薄膜的低温模压性能，又保持了优良的压印激光效果，还能提高镭射镀铝面的表面极性，使其具有优异的镀铝牢度。
本发明的薄膜模压面在80℃条件下，即可压印出清晰、炫彩的激光全息效果，且激光效果层次分明。薄膜析出物较少，12h左右才需停机清理版辊，大大提高生产的连续性和品质稳定性，而且还提高了镭射镀铝面的表面极性，具有优异的镀铝牢度。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
下述实施例中，抗粘连剂均为现有的市售产品，例如，抗粘连剂为汕头市贝斯特科技有限公司的ABPP907。
实施例1
低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，由外表层、中间层和内表层组成，内表层为模压层，内表层厚度为2.5μm，由下述质量百分比的原料制成：抗粘连母料3％、马来酸酐接枝改性聚丙烯15％、改性模压母料82％，其中改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比40：30：30共混制成，丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物是由丙烯、丁二烯、乙烯按质量比60：20：20共聚制成；抗粘连母料由组分一、组分二按质量比1：1共混制成，其中组分一包括下述质量百分比的原料：平均粒径为3μm的球形玻璃微珠5％，余量为茂金属线性低密度聚乙烯，组分二包括下述质量百分比的原料：平均粒径为2.5μm的无定型二氧化硅2％、余量为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物。
外表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连剂3％、增挺母料8％、等规度≥98％的均聚聚丙烯89％。
中间层由下述质量百分比的原料制成：马来酸酐改性聚丙烯0.5％、增挺母料30％、等规度≥98％的均聚聚丙烯69.5％。
增挺母料由均聚聚丙烯、二聚脂肪酸、哌啶基稳定剂、氢化石油树脂按质量比15：3：2：60混合制成。
制备低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜：
S1、将中间层的原料在主挤出机中加热熔融，然后经过380目过滤网过滤，得到中间层熔体；将外表层的原料在一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过380目过滤网过滤，得到外表层熔体；将内表层的原料在另一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过380目过滤网过滤，得到内表层熔体；将中间层熔体、外表层熔体、内表层熔体在ABC三层结构模头中汇合挤出制得膜片，模头温度为242℃；
S2、将膜片贴附到20℃的激冷辊上急冷形成铸片，然后经过18℃水浴冷却，用橡胶压辊和压缩空气进行除水；
S3、将除水后的铸片置于辊筒上进行预热，其中铸片外表面接触的辊筒温度为135℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为120℃，然后在105℃进行纵向拉伸，延伸倍率为4.2倍，再将纵向拉伸得到的膜片置于辊筒上进行热定型，膜片外表面接触的辊筒温度135℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为110℃，再进行回缩，回缩比为-2.8％，然后在175℃预热，在148℃进行横向拉伸，延伸倍率为8.5倍，在160℃进行热定型，再进行回缩，回缩比为-5.5％，将得到的薄膜经过风冷进入牵引系统展平、测厚及瑕疵检测，进行收卷，经过时效处理后，分切、包装制成成品。
将上述制得的BOPP基膜按标准进行检测，测试结果如表1所示：
表1实施例1的BOPP基膜性能测试结果
Figure BDA0002530423160000061
实施例2
低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，由外表层、中间层和内表层组成，内表层为模压层，内表层厚度为2.5μm，由下述质量百分比的原料制成：抗粘连母料5％、马来酸酐接枝改性聚丙烯18％、改性模压母料77％，其中改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比50：25：25共混制成，丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物是由丙烯、丁二烯、乙烯按质量比70：15：15共聚制成；抗粘连母料由组分一、组分二按质量比1：1共混制成，其中组分一包括下述质量百分比的原料：平均粒径为3μm的球形玻璃微珠5％，余量为茂金属线性低密度聚乙烯，组分二包括下述质量百分比的原料：平均粒径为2.5μm的无定型二氧化硅2％、余量为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物。
外表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连剂5％、增挺母料10％、等规度≥98％的均聚聚丙烯85％。
中间层由下述质量百分比的原料制成：马来酸酐改性聚丙烯2％、增挺母料40％，等规度≥98％的均聚聚丙烯58％。
增挺母料由均聚聚丙烯、二聚脂肪酸、哌啶基稳定剂、氢化石油树脂按质量比15：2.5：2.5：60混合制成。
制备低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜：
S1、将中间层的原料在主挤出机中加热熔融，然后经过380目过滤网过滤，得到中间层熔体；将外表层的原料在一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过380目过滤网过滤，得到外表层熔体；将内表层的原料在另一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过380目过滤网过滤，得到内表层熔体；将中间层熔体、外表层熔体、内表层熔体在ABC三层结构模头中汇合挤出制得膜片，模头温度为242℃；
S2、将膜片贴附到22℃的激冷辊上急冷形成铸片，然后经过15℃水浴冷却，用橡胶压辊和压缩空气进行除水；
S3、将除水后的铸片置于辊筒上进行预热，其中铸片外表面接触的辊筒温度为135℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为120℃，然后在105℃进行纵向拉伸，延伸倍率为4.5倍，再将纵向拉伸得到的膜片置于辊筒上进行热定型，膜片外表面接触的辊筒温度135℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为110℃，再进行回缩，回缩比为-2.5％，然后在173℃预热，在144℃进行横向拉伸，延伸倍率为8.8倍，在161℃进行热定型，再进行回缩，回缩比为-5.8％，将得到的薄膜经过风冷进入牵引系统展平、测厚及瑕疵检测，进行收卷，经过时效处理后，分切、包装制成成品。
将上述制得的BOPP基膜按标准进行检测，测试结果如表2所示：
表2实施例2的BOPP基膜性能测试结果
Figure BDA0002530423160000081
实施例3
低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，由外表层、中间层和内表层组成，内表层为模压层，内表层厚度为1.8μm，由下述质量百分比的原料制成：抗粘连母料1％、马来酸酐接枝改性聚丙烯10％、改性模压母料89％，其中改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比40：20：20共混制成，丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物是由丙烯、丁二烯、乙烯按质量比50：10：10共聚制成；抗粘连母料由组分一、组分二按质量比1：0.9共混制成，其中组分一包括下述质量百分比的原料：平均粒径为2μm的球形玻璃微珠4％，余量为茂金属线性低密度聚乙烯，组分二包括下述质量百分比的原料：平均粒径为1.0μm的无定型二氧化硅1％、余量为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物。
外表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连剂4％、增挺母料5％、等规度≥98％的均聚聚丙烯91％。
中间层由下述质量百分比的原料制成：马来酸酐改性聚丙烯0.1％、增挺母料10％、等规度≥98％的均聚聚丙烯89.9％。
增挺母料由均聚聚丙烯、二聚脂肪酸、哌啶基稳定剂、氢化石油树脂按质量比10：1：1：40混合制成。
制备低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜：
S1、将中间层的原料在主挤出机中加热熔融，然后经过360目过滤网过滤，得到中间层熔体；将外表层的原料在一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过360目过滤网过滤，得到外表层熔体；将内表层的原料在另一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过360目过滤网过滤，得到内表层熔体；将中间层熔体、外表层熔体、内表层熔体在ABC三层结构模头中汇合挤出制得膜片，模头温度为240℃；
S2、将膜片贴附到18℃的激冷辊上急冷形成铸片，然后经过10℃水浴冷却，用橡胶压辊和压缩空气进行除水；
S3、将除水后的铸片置于辊筒上进行预热，其中铸片外表面接触的辊筒温度为130℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为110℃，然后在100℃进行纵向拉伸，延伸倍率为3.0，再将纵向拉伸得到的膜片置于辊筒上进行热定型，膜片外表面接触的辊筒温度130℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为100℃，再进行回缩，回缩比为-2.0％，然后在172℃预热，在143℃进行横向拉伸，延伸倍率为8.0，在155℃进行热定型，再进行回缩，回缩比为-5.0％，将得到的薄膜经过风冷进入牵引系统展平、测厚及瑕疵检测，进行收卷，经过时效处理后，分切、包装制成成品。
将上述制得的BOPP基膜按标准进行检测，测试结果如表3所示：
表3实施例3的BOPP基膜性能测试结果
Figure BDA0002530423160000101
实施例4
低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，由外表层、中间层和内表层组成，内表层为模压层，内表层厚度为3.6μm，由下述质量百分比的原料制成：抗粘连母料10％、马来酸酐接枝改性聚丙烯20％，余量为改性模压母料，其中改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比90：40：40共混制成，丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物是由丙烯、丁二烯、乙烯按质量比80：30：30共聚制成；抗粘连母料由组分一、组分二按质量比1：1.2共混制成，其中组分一包括下述质量百分比的原料：平均粒径为5.5μm的球形玻璃微珠6％，余量为茂金属线性低密度聚乙烯，组分二包括下述质量百分比的原料：平均粒径为6.5μm的无定型二氧化硅4％、余量为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物。
外表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连剂5％、增挺母料10％、等规度≥98％的均聚聚丙烯85％。
中间层由下述质量百分比的原料制成：马来酸酐改性聚丙烯5％、增挺母料50％、等规度≥98％的均聚聚丙烯45％。
增挺母料由均聚聚丙烯、二聚脂肪酸、哌啶基稳定剂、氢化石油树脂按质量比20：5：5：70混合制成。
制备低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜：
S1、将中间层的原料在主挤出机中加热熔融，然后经过400目过滤网过滤，得到中间层熔体；将外表层的原料在一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过400目过滤网过滤，得到外表层熔体；将内表层的原料在另一台辅助挤出机中加热熔融，然后经过400目过滤网过滤，得到内表层熔体；将中间层熔体、外表层熔体、内表层熔体在ABC三层结构模头中汇合挤出制得膜片，模头温度为245℃；
S2、将膜片贴附到25℃的激冷辊上急冷形成铸片，然后经过20℃水浴冷却，用橡胶压辊和压缩空气进行除水；
S3、将除水后的铸片置于辊筒上进行预热，其中铸片外表面接触的辊筒温度为140℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为130℃，然后在110℃进行纵向拉伸，延伸倍率为5.0，再将纵向拉伸得到的膜片置于辊筒上进行热定型，膜片外表面接触的辊筒温度140℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为120℃，再进行回缩，回缩比为-4.5％，然后在180℃预热，在150℃进行横向拉伸，延伸倍率为10.0，在162℃进行热定型，再进行回缩，回缩比为-7.5％，将得到的薄膜经过风冷进入牵引系统展平、测厚及瑕疵检测，进行收卷，经过时效处理后，分切、包装制成成品。
将上述制得的BOPP基膜按标准进行检测，测试结果如表4所示：
表4实施例4的BOPP基膜性能测试结果
Figure BDA0002530423160000121
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，其特征在于，由外表层、中间层和内表层组成，所述内表层为模压层；
所述内表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连母料1~10%、马来酸酐接枝改性聚丙烯10~20%，余量为改性模压母料；
所述外表层由下述质量百分比的原料制成：抗粘连剂3~5%、增挺母料5~10%，余量为等规度≥98%的均聚聚丙烯；
所述中间层由下述质量百分比的原料制成：马来酸酐改性聚丙烯0.1~5%、增挺母料10~50%，余量为等规度≥98%的均聚聚丙烯；
所述改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯共混制成；
所述改性模压母料由丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物、α-烯烃、茂金属线性低密度聚乙烯按质量比（40~90）：（20~40）：（20~40）共混制成；
所述抗粘连母料由组分一、组分二按质量比1：(0.9~1.2)共混制成；所述组分一包括下述质量百分比的原料：粒径为2.0~5.5μm的球形玻璃微珠4~6%，余量为茂金属线性低密度聚乙烯；所述组分二包括下述质量百分比的原料：平均粒径为1.0~6.5μm的无定型二氧化硅1~4%、余量为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物；
所述增挺母料由均聚聚丙烯、分散剂、稳定剂、氢化石油树脂按质量比（10~20）：（1~5）：（1~5）：（40~70）混合制成，所述分散剂为二聚脂肪酸，所述稳定剂为哌啶基稳定剂。
2.根据权利要求1所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，其特征在于，所述丙烯-丁二烯-乙烯三元共聚物是由丙烯、丁二烯、乙烯按质量比（50~80）：（10~30）：（10~30）共聚制成。
3.根据权利要求1所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜，其特征在于，所述内表层的厚度为1.8~3.6μm。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、分别将外表层的原料、中间层的原料和内表层的原料加热熔融后，分别过滤，得到外表层熔体、中间层熔体、内表层熔体，将所述外表层熔体、中间层熔体、内表层熔体在三层结构模头中汇合挤出制得膜片；
S2、将所述膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却、除水；
S3、将除水后的铸片经过纵向拉伸、横向拉伸，得到薄膜。
5.根据权利要求4所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜的制备方法，其特征在于，所述纵向拉伸的预热温度为110~140℃、拉伸温度为100~110℃、热定型温度为100~140℃、延伸倍率为3.0~5.0倍、回缩比为-2.0~-4.5%；所述横向拉伸的预热温度为172~180℃、拉伸温度为143~150℃、热定型温度为155~162℃、延伸倍率为8.0~10.0倍、回缩比为-5.0~-7.5%；所述纵向拉伸的预热是将铸片置于辊筒上，铸片外表面接触的辊筒温度为130~140℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为110~130℃；所述纵向拉伸的热定型是将铸片纵向拉伸后形成的膜片置于辊筒上，膜片外表面接触的辊筒温度130~140℃，内表面接触的镀特氟龙辊筒温度为100~120℃。
6.根据权利要求4所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜的制备方法，其特征在于，所述外表层熔体、中间层熔体、内表层熔体分别经过360~400目过滤；所述模头温度为240~245℃。
7.根据权利要求4所述的低温镭射模压用高镀铝牢度BOPP基膜的制备方法，其特征在于，所述激冷辊急冷温度为18~25℃，所述水浴冷却温度为10~20℃。
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