CN113492566A - 一种双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法，涉及双向拉伸薄膜技术领域，所述薄膜由触感转移层、连接层、芯层和表层构成；所述触感转移层由以下原料组成：高效抗静电母料、触感型树脂、转移母料；其中，转移母料是由包括以下原料经共混熔融挤出制得：共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、有机硅爽滑剂；所述连接层由以下原料组成：马来酸酐接枝改性物、均聚聚丙烯；其中，马来酸酐接枝改性物是由聚丙烯和马来酸酐单体经熔融接枝制得；所述芯层由以下原料组成：高效抗静电母料、均聚聚丙烯；所述表层由以下原料组成：防粘母料、均聚聚丙烯。本发明薄膜不仅拥有良好的物理机械性能，同时具有天鹅绒般的手感和优异的转移性能。
Description
技术领域
本发明涉及双向拉伸薄膜技术领域，尤其涉及一种双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
随着环保力度和人们生活质量的逐渐提升，对商品的包装要求明显提高。商品的包装不仅要完整展示商品的关键卖点，还要拥有精致的手感和细腻的视觉效果等特点。目前普通包装普遍采用印刷上油工艺和印刷复合工艺，生产过程中存在VOC排放，且不能做到单一材质包装，通常是将薄膜覆在如纸质品等包装基材表面，从而加大回收成本及难度，现急需一种新型环保的包装工艺及相关材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种双向拉伸聚丙烯薄膜及其制备方法，该薄膜不仅拥有良好的物理机械性能，同时具有天鹅绒般的手感和优异的转移性能。
本发明提出的一种双向拉伸聚丙烯薄膜，依序由触感转移层、连接层、芯层和表层构成；
所述触感转移层由以下重量百分比的原料组成：高效抗静电母料0-2％、触感型树脂10-30％，余量为转移母料；其中，转移母料是由包括以下原料经共混熔融挤出制得：共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、有机硅爽滑剂；
所述连接层由以下重量百分比的原料组成：马来酸酐接枝改性物4-5％，余量为均聚聚丙烯；其中，马来酸酐接枝改性物是由聚丙烯和马来酸酐单体经熔融接枝制得；
所述芯层由以下重量百分比的原料组成：高效抗静电母料3-4％，余量为均聚聚丙烯；
所述表层由以下重量百分比的原料组成：防粘母料2-3％，余量为均聚聚丙烯。
优选地，所述转移母料中还包括含氟高聚物和抗氧剂；优选地，共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、有机硅爽滑剂、含氟高聚物、抗氧剂的重量比为40-50：40-50：5-10：0-1：0-2。
优选地，所述共聚聚丙烯的熔融指数为5-8g/10min；高密度聚乙烯的熔融指数为5-10g/10min；有机硅爽滑剂是由聚二甲基硅氧烷、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种组成，其熔点为160-170℃、熔融指数为20-40g/10min。
优选地，所述马来酸酐接枝改性物中，马来酸酐的重量百分占比为20-30％。
优选地，所述触感型树脂是由热塑性共聚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体和热塑性聚酯弹性体中的一种或多种组成。
优选地，所述高效抗静电母料是由单硬脂肪酸甘油酯和N，N-二(2-羟基乙基)十八胺按照1：1的重量比复配而成。
优选地，所述防粘母料是由多孔隙率二氧化硅和球型聚甲基丙烯酸甲酯按照1：1的重量比复配而成，其中D50＝4μm。
优选地，所述均聚聚丙烯的等规度为96-99％，熔融指数为2-4g/10min。
优选地，所述薄膜的厚度为20-100μm；其中，触感转移层的厚度为3-4μm，连接层的厚度为1-2μm，表层的厚度为1-2μm。
本发明还提出了上述双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将芯层原料添加至主挤出机中，于240-260℃加热成熔融状态，将触感转移层、连接层和表层的各层原料分别加入三台辅助挤出机中加热成熔融状态；
S2、分别将四台挤出机中的熔体过滤后，传输至具有4层结构的模头中汇合并挤出，并贴附到激冷辊上形成铸片，水浴冷却，再除水得到干燥铸片；其中，激冷辊温度为25-30℃，水浴温度为25-30℃；
S3、将干燥铸片经纵向预热、拉伸和定型处理形成厚片；其中，预热温度为100-125℃，拉伸温度为95-125℃，定型温度为120-140℃，拉伸倍率为4.5-5.5倍；
S4、将厚片先经170-180℃预热，然后横向拉伸、热定型得到薄膜，其中，拉伸温度为150-155℃，定型温度为160-170℃；
S5、将薄膜经风冷、展平、切边、测厚，然后收卷得到双向拉伸聚丙烯薄膜。
在本发明的S1中，上述主挤出机的滤网为360-400目，辅助挤出机的滤网均为120-150目。
有益效果：本发明将共聚聚丙烯、高密度聚乙烯和有机硅爽滑剂共混熔融挤出得到转移母料，其选用的转移母料在控制析出物的同时提高薄膜转移性能、雾度和消光均匀细腻性，薄膜雾度高达85％，光泽度小于10％；马来酸酐接枝改性物的选用保证了触感转移层和芯层的连接强度；高效抗静电母料进一步确保薄膜具有优异的转移性能；触感型树脂的选用，提高了薄膜表面触觉效果，膜表面拥有天鹅绒般的手感；本发明通过对薄膜各层及整体原料成分的优化选择，制得的薄膜不仅拥有良好的物理机械性能，同时具有天鹅绒般的手感和优异的转移性能，能够将文字或图案转移到如纸制品等包装材料上，采用本发明薄膜制成的包装视觉效果细腻、手感舒适，适用于各种3C数码、化妆品、烟酒以及家具板材等高档商品的包装，可显著提升商品的档次感和精致感，提高视觉冲击力。此外，本发明的制备条件适应于普通BOPP生产线。
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。
下述实施例中的高效抗静电母料是由单硬脂肪酸甘油酯和N，N-二(2-羟基乙基)十八胺按照1：1的重量比复配而成；防粘母料是由多孔隙率二氧化硅和球型聚甲基丙烯酸甲酯按照1：1的重量比复配而成，其中D50＝4μm；马来酸酐接枝改性物是由聚丙烯和马来酸酐单体经熔融接枝制得，马来酸酐的重量百分占比为20-30％；均聚聚丙烯的等规度为96-99％，熔融指数为2-4g/10min；共聚聚丙烯的熔融指数为5-8g/10min；高密度聚乙烯的熔融指数为5-10g/10min；主挤出机的滤网为360目，辅助挤出机的滤网均为150目。
实施例1
一种双向拉伸聚丙烯薄膜，依序由触感转移层、连接层、芯层和表层构成，各层厚度依次为3μm、1μm、45μm、1μm；
所述触感转移层的原料按重量份包括：高效抗静电母料0份、触感型树脂10份、转移母料90份；
其中，转移母料是由47份共聚聚丙烯、46份高密度聚乙烯、5份有机硅爽滑剂、1份含氟高聚物和1份抗氧剂共混挤出制得，有机硅爽滑剂为聚二甲基硅氧烷，触感型树脂为热塑性聚酯弹性体TPEE；
所述连接层的原料按重量份包括：马来酸酐接枝改性物4份，均聚聚丙烯96份；
所述芯层的原料按重量份包括：高效抗静电母料3份，均聚聚丙烯97份；
所述表层的原料按重量份包括：防粘母料2份，均聚聚丙烯98份。
上述双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将芯层原料添加至主挤出机中，于240-260℃加热成熔融状态，将触感转移层、连接层和表层的原料分别加入三台辅助挤出机中加热成熔融状态；
S2、分别将四台挤出机中的熔体过滤后，传输至具有4层结构的模头中汇合并挤出，并贴附到激冷辊上形成铸片，水浴冷却，再除水得到干燥铸片，其中，激冷辊温度为25-30℃，水浴温度为25-30℃；
S3、将干燥铸片经纵向预热、拉伸和定型处理形成厚片；其中，预热温度为100-125℃，拉伸温度为95-125℃，定型温度为120-140℃，拉伸倍率为4.5-5.5倍；
S4、将厚片先经170-180℃预热，然后横向拉伸、热定型得到薄膜，其中，拉伸温度为150-155℃，定型温度为160-170℃；
S5、将薄膜经风冷、展平、切边、测厚，然后收卷得到双向拉伸聚丙烯薄膜。
实施例2
一种双向拉伸聚丙烯薄膜，与实施例1相比，区别仅在于：触感转移层中，转移母料是由47份共聚聚丙烯、46份高密度聚乙烯、10份有机硅爽滑剂、1份含氟高聚物和1份抗氧剂共混挤出制得。
上述双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法同实施例1。
实施例3
一种双向拉伸聚丙烯薄膜，依序由触感转移层、连接层、芯层和表层构成，各层厚度依次为4μm、1μm、44μm、1μm；
所述触感转移层的原料按重量份包括：高效抗静电母料2份、触感型树脂20份、转移母料78份；
其中，转移母料是由47份共聚聚丙烯、46份高密度聚乙烯、10份有机硅爽滑剂、1份含氟高聚物和1份抗氧剂共混挤出制得，有机硅爽滑剂为聚二甲基硅氧烷和芥酸酰胺按照1：1的重量比复配而成，触感型树脂为热塑性共聚酯弹性体TPC；
所述连接层的原料按重量份包括：马来酸酐接枝改性物4份，均聚聚丙烯96份；
所述芯层的原料按重量份包括：高效抗静电母料3份，均聚聚丙烯97份；
所述表层的原料按重量份包括：防粘母料2份，均聚聚丙烯98份。
上述双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法同实施例1。
实施例4
一种双向拉伸聚丙烯薄膜，依序由触感转移层、连接层、芯层和表层构成，各层厚度依次为4μm、1μm、44μm、1μm；
所述触感转移层的原料按重量份包括：高效抗静电母料2份、触感型树脂30份、转移母料68份；
其中，转移母料是由47份共聚聚丙烯、46份高密度聚乙烯、10份有机硅爽滑剂、1份含氟高聚物和1份抗氧剂共混挤出制得，有机硅爽滑剂为聚二甲基硅氧烷和芥酸酰胺按照1：1的重量比复配而成，触感型树脂为热塑性共聚酯弹性体TPC；
所述连接层的原料按重量份包括：马来酸酐接枝改性物4份，均聚聚丙烯96份；
所述芯层的原料按重量份包括：高效抗静电母料3份，均聚聚丙烯97份；
所述表层的原料按重量份包括：防粘母料2份，均聚聚丙烯98份。
上述双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法同实施例1。
对比例1
一种双向拉伸聚丙烯薄膜，与实施例1相比，区别仅在于：所述触感转移层的原料按重量份包括：高效抗静电母料0份、触感型树脂0份、转移母料100份；
上述双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法同实施例1。
对比例2
按照发明专利CN201910735919公开的一种复合包装用高剥离强度BOPP消光膜及其制备方法，制备的BOPP消光膜。
对实施例1-4和对比例1-2制备的薄膜进行检测，结果如下表所示：
| 检测项目 | 触感 | 转移效果 | 雾度/％ | 光泽度％ | 表面电阻/Ω |
| 实施例1 | 手感细腻 | 可剥离 | 75.6 | 10.6 | 2.9×10<sup>13</sup> |
| 实施例2 | 手感细腻 | 易剥离 | 76.2 | 9.4 | 2.5×10<sup>13</sup> |
| 实施例3 | 手感顺滑、细腻 | 易剥离 | 82.3 | 8.5 | 2.5×10<sup>11</sup> |
| 实施例4 | 鹅绒般手感 | 易剥离 | 85.1 | 6.8 | 2.8×10<sup>11</sup> |
| 对比例1 | 手感粗糙 | 可剥离 | 78.5 | 11.0 | 3.5×10<sup>13</sup> |
| 对比例2 | 手感粗糙 | 无法剥离 | 81 | 10 | 3.0×10<sup>13</sup> |
备注：薄膜雾度按GB/T 2410的规定进行测试，光泽度按GB/T 8807的规定进行测试，其中入射角为45°。
由上表可以看出，本发明所述双向拉伸聚丙烯薄膜膜在雾度、和光泽度与对比例相近，但薄膜的触感、转移效果和表面电阻等指标明显优于对比例。
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 (10)
1.一种双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，依序由触感转移层、连接层、芯层和表层构成；
所述触感转移层由以下重量百分比的原料组成：高效抗静电母料0-2％、触感型树脂10-30％，余量为转移母料；其中，转移母料是由包括以下原料经共混熔融挤出制得：共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、有机硅爽滑剂；
所述连接层由以下重量百分比的原料组成：马来酸酐接枝改性物4-5％，余量为均聚聚丙烯；其中，马来酸酐接枝改性物是由聚丙烯和马来酸酐单体经熔融接枝制得；
所述芯层由以下重量百分比的原料组成：高效抗静电母料3-4％，余量为均聚聚丙烯；
所述表层由以下重量百分比的原料组成：防粘母料2-3％，余量为均聚聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述转移母料中还包括含氟高聚物和抗氧剂；优选地，共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、有机硅爽滑剂、含氟高聚物、抗氧剂的重量比为40-50：40-50：5-10：0-1：0-2。
3.根据权利要求2所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述共聚聚丙烯的熔融指数为5-8g/10min；高密度聚乙烯的熔融指数为5-10g/10min；有机硅爽滑剂是由聚二甲基硅氧烷、芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或多种组成，其熔点为160-170℃、熔融指数为20-40g/10min。
4.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述马来酸酐接枝改性物中，马来酸酐的重量百分占比为20-30％。
5.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述触感型树脂是由热塑性共聚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体和热塑性聚酯弹性体中的一种或多种组成。
6.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述高效抗静电母料是由单硬脂肪酸甘油酯和N，N-二(2-羟基乙基)十八胺按照1：1的重量比复配而成。
7.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述防粘母料是由多孔隙率二氧化硅和球型聚甲基丙烯酸甲酯按照1：1的重量比复配而成，其中D50＝4μm。
8.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述均聚聚丙烯的等规度为96-99％，熔融指数为2-4g/10min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的双向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜的厚度为20-100μm；其中，触感转移层的厚度为3-4μm，连接层的厚度为1-2μm，表层的厚度为1-2μm。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的双向拉伸聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将芯层原料添加至主挤出机中，于240-260℃加热成熔融状态，将触感转移层、连接层和表层的各层原料分别加入三台辅助挤出机中加热成熔融状态；
S2、分别将四台挤出机中的熔体过滤后，传输至具有4层结构的模头中汇合并挤出，并贴附到激冷辊上形成铸片，水浴冷却，再除水得到干燥铸片；其中，激冷辊温度为25-30℃，水浴温度为25-30℃；
S3、将干燥铸片经纵向预热、拉伸和定型处理形成厚片；其中，预热温度为100-125℃，拉伸温度为95-125℃，定型温度为120-140℃，拉伸倍率为4.5-5.5倍；
S4、将厚片先经170-180℃预热，然后横向拉伸、热定型得到薄膜，其中，拉伸温度为150-155℃，定型温度为160-170℃；
S5、将薄膜经风冷、展平、切边、测厚，然后收卷得到双向拉伸聚丙烯薄膜。
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