CN114987016A - 一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，从上到下依次由上表层、中间层与下表层组成，所述中间层的厚度占标签薄膜总厚度60％以上，所述上表层与下表层由以下组分组成，所述中间层为挺度控制层，所述上表层与下表层含有1‑5重量％抗粘连母料、0‑5重量％降解母料、余量为聚乙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚低分子低等规度聚丙烯中的一种或多种。
Description
技术领域
本发明属于薄膜技术领域，具体属于一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜。
背景技术
随着消费者审美观的改变和消费市场的升级，包装容器多被设计成异行。一些包装容器在正常的使用周期内会被频繁地挤压变形。这要求容器用标签足够的柔软，可以很好地适应异形容器的外形。由于PE薄膜足够柔软，广泛用于经常受挤压容器的标签。但是PE薄膜挺度不足，模切过程容易发生变形。
目前双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)最广泛用途之一是标签，贴附于包装容器的外部。在双向拉伸聚丙烯薄膜得生产工艺中，聚丙烯分子链会沿纵向和横向发生取向。取向后的聚丙烯大分子链排列整齐，更容易发生结晶行为，这导致薄膜的挺度比较大。高挺度的薄膜不容易贴附于异形的容器外部。并且由于高挺度的薄膜形变困难，用作经常受挤压容器的标签时，容易与容器之间发生分离或者脱落，所以针对标签薄膜在异形容器的应用，将标签薄膜的挺度控制在60～110 可以使标签薄膜既能具有足有个柔软度容易贴附于异形的容器外部，又能在模切过程不容易发生变形。
在以聚丙烯为主要原料的多层柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜的中加入α- 烯烃弹性体的技术已经有很多报道。在芯层加入α-烯烃弹性体或其他聚烯烃弹性体可以有效降低薄膜的挺度，提高薄膜的柔软性。这一结论已经得到广泛地认可。目前所用的α-烯烃弹性体或聚烯烃弹性体均是半结晶聚合物。在拉伸场作用下，少量的半结晶聚合物对薄膜内的聚丙烯结晶结构和结晶度影响有限，对薄膜的挺度影响较小。而且弹性体的加入到一定量时，会影响薄膜的透明度，降低产品质量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其挺度与柔性均衡，且薄膜透明度高，印刷性能优异，可以同时满足标签加工性和使用性的要求。
为了实现上述目的，本发明提供的发明为：提供的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，从上到下依次由上表层、中间层与下表层组成，所述中间层的厚度占标签薄膜总厚度60％以上，所述上表层与下表层由以下组分组成，所述中间层为挺度控制层，所述上表层与下表层含有1-5重量％抗粘连母料、0-5重量％降解母料、余量为聚乙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚低分子低等规度聚丙烯中的一种或多种。
优选的，所述挺度控制层包含0～3重量％爽滑母料、0-4重量％抗静电母料、0-3重量％降解母料，余量是聚丙烯与均聚低分子量低立构等规度聚丙烯的共混物。在挺度控制层中使用均聚低分子量低立构等规度聚丙烯时，相容性好，容易加工控制成品薄膜内不会发生明显的相分离行为，成品薄膜的结晶度也会比较低。这意味着均聚低分子量低立构等规度聚丙烯的使用不会严重影响薄膜的透明度。而采用大量加入弹性体来降低挺度的话对产品透明度将会受到影响，导致影响产品质量。
优选的，均聚低分子量低立构等规度聚丙烯是采用茂金属催化工艺制备的均聚聚丙烯，等规度小于60％，更为优选的等规度是20％-60％。。
优选的，所述挺度控制层从上到下由挺度层、柔性层、挺度层组成或由柔性层、挺度层、柔性层组成；所述柔性层包含有爽滑母料、抗静电母料、降解母料、低结晶度聚合物、热塑性弹性体，所述挺度层包含有爽滑母料、抗静电母料、降解母料、均聚等规聚丙烯。将挺度控制层分成挺度层、柔性层组成，可以通过控制挺度层、柔性层各层的厚度比例与层数来调整标签薄膜的挺度。
优选的，所述低结晶度聚合物包括有均聚等规聚丙烯、均聚低分子量低立构等规度聚丙烯中，所述热塑性弹性体包括有聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体。
优选的，所述柔性层包含有0-3重量％爽滑母料、0-4重量％抗静电母料、0-3重量％降解母料，余量是低结晶度聚合物或87-99重量％低结晶度聚合物、1-10重量％热塑性弹性体。
优选的，所述挺度层包含有0-3重量％爽滑母料、0-4重量％抗静电母料、0-3重量％降解母料，余量是均聚等规聚丙烯。
优选的，所述聚烯烃弹性体是指丙烯基弹性体和乙烯基弹性体，所述丙烯基弹性体是以丙烯与乙烯和其他α-烯烃的共聚物，优选的共聚单体为乙烯。共聚物中源于丙烯成分的含量不少于75％(摩尔)。所述的乙烯基弹性是乙烯和高级α烯烃的共聚物。
优选的，所述苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯与二烯烃的嵌段共聚物，所述的二烯烃是丁二烯、异戊二烯中的至少一种。
优选的，所述的苯乙烯类热塑性弹性体包括氢化苯乙烯类热塑性弹性体。所述苯乙烯类弹性体中苯乙烯单体含量10-60％(摩尔)，更为优选的为20％-40％(摩尔)。
优选的，所述降解母料是指可以促进聚烯烃降解的功能母粒，母料内包括有促进光氧降解成分、吸引微生物参与降解的成分中至少一种。
优选的，本发明的柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：厚片通过多组预热辊加热至设定温度，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-6倍；
第四步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至设定温度后后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为4-9倍；
第五步：牵引收卷：出横拉单元的多层结构薄膜进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第六步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
本发明的优点在于：通过加入的低结晶度聚合物和少量的热塑性弹性体或不加入热塑性弹性体，可以有效调节薄膜的聚集态结构，提高薄膜的透明度。与现有技术纯加入弹性体调整薄膜挺度的技术相比，本发明采用加入低结晶度聚合物，减少了弹性体使用或无弹性体使用，可以减少弹性体都薄膜透明度的影响，低结晶度聚合物与薄膜的其他材料相容性好，容易加工控制与后期废料降解。利用本发明方案制成的薄膜，其挺度与柔性均衡，薄膜透明度高，印刷性能优异，可以同时满足标签加工性和使用性的要求。通过在配方中加入可以促使聚烯烃材料降解得功能性母料，还可以加速废弃标签的降解过程，起到保护环境的作用。通过多层共挤技术，使某一特定层来提供挺度或者柔性，在生产中，可以通过调节层厚比例来快速调整薄膜的挺度和柔性。
具体实施方式
下面对本发明的发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种柔韧三层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层和一个夹在两个表层之间的中间层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，其包含97重量％的无规共聚聚丙烯，3重量％的抗粘连母料；
中间层，厚度66um，其包含77％重量均聚聚丙烯，20重量％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％抗静电母料；
下表层，上胶面，厚度2um，其包含98重量％的无规共聚聚丙烯，2重量％的抗粘连母料。
实施例2：
一种柔韧三层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层和一个夹在两个表层之间的中间层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，其包含66重量％无规共聚聚丙烯，30重量％的均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％的抗粘连母料，1重量％降解母料；
中间层，厚度66um，其包含76％均聚聚丙烯，30重量％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％降解母料；
下表层，上胶面，厚度2um，其包含86重量％无规共聚聚丙烯，10重量％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％降解母料。
实施例3：
一种柔韧三层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层和一个夹在两个表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，其包含76重量％无规共聚聚丙烯，10重量％聚乙烯，10重量％的均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％的抗粘连母料，1 重量％降解母料；
中间层，厚度66um，所用原料及其配比同实施例2的中间层；
下表层，上胶面，厚度66um，所用原料及其配比同实施例2的下表层；
实施例4：
一种柔韧三层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层和一个夹在两个表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，其包含50重量％无规共聚聚丙烯，36重量％聚乙烯，10重量％的均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％的抗粘连母料，1 重量％降解母粒；
中间层，厚度66um，所用原料及其配比同实施例2的中间层；
下表层，上胶面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例2下表层；
实施例5：
一种柔韧三层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层和一个夹在两个表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，其包含66重量％聚乙烯，30重量％的均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％的抗粘连母料，1重量％的降解母料；
中间层，厚度66um，所用原料及其配比同实施例2的中间层；
下表层，上胶面，厚度2um，其包含70重量％的无规共聚聚丙烯，26重量％聚烯烃弹性体，2重量％的抗粘连母料1重量％的降解母料；
实施例6：
一种柔韧五层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层、两个次外表层和一个夹在两个次外表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例5的上表层；
次上表层，提供弹性，厚度15um，其包含面77重量％无规共聚聚丙烯，20重量％聚烯烃弹性体，2重量％抗静电母料，1重量％降解母料；
中间层，厚度36um，提供挺度，其包含96重量％均聚聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％降解母料；
次下表层，提供弹性，厚度15um，其包含面77重量％无规共聚聚丙烯，20重量％聚烯烃弹性体，2重量％抗静电母料，1重量％降解母料；
下表层，上胶面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例5的下表层；
实施例7：
一种柔韧五层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层、两个次外表层和一个夹在两个次外表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度1-3um，所用原料及其配比同实施例2的上表层；
次上表层，提供挺度，厚度1-50um，其包含面87重量％均聚聚丙烯，10重量％聚烯烃弹性体，3重量％抗静电母料；
中间层，厚度10um-60um，提供柔性，其包含87重量％无规共聚聚丙烯，10重量％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％抗静电母料；
次下表层，提供挺度，厚度1-50um，其包含面87重量％聚烯烃弹性体，10重量％聚烯烃弹性体，3重量％抗静电母料；
下表层，上胶面，厚度1-3um，所用原料及其配比同实施例2的下表层；
实施例8：
一种柔韧五层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层、两个次外表层和一个夹在两个次外表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例5的上表层；
次上表层，提供柔性，厚度18um，其包含面86重量％无规共聚聚丙烯，10重量％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％抗静电母料；
中间层，厚度30，提供挺度，其包含96重量％均聚聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％降解母粒；
次下表层，提供柔性，厚度18um，其包含面86重量％无规共聚聚丙烯，10重量％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％抗静电母料；下表层，上胶面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例5的下表层。
实施例9：
一种柔韧五层共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层、两个次外表层和一个夹在两个次外表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例5的上表层；
次上表层，提供柔性，厚度14um，其包含面86重量％无规共聚聚丙烯，10重量％苯乙烯类弹性体，3重量％抗静电母料，1重量％降解母料；
中间层，厚度38um，提供挺度，其包含96重量％均聚聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％降解母粒；
次下表层，提供柔性，厚度14um，其包含面86重量％无规共聚聚丙烯，10重量％苯乙烯类弹性体，3重量％抗静电母料，1重量％降解母料；
下表层，上胶面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例5的下表层；
实施例10：
一种共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层、两个次外表层和一个夹在两个次外表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例1上表层；
中间层，厚度66um，提供挺度，其包含96重量％均聚聚丙烯，3重量％抗静电母料，1重量％降解母粒。
下表层，上胶面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例1下表层；
实施例11：
一种共挤双向拉伸标签薄膜，其主体结构包括两个外表层、两个次外表层和一个夹在两个次外表层之间的内表层，其中：
上表层，印刷面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例1上表层；
中间层，厚度66um，提供挺度，其包含66重量％均聚聚丙烯，30重量％聚烯烃弹性体，3重量％抗静电母料，1重量％降解母粒。
下表层，上胶面，厚度2um，所用原料及其配比同实施例1下表层；
实施例12：
本发明所述的多层柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜是采用双向拉伸工艺制备的，具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：厚片通过多组预热辊加热至设定温度，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-6倍；
第四步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至设定温度后后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为4-9倍；
第五步：牵引收卷：出横拉单元的多层结构薄膜进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第六步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷。
根据以上实施例，本发明对实施例1～11进行了一系列的检测，具体见如下表1 与表2。
表1：实施例1～11配方
表2实施例1～11弯曲挺度测试数据
薄膜的挺度可以利用挺度仪测量。薄膜的杨氏模量、屈服强度在一定程度上能够均可以反应出薄膜的柔性。杨氏模量和屈服强度越小，说明薄膜的柔性越好。这些结论只可以用作参考。本发明中测量样品的弯曲挺度来表征薄膜的挺度。测量方法参照GBT 23144-2008，具体数据参照表2，表中数据是薄膜下线检测数据的平均值。在经过长时间的时效处理后，由于聚集态微观结构的变化，薄膜的挺度会有所变化。
在3层结构时，从实施例1、10、11数据中可以得出，添加聚烯烃弹性体时的实施例11与不添加聚烯烃弹性体实施例10相比，挺度降低了，但是在厚度相同、层数均为3层时，添加了均聚低分子量低立构等规度聚丙烯的实施例1对挺度的降低比添加聚烯烃弹性体时的实施例10对挺度的降低更为明显，效果更为突出。
在5层结构时，从实施例8与9的数据对比同样可以得出，实施例8的次上表层与次下表层采用添加10％均聚低分子量低立构等规度聚丙烯来降低挺度，实施例9采用添加10％苯乙烯类弹性体来降低挺度，其测试结果同样是采用均聚低分子量低立构等规度聚丙烯的实施例8对挺度的降低更明显些。
另外，加入弹性体虽然可以降低挺度，但是弹性体的加入到一定量时，会影响薄膜的透明度，降低产品质量。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，从上到下依次由上表层、中间层与下表层组成，所述中间层的厚度占标签薄膜总厚度60％以上，所述上表层与下表层由以下组分组成，所述中间层为挺度控制层，所述上表层与下表层含有1-5重量％抗粘连母料、0-5重量％降解母料、余量为聚乙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚低分子低等规度聚丙烯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述挺度控制层包含0～3重量％爽滑母料、0-4重量％抗静电母料、0-3重量％降解母料，余量是聚丙烯与均聚低分子量低立构等规度聚丙烯的共混物。
3.根据权利要求2所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述均聚低分子量低立构等规度聚丙烯是采用茂金属催化工艺制备的均聚聚丙烯，等规度20％-60％。
4.根据权利要求1所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述挺度控制层从上到下由挺度层、柔性层、挺度层组成或由柔性层、挺度层、柔性层组成；所述柔性层包含有爽滑母料、抗静电母料、降解母料、低结晶度聚合物、热塑性弹性体，所述挺度层包含有爽滑母料、抗静电母料、降解母料、均聚等规聚丙烯。
5.根据权利要求4所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述低结晶度聚合物包括有均聚等规聚丙烯、均聚低分子量低立构等规度聚丙烯中，所述热塑性弹性体包括有聚烯烃弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体。
6.根据权利要求4所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述柔性层包含有0-3重量％爽滑母料、0-4重量％抗静电母料、0-3重量％降解母料，余量是低结晶度聚合物或87-99重量％低结晶度聚合物、1-10重量％热塑性弹性体。
7.根据权利要求4所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述挺度层包含有0-3重量％爽滑母料、0-4重量％抗静电母料、0-3重量％降解母料，余量是均聚等规聚丙烯。
8.根据权利要求5所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述聚烯烃弹性体是指丙烯基弹性体和乙烯基弹性体，所述丙烯基弹性体是以丙烯与乙烯和其他α-烯烃的共聚物，所述的乙烯基弹性是乙烯和高级α烯烃的共聚物。
9.根据权利要求5所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述苯乙烯类热塑性弹性体是苯乙烯与二烯烃的嵌段共聚物，所述的二烯烃是丁二烯、异戊二烯中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的一种柔韧多层共挤双向拉伸标签薄膜，其特征在于，所述的苯乙烯类热塑性弹性体包括氢化苯乙烯类热塑性弹性体。
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