CN113667216A - 一种金属化热封型耐磨bopp薄膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及功能薄膜技术领域，本发明公开了一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜及其制造方法，所述的耐磨BOPP薄膜包括：BOPP基材层；复合在所述BOPP基材层一个表面的金属化耐磨层；复合在所述金属化耐磨层上的局部热封层；所述金属化耐磨层含有纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝；所述金属化耐磨层与BOPP基材层的厚度比为(0.3‑0.5)μm：(18‑30)μm。本申请提供的金属化热封型耐磨BOPP薄膜具有更好的耐磨性能，并且热封强度和光学性能良好，制造方法简单易行。
Description
技术领域
本申请属于功能薄膜技术领域，具体涉及一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜及其制造方法。
背景技术
双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP薄膜)是由聚丙烯树脂颗粒经共挤形成片材后，再经纵、横两个方向的拉伸而制得的薄膜产品，由于具有较高的机械强度、物理稳定性等特点，是目前应用广泛的食品、药品以及其他制品的包装薄膜。双向拉伸聚丙烯薄膜的表面为非极性，主要缺点是热封性和印刷性较差，通常需要进行表面处理或制备复合膜。
目前，市场上有耐磨型BOPP薄膜或复合膜(可用作耐磨卷烟包装膜等)，主要是通过添加高分子硅酮爽滑母料和四氟乙烯、无机纳米级高硬度物质，来达到增强薄膜耐磨性的目的。
现有的这些技术方案虽然在一定程度上提高了薄膜的耐磨性能，但均达不到质的飞越，即仍存在以下不足：1.耐磨性能有待进一步提升(一般实验耐磨指标都大于0.5％)；2.薄膜的雾度等光学性能难以保证，甚至会产生晶点等外观缺陷。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜及其制造方法，本申请提供的金属化热封型耐磨BOPP薄膜具有更好的耐磨性能，并且热封强度和光学性能良好。
本申请提供一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜，包括：
BOPP基材层；
复合在所述BOPP基材层一个表面的金属化耐磨层；
复合在所述金属化耐磨层上的局部热封层；
所述金属化耐磨层含有纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝；所述金属化耐磨层与BOPP基材层的厚度比为(0.3-0.5)μm：(18-30)μm。
更优的，所述纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝粒径均在30-50纳米之间。
更优的，所述纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝的质量比例为1:(1.5-2.5)。
更优的，所述金属化热封型耐磨BOPP薄膜还包括：复合在所述BOPP基材层另一个表面的局部热封层。
更优的，复合在所述金属化耐磨层上的局部热封层和复合在所述BOPP基材层另一个表面的局部热封层均为丙烯酸涂层，厚度独立地为0.5-1.0μm。
更优的，所述BOPP基材层的原料包括均聚聚丙烯、石油树脂、抗静电剂和抗粘连剂。
更优的，所述BOPP基材层的原料重量组成为：
均聚聚丙烯65％～96％；石油树脂0～35％；抗静电剂1.5％～3％；抗粘连剂0.1％～0.2％。
本申请提供如前文所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法，包括以下步骤：
提供双向拉伸聚丙烯基材；
在所述双向拉伸聚丙烯基材的单面复合金属化耐磨层；
定位喷码，根据定位码的位置进行热封层局部涂布，得到金属化热封型耐磨BOPP薄膜。
本发明提供一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜，可用作卷烟包装薄膜，本申请主要在BOPP基材的表层复合纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝的金属化耐磨层，控制其组成及膜层结构，可在保证薄膜透明性的前提下，大幅度提高薄膜表层的耐磨性能。同时，由于薄膜增加此金属化耐磨层后失去了热封性能，本申请在薄膜需要热封的区域定位设置局部热封层，可解决薄膜金属化后的热封问题。通过对搓实验，本发明所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜耐磨性能明显要好于现有市场上的耐磨型薄膜。本申请所述金属化热封型耐磨BOPP薄膜耐磨优异，并且具有良好的热封强度和光学性能。
此外，本发明制造方法简单易行。
附图说明
图1为本申请一些实施例中金属化热封型耐磨BOPP薄膜的结构示意图。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜，包括：
BOPP基材层；
复合在所述BOPP基材层一个表面的金属化耐磨层；
复合在所述金属化耐磨层上的局部热封层；
所述金属化耐磨层含有纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝；所述金属化耐磨层与BOPP基材层的厚度比为(0.3-0.5)μm：(18-30)μm。
本申请提供的耐磨BOPP薄膜具有更好的耐磨性能，并且热封强度和光学性能良好，利于应用。
参见图1，图1为本申请一些实施例中金属化热封型耐磨BOPP薄膜的结构示意图，其中，1为BOPP基材层，2为金属化耐磨层，301为第一局部热封层，302为第二局部热封层。
本发明实施例提供的耐磨BOPP薄膜为四层结构薄膜，可分为上层、中层和中下、下层这四层结构，对应由局部热封层、聚丙烯基材层、纳米级二氧化硅及氧化铝涂层、局部热封层构成薄膜。其中，本申请以BOPP膜为基材层；在本申请的优选实施例中，所述BOPP基材层1的生产原料包括均聚聚丙烯、石油树脂、抗静电剂和抗粘连剂。
均聚聚丙烯由单一的丙烯单体聚合而成，分子链中不含乙烯单体等，分子链的规整度较高。本发明实施例所述的均聚聚丙烯熔融指数可为3g/10min(230℃，2.16Kg)；具体市售产品如：中石化F03D、F300M等型号。
本发明实施例所述的石油树脂可为C3或C5，其按50％的比例与均聚聚丙烯共混制成增挺母料(分子量25-32万，熔融指数12-20g/10min)；具体如：江苏精良公司的的FIS600A，度辰的PPMA66、PPMA66H，海南沐隆新材料公司的ML8002，海南合粒新材料公司的HL8139等市售产品。。
本发明实施例所述的抗静电剂优选为聚酰胺物质；具体如：度辰的DS126T，舒尔曼的FASPA2955，康斯坦普的AT4023PP等市售产品。
抗粘连剂一般是指能防止塑料薄膜间粘连的物质，在配料时加入抗粘连剂，在常温下它与聚合物不相容而迁移到制品表面，从而使薄膜容易分离；常用的抗粘连剂有蜡、脂肪酸金属盐、碳酸钙、锻烧硅石等无机或有机类。本发明实施例所述的抗粘连剂优选为有机抗粘连助剂，具有一定的弹性，其粒径为2～4μm，其中3μm的防粘及光学性能效果更佳。本发明实施例采用市售的抗粘连剂即可，具体型号如：舒尔曼的ABVT22SC，日本的HIS04S等。
按照重量配比，本发明实施例所述BOPP基材层的原料组成优选包括：65％～96％的均聚聚丙烯；0～35％的石油树脂；1.5％～3％的抗静电剂；0～0.2％抗粘连剂。作为优选，所述基材的重量组成为：均聚聚丙烯70％～95.6％；石油树脂5％～30％；抗静电剂1.5％～3％；抗粘连剂0.1％～0.2％。
此外，所述BOPP基材层可为常规的三层共挤基材。在本发明的具体实施例中，所述的基材具备以下特点：
1.收缩率范围可控，调整范围为2％-8％；
2.后续做金属化涂布的表面张力达到38达因以上；
3.非金属化的一面添加抗粘连剂，防止膜卷的发粘。
本申请实施例所述的耐磨BOPP薄膜包括：复合在所述BOPP基材层1表面的金属化耐磨层2，所述金属化耐磨层含有纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝(三氧化二铝)。本申请实施例可在薄膜的表层涂布纳米级二氧化硅及氧化铝的混合物，一硬一软的组合形成耐磨涂层(也可称金属化纳米层)，可在保证薄膜透明性的前提下，大幅度提高薄膜表层的耐磨性能。其中，纳米级的二氧化硅以一定量添加对雾度(也就是透明度)影响不大；而纳米级氧化铝是透明的材质，添加后也不会影响产品的透明度。从耐磨性能方面，二氧化硅属于较硬的物质，可以大大提升产品的耐磨性能，但实际应用中硬面与硬面接触也易造成刮伤，所以添加材质较软的纳米级氧化铝，一方面不影响二氧化硅本身的耐磨性能，另一方面当二氧化硅面和二氧化硅面接触时氧化铝可以起到缓冲作用，不至于硬碰硬造成损伤。
本申请所述的金属化耐磨层与BOPP基材层的厚度比控制为(0.3-0.5)μm：(18-30)μm，有利于薄膜的光泽度和雾度等。在本申请具体实施例的耐磨涂层中：纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝0.5％-2％，所使用的纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝粒径均在30-50纳米之间；且两种添加的质量比例为1:(1.5-2.5)，更优选为1:2-2.2。
同时，本申请实施例所述的耐磨BOPP薄膜包括：复合在金属化耐磨层2上的局部热封层301；复合在BOPP基材层1表面的局部热封层302。本申请实施例在薄膜需要热封的区域定位涂布形成局部热封层，基本不影响BOPP薄膜耐磨，并且热封强度良好。
在本申请的优选实施例中，所述局部热封层为丙烯酸涂层，采用定位涂的方式严格控制涂层区域。本发明实施例所使用的热封涂层丙烯酸在95℃、0.18MPa、1s的热封测试条件下，热封强度可以达到2.5N/15mm以上；具体如：帝斯曼的热封性丙烯酸。局部热封涂层：丙烯酸0.1％-0.2％。
本申请具体实施方案如下：所述金属化热封型耐磨BOPP薄膜具有四层结构，所述两个局部热封层厚度为0.5μm-1.0μm，优选相同厚度；所述的聚丙烯基材厚度为18μm-30μm，所述的金属化涂层(纳米级二氧化硅及氧化铝涂层)厚度为0.3μm-0.5μm；所述薄膜总厚度为19.3μm-32.5μm。
本申请实施例还提供了如前文所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法，包括以下步骤：
提供双向拉伸聚丙烯基材；
在所述双向拉伸聚丙烯基材的单面复合金属化耐磨层；
定位喷码，根据定位码的位置进行热封层局部涂布，得到金属化热封型耐磨BOPP薄膜。
具体地，所述金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法的工艺步骤为：双向拉伸聚丙烯基材→单面涂金属层→定位喷码→局部涂丙烯酸→收卷→分切。在本申请具体实施例中，上述金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法如下：
(1)生产基材
所用基材通过三层共挤双向拉伸的方式制成；
(2)涂金属层
采用涂布的方式将纳米级二氧化硅和氧化铝按比例涂在BOPP基材一个表面上；
(3)定位涂布
(4)在薄膜的设计位置上喷定位码，根据定位码位置在设计的位置进行局部涂布，涂层为丙烯酸涂层；
(5)分切
将加工好的薄膜按设计的尺寸在分切机上进行分切。
本申请实施例制备薄膜的方法中，各使用原料如前所述；采用的涂布等工艺为本领域常用的技术即可。
本发明实施例制备得到金属化热封型耐磨BOPP薄膜，可用作卷烟包装薄膜；本申请所述金属化热封型耐磨BOPP薄膜耐磨优异，并且具有良好的热封强度和光学性能，利于应用。
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
以下实施例中，所述的均聚聚丙烯熔融指数为3g/10min(230℃，2.16Kg)，为中石化F03D；所述的石油树脂为江苏精良公司的FIS600A；所述的抗静电剂为度辰的DS126T；所述的抗粘连剂为舒尔曼的ABVT22SC。所使用的纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝粒径在30-50纳米之间；定位局部涂布采用帝斯曼的热封性丙烯酸。
实施例1
本实施例的金属化热封型耐磨BOPP薄膜分为上层、中层和中下、下层四层结构，总厚度为22μm。所述上层厚度为0.8μm，由以下重量比的原料配制成：98％丙烯酸，2％二氧化硅(4微米)；所述中层厚度为20.1μm，由以下重量比的原料配制成：77.84％均聚聚丙烯，20％石油树脂，2％的抗静电剂，0.16％抗粘连剂；所述中下层厚度为0.3μm，由以下重量比的原料配制成：33％纳米级二氧化硅，67％的纳米级氧化铝；所述下层厚度为0.8μm，由以下重量比的原料配制成：98％的丙烯酸，2％的抗粘连剂。
上述金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法如下：
(1)生产基材
所用基材通过三层共挤双向拉伸的方式制成；
(2)涂金属层
采用涂布的方式将纳米级二氧化硅和氧化铝按比例涂在BOPP基材上；
(3)定位涂布
在薄膜的设计位置上喷定位码，根据定位码的位置在设计的位置进行局部涂布，涂层为丙烯酸。所使用的热封涂层丙烯酸在95℃、0.18MPa、1s的热封测试条件下，热封强度可以达到2.5N/15mm以上。
(4)分切
将加工好的薄膜按设计的尺寸在分切机上进行分切。
测试所制备的耐磨BOPP薄膜的性能，其耐磨指标：0.1％，雾度0.9％；耐磨测试方法：GB T 31727-2015《透明薄膜磨花程度试验方法》，雾度测试方法：GB/T2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》，以下实施例测试方法相同。
实施例2
本实施例的金属化热封型耐磨BOPP薄膜分为上层、中层和中下、下层四层结构，总厚度为25μm。所述上层厚度为0.8μm，由以下重量比的原料配制成：98％丙烯酸，2％二氧化硅(粒径4微米)；所述中层厚度为23.1μm，由以下重量比的原料配制成：87.84％均聚聚丙烯，10％石油树脂，2％的抗静电剂，0.16％的抗粘连剂；所述中下层厚度为0.3μm，由以下重量比的原料配制成：40％纳米级二氧化硅，60％的纳米级氧化铝；所述下层厚度为0.8μm，由以下重量比的原料配制成：98％的丙烯酸，2％的抗粘连剂。
上述金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法如下：
(1)生产基材
所用基材通过三层共挤双向拉伸的方式制成；
(2)涂金属层
采用涂布的方式将纳米级二氧化硅和氧化铝按比例涂在BOPP基材上；
(3)定位涂布
在薄膜的设计位置上喷定位码，根据定位码位置在设计的位置进行局部涂布，涂层为丙烯酸。所使用的热封涂层丙烯酸在95℃、0.18MPa、1s的热封测试条件下，热封强度可以达到2.5N/15mm以上。
(4)分切
将加工好的薄膜按设计的尺寸在分切机上进行分切。
测试所制备的耐磨BOPP薄膜的性能，其耐磨指标：0.1％，雾度1.2％。
实施例3
本实施例的金属化热封型耐磨BOPP薄膜分为上层、中层和中下、下层四层结构，总厚度为30μm。所述上层厚度为0.7μm，由以下重量比的原料配制成：98％丙烯酸，2％二氧化硅(粒径4微米)；所述中层厚度为28μm，由以下重量比的原料配制成：82.84％均聚聚丙烯，15％石油树脂，2％的抗静电剂，0.16％的抗粘连剂；所述中下层厚度为0.4μm，由以下重量比的原料配制成：33％纳米级二氧化硅，67％的纳米级氧化铝；所述下层厚度为0.9μm，由以下重量比的原料配制成：98％的丙烯酸，2％的抗粘连剂。
上述金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法如下：
(1)生产基材
所用基材通过三层共挤双向拉伸的方式制成；
(2)涂金属层
采用涂布的方式将纳米级二氧化硅和氧化铝按比例涂在BOPP基材上；
(3)定位涂布
在薄膜的设计位置上喷定位码，根据定位码位置在设计的位置进行局部涂布，涂层为丙烯酸；所使用的热封涂层丙烯酸在95℃、0.18MPa、1s的热封测试条件下，热封强度可以达到2.5N/15mm以上。
(4)分切
将加工好的薄膜按设计的尺寸在分切机上进行分切。
测试所制备的耐磨BOPP薄膜的性能，其耐磨指标：0％，雾度1.5％。
由以上实施例可知，本发明实施例通过在BOPP基材上先涂纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝材料，大大提升了BOPP薄膜的耐磨性能，按GBT31727-2015《透明薄膜磨花程度试验方法》所测得的耐磨指标不超过0.1％。并且，本发明保障了薄膜良好的热封强度和光学性能。此外，本发明制造方法简单易行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，包括：
BOPP基材层；
复合在所述BOPP基材层一个表面的金属化耐磨层；
复合在所述金属化耐磨层上的局部热封层；
所述金属化耐磨层含有纳米级二氧化硅和纳米级氧化铝；所述金属化耐磨层与BOPP基材层的厚度比为(0.3-0.5)μm：(18-30)μm。
2.根据权利要求1所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，所述纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝粒径均在30-50纳米之间。
3.根据权利要求2所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，所述纳米级二氧化硅及纳米级氧化铝的质量比例为1:(1.5-2.5)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，所述金属化热封型耐磨BOPP薄膜还包括：复合在所述BOPP基材层另一个表面的局部热封层。
5.根据权利要求4所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，复合在所述金属化耐磨层上的局部热封层和复合在所述BOPP基材层另一个表面的局部热封层均为丙烯酸涂层，厚度独立地为0.5-1.0μm。
6.根据权利要求1-3任一项所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，所述BOPP基材层的原料包括均聚聚丙烯、石油树脂、抗静电剂和抗粘连剂。
7.根据权利要求6所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜，其特征在于，所述BOPP基材层的原料重量组成为：
均聚聚丙烯65％～96％；石油树脂0～35％；抗静电剂1.5％～3％；抗粘连剂0～0.2％。
8.如权利要求1-7任一项所述的金属化热封型耐磨BOPP薄膜的制造方法，包括以下步骤：
提供双向拉伸聚丙烯基材；
在所述双向拉伸聚丙烯基材的单面复合金属化耐磨层；
定位喷码，根据定位码的位置进行热封层局部涂布，得到金属化热封型耐磨BOPP薄膜。
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| CN2541365Y (zh) * | 2002-06-13 | 2003-03-26 | 海南现代企业股份有限公司 | 取代卷烟条盒包装的专用涂布膜 |
| CN102848671A (zh) * | 2012-08-14 | 2013-01-02 | 海南赛诺实业有限公司 | 一种低温热封高阻隔涂布薄膜及其制造方法 |
| CN109514956A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-26 | 海南赛诺实业有限公司 | 一种超强耐磨的卷烟包装薄膜及制备方法 |
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