CN118144393A - 一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜及其制备方法和应用,属于功能型聚丙烯薄膜技术领域。本发明的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,包括依次设置的支撑层、连接层、印刷层和阻隔层;支撑层包括≥99 wt%聚丙烯;连接层和印刷层之间可层间剥离,连接层与印刷层的层间结合力为1‑5 N/15mm;连接层由丙烯‑乙烯共聚物组成,其乙烯的含量为1‑10 mol%;印刷层由乙烯‑乙烯醇共聚物组成,其乙烯的含量为44‑48 mol%;阻隔层由乙烯‑双环庚烯共聚物组成,其乙烯的含量为20‑37 mol%。本发明的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,应用于纸塑覆膜后,薄膜能够进行层间剥离,剥离后薄膜部分回收再利用,达到减塑效果;而在印刷纸制品上保留的薄膜表面张力高,具有优异的阻氧和阻湿性能。
Description
技术领域
本发明涉及功能型聚丙烯薄膜技术领域,特别是涉及一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
传统的纸塑覆膜加工是在印刷纸制品的表面通过涂布粘合剂(例如胶水)的方式复合一层12-20 μm厚的双向拉伸聚丙烯薄膜。双向拉伸聚丙烯薄膜经过电晕处理后,表面张力一般为38-40 mN/m;但在纸塑覆膜加工过程中,由于加工过程需要进行热压复合(其热压温度一般为100-120 ℃),热压复合导致了双向拉伸聚丙烯薄膜的非复合面的表面张力由原来的38-40 mN/m下降到34-35 mN/m,导致纸塑覆膜加工后,在双向拉伸聚丙烯薄膜的非复合面上进行印刷加工(例如常见的UV印刷、喷墨打码等)的难度加大。
乙烯-乙烯醇共聚物含有大量的羟基,乙烯-乙烯醇共聚物的表面张力无需经过电晕处理也能达到50 mN/m,且其表面张力不会因受热而导致下降,使得乙烯-乙烯醇共聚物具有优异的印刷性能。另外,由于羟基具有吸水性,而乙烯-乙烯醇共聚物含有大量的羟基,使得乙烯-乙烯醇共聚物的表面容易形成一层水分子层,减少了静电的产生,防止静电吸尘。然而,乙烯-乙烯醇共聚物具有一定的吸湿性,如果在高湿度的环境下,其阻氧和阻湿性能均不如聚丙烯。当乙烯-乙烯醇共聚物用于薄膜中并用于纸塑覆膜后,在高湿度的环境下,薄膜的阻氧和阻湿性能不足,从而导致薄膜覆盖的印刷纸制品得不到有效保护。因此,如何利用乙烯-乙烯醇共聚物的高表面张力,同时规避其在高湿度环境下的阻氧和阻湿性能不足是纸塑覆膜行业的难点。
发明内容
基于此,本发明的目的在于,提供一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其应用于纸塑覆膜后,薄膜能够进行层间剥离,使部分薄膜能够进行回收再利用,达到减塑效果;而在印刷纸制品上保留的薄膜的表面张力高,具有优异的印刷性能,且保留的薄膜具有优异的阻氧和阻湿性能,使得印刷纸制品获得优异的防潮性能和防止油墨氧化变色性能。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,包括依次设置的支撑层、连接层、印刷层和阻隔层;所述支撑层包括≥99 wt%聚丙烯;所述连接层和所述印刷层之间可层间剥离,所述连接层与所述印刷层的层间结合力为1-5 N/15mm;所述连接层由丙烯-乙烯共聚物组成,所述丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量为1-10 mol%;所述印刷层由乙烯-乙烯醇共聚物组成,所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量为44-48 mol%;所述阻隔层由乙烯-双环庚烯共聚物组成,所述乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯的含量为20-37 mol%。
本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,通过对所述支撑层、所述连接层、所述印刷层和所述阻隔层的组分进行设计,保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产制造时的顺畅性,同时保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜与印刷纸制品进行纸塑复合后,所述连接层和所述印刷层之间能够剥离,使所述印刷层和所述阻隔层保留在印刷纸制品表面,提供优异的易印刷性能以及优异的阻氧和阻湿性能;而剥离下来的部分薄膜则进行回收利用。
当所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑复合时,利用纸塑复合技术(例如粘合剂或热熔胶)使所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的所述阻隔层与印刷纸制品紧密粘合后,将所述连接层和所述印刷层层间剥离,使所述印刷层和所述阻隔层保留在印刷纸制品表面。其中,所述印刷层作为纸塑复合后的复合材料的表层,借助于乙烯-乙烯醇共聚物的高表面张力降低在所述印刷层的表面进行印刷加工的难度,使其具有易印刷性能;所述阻隔层作为纸塑复合后的复合材料的次表层,利用所述阻隔层中的乙烯-双环庚烯共聚物优异的阻氧和阻湿性能弥补所述印刷层中的乙烯-乙烯醇共聚物在阻氧和阻湿性能的不足,使得被覆盖的印刷纸制品获得优异的防潮性能和防止印刷纸制品上的油墨氧化变色性能。而剥离下来的薄膜部分(包含“支撑层-连接层”的一体结构)则回收进行二次利用。因此,本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,用于纸塑覆膜后,能够减少在印刷纸制品表面的塑料使用量,达到减塑、环保的效果;而在印刷纸制品上保留的薄膜的表面张力高,具有优异的印刷性能,且保留的薄膜具有优异的阻氧和阻湿性能,使得印刷纸制品获得优异的防潮性能和防止印刷纸制品上的油墨氧化变色性能。
本发明的所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中,所述支撑层包括不低于99 wt%的聚丙烯,使得所述支撑层为整个所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产和使用过程中提供良好的力学性能,防止因力学性能不足导致薄膜无法顺利生产或者薄膜无法正常应用于纸塑覆膜。所述连接层采用由丙烯和乙烯两种单体共聚组成的丙烯-乙烯共聚物,使得所述连接层能够与所述支撑层稳定粘合,同时保证所述连接层能够与所述印刷层粘合且防止所述连接层与所述印刷层在生产过程中出现分层的问题,起到临时连接所述支撑层和所述印刷层的作用;所述印刷层采用由乙烯和乙烯醇两种单体共聚组成的乙烯-乙烯醇共聚物,所述乙烯-乙烯醇共聚物的表面张力高,具有非常优异印刷性能,当所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜与印刷纸制品进行纸塑复合且将所述连接层和所述印刷层层间剥离后,所述印刷层作为纸塑复合后的复合材料的表层,起着提高印刷性能的作用;且所述乙烯-乙烯醇共聚物的化学结构中含有大量的羟基,使所述印刷层具有较好的除静电性能,防止纸屑粉尘(特别是在纸塑覆膜加工过程中会产生大量的纸屑粉尘)粘附在所述印刷层表面。所述阻隔层采用乙烯和双环庚烯两种单体共聚组成的乙烯-双环庚烯共聚物,所述乙烯-双环庚烯共聚物具有非常优异的水蒸气阻隔性能,当所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜与印刷纸制品进行纸塑复合且将所述连接层和所述印刷层层间剥离后,所述乙烯-双环庚烯共聚物能够防止水蒸气渗透到印刷纸制品内影响印刷纸制品的力学性能,同时所述乙烯-双环庚烯共聚物也具有非常优异的氧气阻隔性能,能够防止印刷纸制品上的油墨氧化变色。
本发明的所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,充分考虑到薄膜在制造过程中所述连接层与所述印刷层能够相互粘合不分层,以及薄膜用于纸塑覆膜加工后所述连接层与所述印刷层可层间剥离之间的平衡,通过对各层组分的协同设计,使所述连接层与所述印刷层的层间结合力为1-5 N/15mm,且所述支撑层与所述连接层的层间结合力远大于所述连接层与所述印刷层的层间结合力、所述阻隔层与所述印刷层的层间结合力远大于所述连接层与所述印刷层的层间结合力,既保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产时各薄膜层之间能够相互粘合防止分层,又能保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜后所述连接层与所述印刷层之间可层间剥离,充分实现所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产时不分层以及用于纸塑覆膜时所述连接层与所述印刷层可层间剥离之间的结合力性能平衡。其中,一方面,本发明对所述连接层和所述印刷层进行协同设计,设计所述连接层中所述丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量为1-10 mol%,并设计所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量为44-48 mol%,使得所述印刷层与所述连接层之间的层间结合力为1-5 N/15mm,既保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产制造过程中所述连接层和所述印刷层能够相互粘合不出现分层的问题,保证生产顺畅性;又保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜后,施加较小作用力即可将所述连接层和所述印刷层层间剥离。若所述连接层中所述丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量低于1 mol%,和/或所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量低于44 mol%,所述连接层与所述印刷层的层间结合力低于1 N/15mm,所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产时所述连接层和印刷层之间容易出现分层,薄膜无法顺畅生产;若所述连接层中所述丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量高于10 mol%,和/或所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量高于48 mol%,所述连接层与所述印刷层的层间结合力高于5 N/15mm,所述连接层与所述印刷层存在剥离困难。另外,所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量为44-48 mol%,即乙烯醇的含量为52-56 mol%,若所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量低于44 mol%,即乙烯醇的含量过高导致羟基含量过高,所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中的所述印刷层容易在双向拉伸过程中因分子链间氢键作用力过大而导致出现拉伸裂纹;若所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量高于48 mol%,即乙烯醇的含量过低导致羟基含量变少,导致所述印刷层的表面张力下降,影响所述印刷层的印刷性能。另一方面,本发明对所述支撑层和所述印刷层进行协同设计,设计所述支撑层中聚丙烯的含量≥99 wt%,并设计所述连接层中所述丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量为1-10 mol%,即丙烯的含量为90-99mol%,根据本领域的技术常识可知,所述连接层中丙烯的含量≥90 mol%,使得所述支撑层与所述连接层之间具有足够的层间结合力,是无法层间剥离的,保证所述支撑层与所述连接层的层间结合力远大于所述连接层与所述印刷层的层间结合力,保证生产时所述支撑层与所述连接层能够稳定粘合,同时所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜后,在剥离时所述支撑层与所述连接层能够一体与所述印刷层和阻隔层分离,以便于一体将所述支撑层和所述连接层回收进行二次利用,实现减塑、环保的效果。再一方面,本发明对所述印刷层和所述阻隔层进行协同设计,设计所述印刷层中所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量为44-48 mol%,并设计所述阻隔层中所述乙烯-双环庚烯共聚物乙烯的含量为20-37mol%,保证所述印刷层与所述阻隔层的层间结合力远大于所述连接层与所述印刷层的层间结合力,保证生产时所述印刷层与所述阻隔层能够稳定粘合,同时所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑复合后,当所述连接层与所述印刷层层间剥离后,所述印刷层能够稳定粘合在所述阻隔层上,使所述印刷层和所述阻隔层一同保留在印刷纸制品表面。所述阻隔层中所述乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯的含量为20-37 mol%,即双环庚烯的含量为63-80mol%,若所述阻隔层中所述乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯含量过低,会降低所述印刷层和所述阻隔层的层间结合力;若所述阻隔层中所述乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯含量过高,即双环庚烯的含量过低,会降低所述阻隔层的阻氧和阻湿性能,无法有效弥补所述乙烯-乙烯醇共聚物在阻氧和阻湿性能方面的不足。
本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,通过对各层组分的协同设计,既保证薄膜在制造过程中所述连接层与所述印刷层能够相互粘合不分层,又保证薄膜用于纸塑复合后所述连接层与所述印刷层可层间剥离。本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,在纸塑复合时,对所述阻隔层表面涂布粘合剂,使得所述阻隔层与印刷纸制品的结合力远大于所述印刷层与所述连接层的层间结合力,通过剥离设备,把所述支撑层和所述连接层的一体结构与所述印刷层进行层间剥离并进行回收再利用。本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,用于纸塑复合后,既利用乙烯-乙烯醇共聚物的高表面张力,又通过所述阻隔层中的乙烯-双环庚烯共聚物规避所述乙烯-乙烯醇共聚物在高湿度环境下的阻氧和阻湿性能不足的问题。
进一步地,所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中,所述支撑层的厚度为8-10 μm;所述连接层的厚度为1-2 μm;所述印刷层的厚度为1-2 μm;所述阻隔层的厚度为1-2 μm。所述支撑层的厚度设置为8-10 μm,能够使所述支撑层具有足够的厚度为整个所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在生产和使用过程中提供良好的力学性能,若所述支撑层的厚度低于8 μm,薄膜在生产过程中容易破膜,导致生产不顺畅;若所述支撑层的厚度高于10 μm,可能导致成本偏高。另外,基于成本和结合力的考虑,所述连接层、所述印刷层、所述阻隔层的厚度均设置为1-2 μm。
作为上述方案的一种改进,所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜还包括热熔胶层、消光层;所述热熔胶层设置在所述阻隔层的表面,所述热熔胶层由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组成,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙烯的含量为65-85 mol%;所述消光层设置在所述支撑层的表面,所述消光层包括42-50 wt%高密度聚乙烯和50-58 wt%无规聚丙烯;所述热熔胶层的厚度为2-10 μm;所述消光层的厚度为1.5-4 μm。
为了简化上述方案中四层结构的所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜与印刷纸制品的纸塑复合工艺,本发明将所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜进一步设置成六层结构。通过在所述阻隔层上远离所述印刷层的表面上设置所述热熔胶层,使所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜能够通过所述热熔胶层直接与印刷纸制品的印刷表面复合,简化复合工序(例如简化上述四层结构的薄膜在阻隔层表面涂布粘合剂再进行纸塑覆膜的工序)。所述热熔胶层采用由乙烯和醋酸乙烯酯两种单体共聚组成的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙烯的含量为65-85 mol%(即醋酸乙烯酯的含量为15-35 mol%),一方面所述热熔胶层能够与所述阻隔层稳定粘合,保证所述阻隔层与所述热熔胶层的层间结合力远大于所述印刷层与所述连接层的层间结合力,另一方面所述热熔胶层又能在纸塑复合时与印刷纸制品稳定粘合,从而以便于所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜并将所述连接层和所述印刷层层间剥离后,所述印刷层、所述阻隔层和所述热熔胶层能够保留在印刷纸制品表面保护印刷纸制品,而剥离出的薄膜部分(即“消光层-支撑层-连接层”的一体结构)则回收进行二次利用。所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙烯的含量不低于65mol%,防止所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔点过低导致难以加工;乙烯的含量不高于85mol%,防止醋酸乙烯酯的含量过低导致所述热熔胶层与印刷纸制品的粘合力不足。所述热熔胶层的厚度要求不低于2 μm,如果低于2 μm,层厚过低,粘接力不足,导致所述热熔胶层容易从印刷纸制品表面剥离,达不到覆膜要求;如果所述热熔胶层的厚度高于10 μm,不但成本高昂,而且达不到减塑效果。
在设置所述热熔胶层的基础上,本发明设置消光层的目的是通过所述消光层的凹凸不平的形貌,减少薄膜本身在收卷或解卷过程中与所述热熔胶层的接触面积来降低常温粘合力,达到收卷和解卷顺畅的目的。由于所述热熔胶层在常温下有一定的粘合力,尤其是为了提高所述热熔胶层与印刷纸制品的粘合性能,通常需在所述热熔胶层的表面进行电晕处理来增加所述热熔胶层的粘合性能。而所述热熔胶层的粘接力过大容易导致所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在制造过程中,特别是在薄膜收卷和解卷的过程中,出现难以收卷和解卷的问题。因此,本发明在所述支撑层的表面设置消光层,以使所述热熔胶层作为薄膜的一个外表面,所述消光层作为薄膜的一个外表面。所述消光层采用42-50 wt%高密度聚乙烯和50-58 wt%无规聚丙烯,两者均匀共混后能够形成凹凸不平的形貌,通过所述消光层的凹凸不平的形貌,减少薄膜在收卷或解卷过程中与所述热熔胶层的接触面积来降低常温粘合力,达到收卷和解卷顺畅的目的。由于生产薄膜的横幅一般在8米以上,所述消光层的厚度若低于1.5 μm,容易导致薄膜两侧消光不均,如果高于4 μm,会导致挤出机负载过大,容易发生电机故障。
作为一种优选的方案,所述支撑层中,所述聚丙烯为等规聚丙烯,所述等规聚丙烯的等规度为95-99 %,熔融指数为2-4 g/10min(测试条件:230 ℃,2.16 kg),密度为:0.905g/cm3。采用上述等规度、熔融指数、密度的聚丙烯,有利于保证薄膜整体优良的力学性能。
作为一种优选的方案,所述支撑层还包括0.1-1 wt%抗静电剂。本发明通过在所述支撑层中加入抗静电剂改善薄膜性能,若所述支撑层中所述抗静电剂的含量低于0.1 wt%,起不到抗静电效果,薄膜在生产过程中容易吸尘,导致污染薄膜;若所述支撑层中所述抗静电剂的含量高于1 wt%,抗静电剂过多容易析出到薄膜表面,使薄膜表面容易产生一层油脂状物质,容易影响薄膜与印刷纸制品的粘合牢度,同时在制膜过程中基于抗静电剂的部分降解,容易引起生产烟雾,影响生产顺畅性。优选的,所述抗静电剂为丙三醇单油酸酯。
作为一种优选的方案,所述连接层中,所述丙烯-乙烯共聚物的熔融指数为3-10g/10min(测试条件:230 ℃,2.16 kg)。采用上述熔融指数的丙烯-乙烯共聚物,有利于保证薄膜在制造过程中所述连接层和印刷层能够相互粘合不出现分层的问题,保证生产顺畅性;同时又使得所述连接层与支撑层的层间结合力远大于所述连接层与所示印刷层的层间结合力。
作为一种优选的方案,所述印刷层中,所述乙烯-乙烯醇共聚物的熔点为160-165℃。若所述乙烯-乙烯醇共聚物的熔点高于165 ℃,在双向拉伸工艺的拉伸温度下,容易出现乙烯-乙烯醇共聚物不能有效软化导致所述印刷层出现拉伸裂纹;若所述乙烯-乙烯醇的熔点低于160 ℃,所述乙烯-乙烯醇共聚物的刚性下降,在导致覆膜且所述连接层和所述印刷层层间剥离后,所述印刷层因位于印刷纸制品的表面,容易擦伤,影响覆膜外观。
作为一种优选的方案,所述阻隔层中,所述乙烯-双环庚烯共聚物的玻璃化转变温度为65-158 ℃。若所述乙烯-双环庚烯共聚物的玻璃化转变温度高于158 ℃,在双向拉伸工艺的拉伸温度下,所述乙烯-双环庚烯共聚物不能有效软化导致所述阻隔层出现拉伸裂纹;若所述乙烯-双环庚烯共聚物的玻璃化转变温度低于65 ℃,所述阻隔层在生产和复合过程中表面过软,容易擦伤,导致外观异常。
作为一种优选的方案,所述热熔胶层中,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为3-25 g/10min(测试条件:190 ℃,2.16 kg)。选择上述熔融指数的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物能够使热熔胶层分别与所述阻隔层、印刷纸制品稳固粘合。
作为一种优选的方案,所述消光层中,所述高密度聚乙烯的熔融指数为9 g/10min(测试条件:190 ℃,21.6 kg);所述无规聚丙烯的熔融指数为8 g/10min(测试条件:230℃,2.16 kg)。所述消光层采用高密度聚乙烯和无规聚丙烯经双螺杆挤出机共混挤出而成,选择上述熔融指数的所述高密度聚乙烯和所述无规聚丙烯,能够在生产时混合均匀,形成均匀的凹凸不平的表面。
本发明还提供一种上述任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的制备方法,包括以下步骤:将经过筛选的各层原料分别按设计配方预混,搅拌均匀,经称量计算投入的比例后,送入各个挤出机,并在挤出机挤出工序中塑化成熔体,熔体通过管道输送和过滤器过滤,经流道分配到模头进行共挤出,之后熔体通过激冷辊的骤冷工序形成厚片,厚片经过双向拉伸工序形成薄膜,其中双向拉伸工序可以是先纵向拉伸后横向拉伸的分步双向拉伸工艺,也可以是纵横向同步拉伸的同步双向拉伸工艺;薄膜经冷却、两边修边、牵引测厚、电晕和收卷后得到薄膜母卷,薄膜母卷经过时效分切工序后,最终形成薄膜成品。
本发明还提供上述任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在纸塑覆膜中的应用,将所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜复合在印刷纸制品表面,并将所述连接层和所述印刷层层间剥离,使所述印刷层和所述阻隔层保留在印刷纸制品表面,剥离的薄膜部分则回收利用,所述印刷层的表面张力为49-51 mN/m。
作为一种具体的方案,当所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜为四层结构时,即所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜包括依次设置的支撑层、连接层、印刷层和阻隔层,且用于纸塑复合时:在所述阻隔层的表面涂布粘合剂,所述粘合剂可采用油性胶水或水性胶水,然后经过80-120 ℃和10-14 MPa加工条件下与印刷纸制品的印刷面复合;复合后,把所述连接层和所述印刷层层间剥离,即把“所述支撑层-所述连接层”一体结构与“所述印刷层-所述阻隔层-粘合剂层-印刷纸制品”一体结构进行层间剥离,使剥离的薄膜部分即“所述支撑层-所述连接层”一体结构回收二次利用,而所述印刷层和所述阻隔层则留在印刷纸制品表面。其中,所述印刷层作为纸塑复合后的复合材料的表层,具有易印刷性能,能够在所述印刷层的表面能够进行印刷加工(例如UV印刷、喷墨打码和烫金应用等后加工印刷工艺);同时,所述阻隔层作为纸塑复合后的复合材料的次表层,能够防止水蒸气透过影响印刷纸制品的力学强度,同时防止氧气透过影响印刷纸制品上的油墨氧化变色,使得纸塑复合后的复合材料获得优异的阻氧和阻湿性能。
作为另一种具体的方案,当所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜为六层结构时,即所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜包括依次设置的消光层、支撑层、连接层、印刷层、阻隔层和热熔胶层,且用于纸塑覆膜时:使所述热熔胶层经过100-120 ℃和10-14 MPa加工条件下与印刷纸制品的印刷面复合;复合后,从复合后的印刷纸制品表面将所述连接层和所述印刷层层间剥离,即把“所述消光层-所述支撑层-所述连接层”一体结构与“所述印刷层-所述阻隔层-所述热熔胶层和印刷纸制品”一体结构进行层间剥离,使剥离的薄膜部分即“所述消光层-所述支撑层-所述连接层”一体结构回收二次利用,而所述印刷层、所述阻隔层和所述热熔胶层留在印刷纸制品表面。其中,所述印刷层作为纸塑复合后的复合材料的表层,具有易印刷性能,能够在所述印刷层的表面能够进行印刷加工(例如UV印刷、喷墨打码和烫金应用等后加工印刷工艺);同时,所述阻隔层作为纸塑复合后的复合材料的次表层,能够防止水蒸气透过影响印刷纸制品的力学强度,同时防止氧气透过影响印刷纸制品上的油墨氧化变色,使得纸塑复合后的复合材料获得优异的阻氧和阻湿性能。
本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜后,具有以下三个方面的优点:
(1)纸塑覆膜后,印刷纸制品上保留的薄膜表层(即所述印刷层)的表面张力高,具有易印刷性能;
(2)纸塑覆膜后,印刷纸制品上保留的薄膜次表层(即所述阻隔层)具有优异的阻氧和阻湿性能,能够弥补所述印刷层中的所述乙烯-乙烯醇共聚物在阻氧和阻湿性能方面的不足,使得印刷纸制品获得优异的防潮性能和防止油墨氧化变色性能;
(3)纸塑覆膜后,剥离下来的薄膜能作为单一材料回收再利用,达到减塑效果。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的四层结构示意图;
图2为图1的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜的示意图;
图3为本发明一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的六层结构示意图;
图4为图3的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜的示意图;
图5为本发明一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的生产工艺流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面地描述。但是本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限制于本文所描述的实施例。
作为本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的一种实施方式,请参阅图1,其为四层结构,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4,连接层2与印刷层3可层间剥离。
其中各层的主要成分如下:
支撑层1:≥99 wt%等规聚丙烯;
连接层2:100 wt%丙烯-乙烯共聚物;
印刷层3:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物;
阻隔层4:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物。
本发明四层结构的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的具体的应用方法:
请参阅图2,根据本领域公知常识,印刷纸制品7包括纸张层71以及设置在纸张层71上的油墨层72;在阻隔层4的表面涂布粘合剂(用于形成粘合剂层8),如常用的油性胶水和水性胶水,接着通过烘箱烘干胶水的表面,通过热压辊的压力(约为10-14 MPa)和温度(约为100-120 ℃)使得所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的阻隔层4与印刷纸制品7的油墨层72紧密的粘合在一起,最后通过在线剥膜装置,从复合后的印刷纸制品7上把薄膜的连接层2和印刷层3进行层间剥离,即将“支撑层1-连接层2”一体结构与“印刷层3-阻隔层4-粘合剂层8-印刷纸制品7(油墨层72-纸张层71)”一体结构进行分离,将剥离的薄膜部分即“支撑层1-连接层2”一体结构回收二次利用,而印刷层3、阻隔层4和粘合剂层8留在印刷纸制品7表面;其中,印刷层3作为纸塑复合后的复合材料的表层具有易印刷性能,起着提升后加工印刷性能和防止灰尘吸附作用,无需电晕处理即可在印刷层3表面进行后加工印刷(例如UV印刷、喷墨打码和烫金应用等后加工印刷工艺),形成后加工印刷油墨层9;阻隔层4作为纸塑复合后的复合材料的次表层起着防止印刷纸制品7的油墨层72氧化和防止印刷纸制品7受潮的作用。
为了简化上述涂布粘合剂工序,作为本发明的另一种实施方式,请参阅图3,其为本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的六层结构示意图,包括依次设置的消光层6、支撑层1、连接层2、印刷层3、阻隔层4和热熔胶层5,连接层2与印刷层3可层间剥离。
其中各层的主要成分如下:
消光层6:42-50 wt%高密度聚乙烯和50-58 wt%无规聚丙烯;
支撑层1:≥99 wt%等规聚丙烯;
连接层2:100 wt%丙烯-乙烯共聚物;
印刷层3:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物;
阻隔层4:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物;
热熔胶层5:100 wt%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
本发明六层种结构的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的具体的应用方法:请参阅图4,通过热压辊的压力(约为10-14 MPa)和温度(约为100-120 ℃)使得薄膜的热熔胶层5与印刷纸制品7的油墨层72紧密的粘合在一起,最后通过在线剥膜装置,从复合后的印刷纸制品7上把薄膜的连接层2和印刷层3进行层间剥离,即将“消光层6-支撑层1-连接层2”一体结构与“印刷层3-阻隔层4-热熔胶层5-印刷纸制品7(油墨层72-纸张层71)”一体结构进行分离,将剥离的薄膜部分即“消光层6-支撑层1-连接层2”一体结构回收二次利用,印刷层3、阻隔层4和热熔胶层5留在印刷纸制品7表面;其中,印刷层3作为纸塑复合后的复合材料的表层具有易印刷性能,起着提升后加工印刷性能和防止灰尘吸附作用,无需电晕处理即可在印刷层3表面进行后加工印刷(例如UV印刷、喷墨打码和烫金应用等后加工印刷工艺),形成后加工印刷油墨层9;阻隔层4作为纸塑复合后的复合材料的次表层起着防止印刷纸制品7的油墨层72氧化和防止印刷纸制品7受潮的作用。
本发明所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,可采用双向拉伸成膜工艺、流延成膜工艺和吹塑成膜工艺,优先选择双向拉伸成膜工艺。
请参阅图5,A为原料,B为熔体,C为厚片,D为薄膜母卷,E为薄膜成品,F为挤出机挤出工序,G为骤冷工序,H为双向拉伸工序,I为电晕-收卷工序,J为时效分切工序。
具体生产工艺流程如下:将经过筛选的各层原料A按设计配方预混,搅拌均匀,经称量计算投入的比例后,送入各个挤出机,并在挤出机挤出工序F中塑化成熔体B,熔体通过管道输送和过滤器过滤,经流道分配到模头进行共挤出,之后熔体B通过激冷辊的骤冷工序G形成厚片C,厚片C经过双向拉伸工序H形成薄膜,其中双向拉伸工序可以是先纵向拉伸后横向拉伸的分步双向拉伸工艺,也可以是纵横向同步拉伸的同步双向拉伸工艺。薄膜经冷却、两边修边、牵引测厚、电晕-收卷工序I后得到薄膜母卷D,薄膜母卷D经过时效分切工序J后,最终形成薄膜成品E。
上述方法使用的挤出机、流道、管道、过滤器、模头的温度控制在230-260 ℃,骤冷温度控制在25-40 ℃,在分步拉伸工艺中,纵向和横向拉伸的工艺温度控制在60-180 ℃,纵向拉伸比控制在4.0-6.0倍,横向拉伸比控制在7.0-10.0倍;在同步拉伸工艺中,纵向和横向拉伸的工艺温度控制在150-180 ℃,纵向拉伸比控制在4.0-10.0倍,横向拉伸比控制在4.0-10.0倍。经过双向拉伸工序H后薄膜可在室温下进行冷却,经过两边修边和牵引测厚,最终收卷成薄膜母卷D。
以下实施例或对比例中:
说明1:层间结合力测定方法:
将薄膜与印刷纸制品复合在一起,用压辊在自重2.5 kg下以约12 cm/s的速度在薄膜表面来回滚压三次,要求薄膜与印刷纸制品之间没有气泡,接着在试验环境下放置3分钟后,把样品裁成宽度为15 mm,长度为15 cm的样条,将薄膜的连接层和印刷层进行层间剥离,并用万能拉力机测定剥离力。
说明2:回收比例计算方法:
四层结构回收比例=(支撑层厚度+连接层厚度)/(支撑层厚度+连接层厚度+印刷层厚度+阻隔层厚度)×100%;
六层结构回收比例=(消光层厚度+支撑层厚度+连接层厚度)/(消光层厚度+支撑层厚度+连接层厚度+印刷层厚度+阻隔层厚度+热熔胶层厚度)×100%。
说明3:水蒸气透过率测定方法:
采用GB/T 30412-2013 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定:湿度传感器法。
说明4:氧气透过率测定方法:
采用GB/T 1038.1-2022 塑料制品 薄膜和薄片气体透过性实验方法所述的第一部分:差压法测定。
实施例1
本实施例提供一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100 wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯为含量96 mol%,乙烯含量为4mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为48 mol%,乙烯醇含量为52 mol%,熔点温度为:160 ℃,熔融指数6.4 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为34 mol%,双环庚烯含量为66 mol%,玻璃化转变温度为:78 ℃,熔融指数为12 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的制备方法为分步双向拉伸平膜法,请参阅图5,具体生产工艺流程为:将经过筛选的各层原料A按设计配方预混,搅拌均匀,经称量计算投入的比例后,送入各个挤出机,并在挤出机挤出工序F中塑化成熔体B,熔体通过管道输送、过滤器过滤,经流道分配到模头进行共挤出,之后熔体B通过激冷辊的骤冷工序G形成厚片C,厚片C经过双向拉伸工序H形成薄膜,其中双向拉伸工序是先纵向拉伸后横向拉伸的分步双拉工艺。薄膜经定型、冷却、两边修边、牵引测厚、牵引测厚、电晕和母卷收卷I后得到薄膜母卷D,薄膜母卷D经过时效分切工序J后,最终形成薄膜成品E。
其中,生产设备为德国布鲁克纳(BRUECKNER)公司提供的平膜法分步双向拉伸聚丙烯生产线,主挤出机(用于支撑层1)螺杆是直径为150 mm,长径比为33:1的单螺杆挤出机,3台辅助挤出机(分别用于连接层2、印刷层3和阻隔层4)是螺杆直径为120 mm,长径比为30:1的单螺杆挤出机。挤出机温度除喂料段为80 ℃外,其他各段均为250 ℃、过滤器、流道和模头各段温度为250 ℃,骤冷(流延铸片)温度为30 ℃;纵向拉伸工序所经过的预热区、拉伸区和定型区对应温度为140 ℃、135℃、140 ℃,拉伸比为5.0;横向拉伸所经过的预热区、拉伸区和定型区对应温度为176 ℃、拉伸区为157 ℃,定型区为168 ℃,拉伸比为8.5,生产速度为300 m/min,阻隔层表面的电晕强度为30 W·min/m2。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为3.8 N/15mm。本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.81 g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为195 cm3/(m2·d·Pa)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在纸塑覆膜中的应用:请参阅图2,在本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的阻隔层4的表面涂布水性胶水(用于形成图2中的粘合剂层8),接着通过烘箱100℃烘干水性胶水的水分,通过热压辊的压力(约为14 MPa)和温度(约为100-120 ℃)使得本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的阻隔层4与印刷纸制品7的油墨层72紧密的粘合在一起,最后通过在线剥膜装置,从复合后的印刷纸制品7上把上述薄膜的连接层2和印刷层3层间剥离,即将“支撑层1-连接层2”一体结构与“印刷层3-阻隔层4-粘合剂层8-印刷纸制品7(油墨层72-纸张层71)”一体结构进行分离,将剥离的薄膜部分即“支撑层1-连接层2”一体结构回收二次利用,回收比例为84.6 %,印刷层3、阻隔层4和粘合剂层8留在印刷纸制品7表面作为保护层,测试复合后印刷纸制品7上的印刷层3(即乙烯-乙烯醇共聚物)表面张力为49 mN/m,符合UV印刷和喷墨打码等后加工要求。本实施例还在印刷层3表面进行后加工印刷,形成后加工印刷油墨层9。
实施例2
本实施例提供一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100 wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为99 mol%,乙烯含量为1mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为44 mol%,乙烯醇含量为56 mol%,熔点温度为:165 ℃,熔融指数5.7 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为37 mol%,双环庚烯含量为63 mol%,玻璃化转变温度为:65 ℃,熔融指数6 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的制备方法与实施例1相同。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为1.1 N/15mm。本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.80g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为198 cm3/(m2·d·Pa)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在纸塑覆膜中的应用方法与实施例1相同,回收比例为84.6 %,所述印刷层的表面张力为51 mN/m。
实施例3
本实施例提供一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100 wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为90 mol%,乙烯含量为10mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为46 mol%,乙烯醇含量为54 mol%,熔点温度为:163 ℃,熔融指数6 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为20mol%,双环庚烯含量为80 mol%,玻璃化转变温度为:158 ℃,熔融指数2 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的制备方法与实施例1相同。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为4.6 N/15mm。本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.72g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为170 cm3/(m2·d·Pa)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在纸塑覆膜中的应用方法与实施例1相同,回收比例为84.6 %,所述印刷层的表面张力为50 mN/m。
实施例4
本实施例提供一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其具体结构请参阅图3,包括依次设置的消光层6、支撑层1、连接层2、印刷层3、阻隔层4和热熔胶层5。
其中:
消光层6成分为:50 wt%高密度聚乙烯(密度为0.952 g/cm³,熔融指数为9 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为21.6 kg)和50 wt%无规聚丙烯(密度为0.900 g/cm³,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg);
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100 wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为96 mol%,乙烯含量为4mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为48 mol%,乙烯醇含量为52mol%,熔点温度为:160 ℃,熔融指数6.4 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为34 mol%,双环庚烯含量为66 mol%,玻璃化转变温度为:78 ℃,熔融指数12 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg);
热熔胶层5成分为:100 wt%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(乙烯含量为82 mol%,醋酸乙烯酯含量为18 mol%,熔点为83 ℃,熔融指数15 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的制备方法与实施例1基本相同,不同在于:因本实施例新增设置消光层6和热熔胶层5,故新增2台辅助挤出机分别用于消光层6、热熔胶层5;另外,本实施例中,纵向拉伸工序所经过的预热区、拉伸区和定型区对应温度为100 ℃、60℃、100℃。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜总厚度为15.5 μm,消光层6厚度为1.5μm,支撑层1厚度为8 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm,热熔胶层5厚度为3 μm。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为3.8 N/15mm。本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.80 g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为194 cm3/(m2·d·Pa)。
本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在纸塑覆膜中的应用:请参阅图4,通过热压辊的压力(约为14 MPa)和温度(约为100-120 ℃)使得本实施例的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的热熔胶层5与印刷纸制品7的油墨层72紧密的粘合在一起,最后通过在线剥膜装置,从复合后的印刷纸制品7表面把上述薄膜的消光层6、支撑层1和连接层2(合共10.5 μm,回收比例:67.7 %)塑料薄膜剥离回收二次利用,印刷层3(1 μm)、阻隔层4(1 μm)和热熔胶层5(3 μm)留在印刷纸制品7表面作为保护层,测试复合后印刷纸制品7表面的印刷层3(即乙烯-乙烯醇共聚物)的表面张力为49 mN/m,符合UV印刷和喷墨打码等后加工要求。本实施例还在印刷层3表面进行后加工印刷,形成后加工印刷油墨层9。
对比例1
本对比例提供一种纸塑复合用薄膜,其具体结构相对于图1去除了连接层2,包括依次设置的支撑层1、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为46 mol%,乙烯醇含量为54 mol%,熔点温度为:163 ℃,熔融指数6 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg)。
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为20 mol%,双环庚烯含量为80 mol%,玻璃化转变温度为:158 ℃,熔融指数2 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1基本相同,不同在于:因本对比例未设置连接层,故采用的辅助挤出机相应减少1台。
本对比例的纸塑复合用薄膜总厚度为12 μm,支撑层厚度为10 μm,印刷层厚度为1μm,阻隔层厚度为1 μm。
本对比例的纸塑复合用薄膜中,支撑层1与印刷层3的层间结合力为0.4 N/15mm,在生产过程中容易分层,导致生产难以进行,薄膜无法顺畅生产。
对比例2
本对比例提供一种纸塑复合用薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100 wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为84 mol%,乙烯含量为16mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为48 mol%,乙烯醇含量为52 mol%,熔点温度为:160 ℃,熔融指数6.4 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为34 mol%,双环庚烯含量为66 mol%,玻璃化转变温度为:78 ℃,熔融指数12 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1相同。
本对比例的纸塑复合用薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本对比例的纸塑复合用薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为7.5 N/15mm。本对比例的纸塑复合用薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.86 g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为195 cm3/(m2·d·Pa)。
本对比例的纸塑复合用薄膜在纸塑覆膜中的应用:请参阅图2,在本对比例的纸塑复合用薄膜的阻隔层4的表面涂布水性胶水(用于形成图2的粘合剂层8),接着通过烘箱80℃烘干水性胶水的水分,通过热压辊的压力(约为14 MPa)和温度(约为100-120 ℃)使得本对比例的纸塑复合用薄膜的阻隔层4与印刷纸制品7紧密的粘合在一起,然后通过在线剥离装置,从复合后的印刷纸制品7表面把上述薄膜的连接层2和印刷层3分离,但由于连接层2与印刷层3的层间结合力过大,导致剥离时二者无法完好地分离,出现印刷层3和阻隔层4破损现象,导致薄膜各层难以进行回收。
对比例3
本对比例提供一种纸塑复合用薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为96 mol%,乙烯含量为4mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为32 mol%,乙烯醇含量为68mol%,熔点温度为:183 ℃,熔融指数6.4 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为34 mol%,双环庚烯含量为66 mol%,玻璃化转变温度为:78 ℃,熔融指数12 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1相同。
本对比例的纸塑复合用薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本对比例的纸塑复合用薄膜在双向拉伸过程中出现裂纹、导致难以成膜。部分成膜产品也出现了大面积裂纹,该情况是因为印刷层3中乙烯-乙烯醇共聚物的熔点达到183℃,在双向拉伸过程中未能充分软化,导致拉伸裂纹产生。本对比例的纸塑复合用薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)和氧气透过率(23℃,50%RH)由于裂纹原因无法测试。
对比例4
本对比例提供一种纸塑复合用薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为96 mol%,乙烯含量为4mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为60 mol%,乙烯醇含量为40mol%,熔点温度为:140 ℃,熔融指数6.4 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为34 mol%,双环庚烯含量为66 mol%,玻璃化转变温度为:78 ℃,熔融指数12 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1相同。
本对比例的纸塑复合用薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。本对比例的纸塑复合用薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为4.1 N/15mm。本对比例的纸塑复合用薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.82 g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为194 cm3/(m2·d·Pa)。
本对比例的纸塑复合用薄膜在纸塑覆膜中的应用方法与实施例1相同,回收比例为84.6%,所述印刷层表面张力为47 mN/m。但本对比例的纸塑复合用薄膜与印刷纸制品复合并剥离连接层2和印刷层3后,印刷层3裸露在最外表面但其表面硬度低,在后加工印刷中容易擦伤表面,导致外观异常。且由于印刷层3表面张力低,在印刷层3表面进行后加工印刷的难度较大,无法稳定形成后加工印刷油墨层9。
对比例5
本对比例提供一种纸塑复合用薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为96 mol%,乙烯含量为4mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为48 mol%,乙烯醇含量为52 mol%,熔点温度为:160 ℃,熔融指数6.4 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg)。
阻隔层4成分为:100wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为16.5 mol%,双环庚烯含量为83.5 mol%,玻璃化转变温度为:178 ℃,熔融指数1.5 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1相同。
本对比例的纸塑复合用薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本对比例的纸塑复合用薄膜在制备过程中不能很好地软化,薄膜表面呈现裂纹,导致外观异常。该情况是因为阻隔层4中乙烯-双环庚烯共聚物的熔点达到178 ℃,在双向拉伸过程中未能充分软化,导致拉伸裂纹产生。本对比例的纸塑复合用薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)和氧气透过率(23℃,50%RH)由于裂纹原因无法测试。
对比例6
本对比例提供一种纸塑复合用薄膜,其具体结构请参阅图1,包括依次设置的支撑层1、连接层2、印刷层3和阻隔层4。
其中:
支撑层1成分为:99.5 wt%等规聚丙烯(等规度为97 %,密度为0.905 g/cm3,熔融指数为3 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)和0.5 wt%丙三醇单油酸酯;
连接层2成分为:100 wt%丙烯-乙烯共聚物(丙烯含量为99 mol%,乙烯含量为1mol%,熔融指数为8 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16kg);
印刷层3成分为:100 wt%乙烯-乙烯醇共聚物(乙烯含量为44 mol%,乙烯醇含量为56 mol%,熔点温度为:165 ℃,熔融指数5.7 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为190℃,负载重量为2.16 kg);
阻隔层4成分为:100 wt%乙烯-双环庚烯共聚物(乙烯含量为40 mol%,双环庚烯含量为60 mol%,玻璃化转变温度为:53 ℃,熔融指数30 g/10min,熔融指数测试条件:熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg)。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1相同。
本对比例的纸塑复合用薄膜总厚度为13 μm,支撑层1厚度为10 μm,连接层2厚度为1 μm,印刷层3厚度为1 μm,阻隔层4厚度为1 μm。
本对比例的纸塑复合用薄膜中连接层2与印刷层3的层间结合力为1.1 N/15mm。本对比例的纸塑复合用薄膜水蒸气透过率(38℃,90%RH)为0.96 g/(m2·24h),氧气透过率(23℃,50%RH)为260 cm3/(m2·d·Pa)。
本对比例的纸塑复合用薄膜在纸塑覆膜中的应用方法与实施例1相同,回收比例为84.6%,所述印刷层表面张力为51 mN/m。
本对比例的纸塑复合用薄膜的制备方法与实施例1相同,阻隔层4在生产和复合过程中表面过软,容易擦伤,导致外观异常。
从实施例1-4和对比例1-6分析可知:
本发明实施例1-4的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,通过对各层组分的协同作用,保证所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在制造生产时的顺畅性,同时保证实施例1-4的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜与印刷纸制品7进行纸塑复合后,连接层2和印刷层3之间剥离,使印刷层3作为纸塑复合后的复合材料的表层,借助于乙烯-乙烯醇共聚物的高表面张力降低在印刷层3的表面进行印刷加工的难度,使其具有易印刷性能;阻隔层4作为纸塑复合后的复合材料的次表层,利用阻隔层4中的乙烯-双环庚烯共聚物优异的阻氧和阻湿性能弥补印刷层3中的乙烯-乙烯醇共聚物在阻氧和阻湿性能的不足,赋予优异的阻氧和阻湿性能,使得覆盖的印刷纸制品7获得优异的防潮性能和防止印刷纸制品7上的油墨层72氧化变色性能。而剥离下来的薄膜部分则回收进行二次利用,达到减塑效果。本发明实施例1-4的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜中,既利用了乙烯-乙烯醇共聚物的高表面张力,又通过阻隔层中的乙烯-双环庚烯共聚物规避乙烯-乙烯醇共聚物在高湿度环境下的阻氧和阻湿性能不足的问题,克服了现有纸塑覆膜行业的难点。
对比例1的纸塑复合用薄膜,未设置连接层,支撑层1与印刷层3的层间结合力低,在生产过程中容易出现分层的问题,薄膜无法顺畅生产。对比例2的纸塑复合用薄膜,连接层2中的丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量过高,导致连接层2与印刷层3的层间结合力过高,剥离时连接层2与印刷层3无法有效分离,出现印刷层3和阻隔层4破损现象,导致薄膜各层难以进行回收。对比例3的纸塑复合用薄膜,印刷层3中的乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯含量过低,乙烯醇的含量过高,乙烯-乙烯醇共聚物的熔点过高,在双向拉伸过程中印刷层3不能充分软化且乙烯-乙烯醇共聚物分子链间氢键作用力过大,导致拉伸裂纹产生。对比例4的纸塑复合用薄膜,印刷层3中的乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯含量过高,乙烯醇的含量过低,导致印刷层3的表面张力低,且熔点过低;当对比例4的纸塑复合用薄膜用于纸塑覆膜,且将连接层2与印刷层3层间剥离后,由于印刷层3裸露在最外表面且印刷层3表面硬度低,容易在后加工和应用中擦伤表面,导致外观异常,且在印刷层3表面进行后加工印刷的难度大。对比例5的纸塑复合用薄膜,阻隔层4中乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯含量过低,乙烯-双环庚烯共聚物的玻璃化转变温度过高,在双向拉伸过程中阻隔层4不能充分软化,导致拉伸裂纹产生。对比例6的纸塑复合用薄膜,阻隔层4中的乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯含量过高,乙烯-双环庚烯共聚物的玻璃化转变温度过低,阻隔层4在生产和复合过程中表面过软,容易擦伤,导致外观异常。
相对于现有技术,本发明的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜用于纸塑覆膜后,印刷纸制品上保留的薄膜表层(即所述印刷层)的表面张力高,具有易印刷性能;印刷纸制品上保留的薄膜次表层(即所述阻隔层)具有优异的阻氧和阻湿性能,能够弥补所述印刷层中的所述乙烯-乙烯醇共聚物在阻氧和阻湿性能方面的不足,使得印刷纸制品获得优异的防潮性能和防止油墨氧化变色性能;剥离下来的薄膜能作为单一材料回收再利用,达到减塑效果。
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,则本发明也意图包含这些改动和变形。
Claims (10)
1. 一种纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:包括依次设置的支撑层、连接层、印刷层和阻隔层;所述支撑层包括≥99 wt%聚丙烯;所述连接层和所述印刷层之间可层间剥离,所述连接层与所述印刷层的层间结合力为1-5 N/15mm;所述连接层由丙烯-乙烯共聚物组成,所述丙烯-乙烯共聚物中乙烯的含量为1-10 mol%;所述印刷层由乙烯-乙烯醇共聚物组成,所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量为44-48 mol%;所述阻隔层由乙烯-双环庚烯共聚物组成,所述乙烯-双环庚烯共聚物中乙烯的含量为20-37 mol%。
2. 根据权利要求1所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:所述支撑层的厚度为8-10 μm;所述连接层的厚度为1-2 μm;所述印刷层的厚度为1-2 μm;所述阻隔层的厚度为1-2 μm。
3. 根据权利要求1所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:还包括热熔胶层、消光层;所述热熔胶层设置在所述阻隔层的表面,所述热熔胶层由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组成,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙烯的含量为65-85 mol%;所述消光层设置在所述支撑层的表面,所述消光层包括42-50 wt%高密度聚乙烯和50-58 wt%无规聚丙烯;所述热熔胶层的厚度为2-10 μm;所述消光层的厚度为1.5-4 μm。
4. 根据权利要求1-3任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:所述支撑层中,所述聚丙烯为等规聚丙烯,所述等规聚丙烯的等规度为95-99 %,在熔融温度为230℃、负载重量为2.16 kg的测试条件下的熔融指数为2-4 g/10min,密度为0.905 g/cm3。
5. 根据权利要求1-3任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:所述连接层中,所述丙烯-乙烯共聚物在熔融温度为230 ℃、负载重量为2.16 kg的测试条件下的熔融指数为3-10 g/10min。
6. 根据权利要求1-3任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:所述印刷层中,所述乙烯-乙烯醇共聚物的熔点为160-165 ℃;所述阻隔层中,所述乙烯-双环庚烯共聚物的玻璃化转变温度为65-158 ℃。
7. 根据权利要求3所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:所述热熔胶层中,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在熔融温度为190 ℃、负载重量为2.16 kg的测试条件下的熔融指数为3-25 g/10min。
8. 根据权利要求3所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜,其特征在于:所述消光层中,所述高密度聚乙烯在熔融温度为190 ℃、负载重量为21.6 kg的测试条件下的熔融指数为9g/10min;所述无规聚丙烯在熔融温度为230 ℃,负载重量为2.16 kg的测试条件下的熔融指数为8 g/10min。
9.一种如权利要求1-8任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:将经过筛选的各层原料分别按设计配方预混,搅拌均匀,经称量计算投入的比例后,送入各个挤出机,并在挤出机挤出工序中塑化成熔体,熔体通过管道输送和过滤器过滤,经流道分配到模头进行共挤出,之后熔体通过激冷辊的骤冷工序形成厚片,厚片经过双向拉伸工序形成薄膜,其中双向拉伸工序可以是先纵向拉伸后横向拉伸的分步双向拉伸工艺,也可以是纵横向同步拉伸的同步双向拉伸工艺;薄膜经冷却、两边修边、牵引测厚、电晕和收卷后得到薄膜母卷,薄膜母卷经过时效分切工序后,最终形成薄膜成品。
10. 一种如权利要求1-8任一所述的纸塑复合用可剥离易印刷薄膜在纸塑覆膜中的应用,其特征在于:将所述纸塑复合用可剥离易印刷薄膜复合在印刷纸制品表面,并将所述连接层和所述印刷层层间剥离,使所述印刷层和所述阻隔层保留在印刷纸制品表面,剥离的薄膜部分则回收利用,所述印刷层的表面张力为49-51 mN/m。
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