CN113771462A - 一种双向拉伸消光尼龙薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及薄膜包装领域，特别涉及一种双向拉伸消光尼龙薄膜及其制备方法和应用，其中，一种双向拉伸消光尼龙薄膜由第一表层、芯层和第二表层三层共挤双向拉伸而成，其中至少有两层为消光层；所述消光层包括以下组分脂肪族热塑性聚酯、光扩散剂以及尼龙；所述脂肪族热塑性聚酯为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/丁二酸丁二酯、聚己二酸丁二酯、聚己内酯中的一种或多种；所述第一表层和/或第二表层添加了质量分数为0～5％的防粘母料。本发明提供的双向拉伸消光尼龙薄膜可同时实现高雾度、高透光率、低光泽度，达到很好的消光效果，并保持良好的透光。

Description

一种双向拉伸消光尼龙薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及薄膜包装领域，特别涉及一种双向拉伸消光尼龙薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
BOPA是继BOPP、BOPET后的又一大包装材料，享有薄膜“皇后”的美誉。现代社会，随着软包行业的快速发展以及生活水平的不断提高，对软包也提出了更多的需求。在保证软包原有性能的同时，还要求包装具有美感和高级感，给消费者带来更好的视觉体验。
目前，市面上的所售的尼龙消光膜，主要是通过添加消光剂的方式或涂消光油的方式来提高薄膜的消光效果的。添加消光剂确实有一定的消光效果，但也给薄膜带来了遮光性，增加薄膜雾度的同时，透光率降低，光泽度的改善也不大。而涂消光油确实很容易可以达到消光的效果，但是却增加了生产步骤。需要先生产出BOPA薄膜后，在通过涂布的方式在其表面涂布一层消光油，过程繁琐，增加了整个过程的生产成本和时间成本。
公开号为CN109517372B的专利文件，其公开日为2019年03月26日，该发明专利公开了一种消光尼龙薄膜，包括防粘层、芯层和消光发泡层，通过共挤成型。其消光效果通过消光发泡层中消光粉及微发泡技术实现，获得较高的雾度及较低的光泽度，但消光粉的添加以及微发泡技术的使用，势必会影响薄膜的透光率。
综上，如何得到消光效果最佳，同时透光率高的消光尼龙膜，是软包行业需要解决的一个问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明一实施例提供了一种双向拉伸消光尼龙薄膜，薄膜由第一表层、芯层和第二表层三层共挤双向拉伸而成，其中至少有两层为消光层，具体地，消光层可为芯层和任一表层、第一表层和第二表层，或者三层均为消光层。
所述消光层包括以下组分：
脂肪族热塑性聚酯、光扩散剂以及尼龙。
所述脂肪族热塑性聚酯为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/丁二酸丁二酯、聚己二酸丁二酯、聚己内酯中的一种或多种。脂肪族热塑性聚酯主链各个结构单元通过易水解的酯键连接，易被自然界中的多种微生物或植物体内酶分解、代谢，最终形成二氧化碳和水，一定程度上增强了所述双向拉伸消尼龙薄膜的可降解能力。
所述第一表层和/或第二表层添加了质量分数为0～5％的防粘母料。
在一些实施例中，所述脂肪族热塑性聚酯在消光层中质量百分占比为5％～20％。
在一些实施例中，所述光扩散剂为二氧化硅，在消光层中质量百分占比为3％～6％。
在一些实施例中，所述二氧化硅粒径为3～5μm。
在一些实施例中，所述薄膜厚度为15～20μm，所述的第一表层和第二表层的厚度均为3～5μm。优选地，其中两个表层中不是消光层的一面进行电晕处理，其电晕值≥52dyn。
在一些实施例中，所述防粘母料由质量百分占比1％～5％的爽滑剂、1％～10％的开口剂以及85％～98％的尼龙树脂组成。
在一些实施例中，所述爽滑剂由芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、有机硅油中的一种或多种组成。
在一些实施例中，所述开口剂由二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、硅藻土、氧化铝、交联聚苯乙烯颗粒中的一种或多种组成。
一种双向拉伸消光尼龙薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将防粘母料各组分别下料，熔融挤出造粒制得；
(2)将尼龙和光扩散剂下料，熔融挤出后造粒，然后与脂肪族热塑性聚酯按比例混合，经混料，封包后，制得消光层物料；
(3)将各层的原料分别混合得到的各层材料，依次通过熔融共挤、铸片、双向拉伸，即可制得所述双向拉伸消光尼龙薄膜。
本发明另一实施例还提供一种采用了如上任意所述的双向拉伸消光尼龙薄膜的包装材料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：本发明提供的双向拉伸消光尼龙薄膜，通过特定比例的脂肪族热塑性聚酯和光扩散剂的相互配合，可同时实现高雾度、高透光率、低光泽度，达到很好的消光效果，保持良好的透光。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1为本发明双向拉伸消光尼龙薄膜的结构示意图。
附图标记：
1第一表层 2芯层 3第二表层
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
为了对本发明更好地理解，下面结合具体的实施例以及对比例对本发明进行详细说明，但不因此将本发明限制在所述的实施例范围中。
实施例1
一种双向拉伸消光尼龙薄膜，所述的双向拉伸消光尼龙薄膜是由第一表层、芯层、第二表层组成的三层共挤双向拉伸薄膜；
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：5％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及92％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：15％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及82％的尼龙切片组成。
所述的薄膜厚度为15μm，所述的第一表层和第二表层的厚度均为4μm，对第一表层进行电晕处理，其电晕值≥52dyn。
所述的二氧化硅粒径为3～5μm。
所述的防粘母料由质量百分比为2％的爽滑剂、8％的开口剂以及90％的尼龙树脂组成，其中爽滑剂为有机硅油，开口剂为二氧化硅和滑石粉按质量比1:1混合。
所述的双向拉伸消光尼龙薄膜制备方法，包括以下步骤：
(1)防粘母料的制备
按照比例将尼龙切片、爽滑剂、开口剂经不同的喂料称下料，在220℃～260℃的加工温度条件下经双螺杆挤出机熔融挤出，后料条过冷水，经造粒机造粒，得到的粒子经过除湿干燥机干燥，使得水分在800ppm以下，得到所需的防粘母料粒子。
(2)消光层物料的制备
步骤一：按照比例将尼龙切片和无机光扩散剂经不同的喂料称下料，在220℃～260℃的加工温度条件下经双螺杆挤出机熔融挤出，后料条过冷水，经造粒机造粒，得到的粒子经过除湿干燥机干燥，使得水分在800ppm以下，制备得到物料A；
步骤二：将步骤一制得的物料A与脂肪族热塑性聚酯按比例混合，经高混机混料5min后，封包，制备得到消光层物料。
(3)双向拉伸消光尼龙薄膜的制备
将第一表层、芯层、第二表层按照上述比例分别混合，将得到的第一表层和第二表层的材料分别加入两台辅挤，芯层材料加入主挤，在245℃的加工温度下熔融共挤，从模头留出的熔体经冷却辊骤冷形成流延铸片，最后经过同步双向拉伸、定型，最终获得一种由第一表层、芯层和第二表层组成的双向拉伸消光尼龙薄膜。
实施例2
与实施例1相比，实施例2除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，实施例2的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：10％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及87％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：15％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及82％的尼龙切片组成。
实施例3
与实施例1相比，实施例3除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，实施例3的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：10％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及84％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：15％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及82％的尼龙切片组成。
实施例4
与实施例1相比，实施例4除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，实施例4的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：5％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及89％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：15％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及82％的尼龙切片组成。
实施例5
与实施例1相比，实施例5除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，实施例5的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：5％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及89％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：15％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及79％的尼龙切片组成。
实施例6
与实施例1相比，实施例6除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，实施例6的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：5％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及89％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：20％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及74％的尼龙切片组成。
实施例7
与实施例1相比，实施例7除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，实施例7的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：5％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及89％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：20％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及77％的尼龙切片组成。
需要说明的是，上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
对比例1
与实施例1相比，对比例1除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例1的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：100％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：15％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、3％的二氧化硅以及82％的尼龙切片组成。
对比例2
与实施例1相比，对比例2除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例2的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：16％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及84％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分比由以下组分组成：18％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及82％的尼龙切片组成。
对比例3
与实施例1相比，对比例3除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例3的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：10％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、6％的二氧化硅以及84％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：100％的尼龙切片组成。
对比例4
与实施例1相比，对比例4除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例4的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：16％二氧化硅以及84％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：18％二氧化硅以及82％的尼龙切片组成。
对比例5
与实施例1相比，对比例5除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例5的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：100％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：25％聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及75％的尼龙切片组成。
对比例6
与实施例1相比，对比例6除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例6的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：
第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：16％碳化硅以及84％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：18％硫酸钡以及82％的尼龙切片组成。
对比例7
与实施例1相比，对比例7除各层组分外，其制备方法与实施例1完全相同，对比例7的第一表层、芯层、第二表层按照质量百分别由以下成分组成：第一表层按照质量百分比由以下组分组成：3％的防粘母料和97％的尼龙切片组成；
芯层按照质量百分比由以下组分组成：100％的尼龙切片组成；
第二表层按照质量百分别由以下组分组成：100％的尼龙切片组成。
将上述实施例和对比例进行相关项目测试，测试方法如下表所示：
表1薄膜主要性能指标的检测项目及方法/标准表
编号 项目 检测标准
1 雾度 GB/T 2410-2008
2 透光率 GB/T 2410-2008
3 光泽度 GB 8807-1988
4 拉伸强度 GB/T 1010.3-2006
5 膜面 肉眼观察
根据上表所示的主要性能指标，将上述实施例及对比例制备得到的双向拉伸消光尼龙薄膜进行测试，其结果如下表所示：
测试结果如下表所示：
表2实施例性能测试表
雾度(％) 透光率(％) 光泽度(％) 拉伸强度(MPa) 膜面
实施例1 80.9 88.9 9.4 256/268 -
实施例2 85.3 91.5 9.5 261/273 -
实施例3 90.0 90.1 8.4 249/262 -
实施例4 88.9 89.1 9.0 250/257 -
实施例5 92.1 85.3 8.8 248/259 -
实施例6 91.8 84.3 8.8 245/256 边部局部透明
实施例7 90.3 83.7 9.7 249/261 边部局部透明
表3对比例性能测试表
Figure BDA0003231228400000121
从表2和表3测试结果可以看出，实施例1～7均满足高消光及高透光率的要求，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)主要作用是有益于降低光泽度，增加透光率；而二氧化硅主要作用是增加雾度，同时降低光泽度。并且由实施例6、实施例7和对比例5可知，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的含量也不能过高，含量过高会因各组分流速不均造成膜面消光层不均匀。
由实施例3与对比例1、对比例3可知，使用两层消光层，相较单消光层消光效果更好。由实施例3与对比例2、对比例4可以看出，单独使用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或二氧化硅的效果不如二者搭配使用，无法获得令人满意的效果。
比较对比例4与对比例6的数据，能发现二氧化硅的消光效果要优于其它光扩散剂，并且对透光率的影响小于其它光扩散剂。
由实施例1～5与对比例7可以看出，相比普通BOPA膜，实施例1～5大幅提高了雾度、降低了光泽度，透光率仅受很小的影响，效果十分明显，同时薄膜拉伸强度仅些许下降。
综上所述，实施例1～5与对比例1～7相比，实施例1～5具有高透光率(≥80％)、高雾度(≥80％)、低光泽度(≤10％)，达到很好的消光效果，保持良好的透光，并且能保持较好的机械强度，具有很高的实用价值。
上述实施例是本发明的具体实施例，仅仅是为了说明本发明所作的举例，但并不仅仅限定于上述的实施方式。相反，在不脱离本发明技术原理的基础上，该领域的技术人员可做出其他不同形式的变化和变动，这并不影响本发明的实质内容。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
尽管本文中较多地使用了诸如表层、芯层、脂肪族热塑性聚酯、消光层、光扩散剂、膜面等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，薄膜由第一表层、芯层和第二表层三层共挤双向拉伸而成，其中至少有两层为消光层；所述消光层包括以下组分：
脂肪族热塑性聚酯、光扩散剂以及尼龙；
所述脂肪族热塑性聚酯为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/丁二酸丁二酯、聚己二酸丁二酯、聚己内酯中的一种或多种；
所述第一表层和/或第二表层添加了质量分数为0～5％的防粘母料。
2.根据权利要求1所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述脂肪族热塑性聚酯在消光层中质量百分占比为5％～20％。
3.根据权利要求1或2所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述光扩散剂为二氧化硅，在消光层中质量百分占比为3％～6％。
4.根据权利要求3所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述二氧化硅粒径为3～5μm。
5.根据权利要求1所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述薄膜厚度为15～20μm，所述的第一表层和第二表层的厚度均为3～5μm。
6.根据权利要求1所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述防粘母料由质量百分占比1％～5％的爽滑剂、1％～10％的开口剂以及85％～98％的尼龙树脂组成。
7.根据权利要求6所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述爽滑剂由芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、有机硅油中的一种或多种组成。
8.根据权利要求6所述的双向拉伸消光尼龙薄膜，其特征在于，所述开口剂由二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、硅藻土、氧化铝、交联聚苯乙烯颗粒中的一种或多种组成。
9.一种根据权利要求1～8任一项所述的双向拉伸消光尼龙薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将防粘母料各组分别下料，熔融挤出造粒制得；
(2)将尼龙和光扩散剂下料，熔融挤出后造粒，然后与脂肪族热塑性聚酯按比例混合，经混料，封包后，制得消光层物料；
(3)将各层的原料分别混合得到的各层材料，依次通过熔融共挤、铸片、双向拉伸，即可制得所述双向拉伸消光尼龙薄膜。
10.一种包装材料，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的双向拉伸消光尼龙薄膜。
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