CN107400474A - 一种新型环保预涂膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型环保预涂膜及其制造方法。该新型环保预涂膜包括，由上到下依次设置的表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和热熔胶层；所述表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和热熔胶层是由聚丙烯与乙烯‑醋酸乙烯共聚物共挤流延成膜。本发明采用流延法加工薄膜，将四层聚丙烯和一层乙烯‑醋酸乙烯共聚物通过流延工艺一次性共挤出生成聚丙烯预薄膜，无需涂布热熔胶层，更不需底涂剂，就可与印刷品热压复合，使生产成本降低，生产效率提高，应用于印刷品覆膜领域，可一定程度上代替市面上普通BOPP预涂膜。同时，流延工艺可提高薄膜的断裂伸长率，避免了普通BOPP产品覆膜后的印刷品在模切加工成型时，易产生起膜甚至爆边的问题。
Description
技术领域
本发明涉及材料化学领域，尤其涉及的是一种新型环保预涂膜及其制造方法。
背景技术
覆膜是指在纸质印刷品表面用覆膜机覆合一层塑料薄膜而形成的一种纸塑合一产品的加工技术。预涂膜工艺是指表面涂覆有热熔胶的塑料薄膜，通过热压的方式直接用于印刷品的覆膜加工。与传统的即涂型薄膜相比，预涂膜具有工艺简单，无溶剂污染，不产生有害VOC排放等优点，被广泛应用于各类包装盒、包装袋、图书封面等纸张印刷品上。
但是多数预涂膜，如BOPP预涂膜，是在BOPP原膜的基础上通过挤出工艺涂一层乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)原料而形成。因为BOPP和EVA 之间的粘合牢度差，预涂膜生产过程中需要在BOPP表面涂一层含有机溶剂的底涂剂来提高EVA和BOPP之间的牢度。在预涂膜与印刷品加热复合后，底涂剂会析出对膜表面造成污染，并影响预涂膜的亮度。涂覆底涂剂还会增加预涂膜工艺能耗，使加工工艺不易控制。
此外，BOPP原膜在生产过程中由于双向拉伸工艺，造成其断裂伸长率低，因此在对覆膜后的印刷品进行模切加工成型时，易产生起膜甚至爆边的问题。而本发明将涉及一种新型环保预涂膜的加工工艺和产品。该环保预涂膜将应用于印刷品覆膜领域，可一定程度上代替市面上的普通BOPP 预涂膜。
申请号为201210340018.7的中国专利公开了一种无底涂剂的BOPP预涂膜及其制造方法，其所述热熔胶层(厚度1.5-4μm)直接热压复合到所述双向拉伸聚丙烯薄膜(厚度12-18μm)的功能层上。形成了BOPP预涂膜且无需底涂剂，但是需要后续的热压复合工艺。
申请号为201511008801.3的中国专利公开了一种双向拉伸聚丙烯预涂膜基材及其制备方法。其基材由表层聚丙烯层，芯层聚丙烯层和下层乙烯- 醋酸乙烯树脂层经共挤出和双向拉伸制备而成。若想生产预涂膜，此基材还是需要涂布EVA热熔胶，只是不再需要底涂剂。
申请号为200910179981.X的中国专利公开了一种用于包装领域具有阻隔性能的多层共挤塑料薄膜，其在多层共挤薄膜原烯烃层上淋膜一层5μm 以下的EVA层，使得薄膜具有热封性能。
申请号为200910062917.3的中国专利公开了一种超低温热封聚丙烯流延膜，其热封层的重要材料为聚丙烯无规共聚物和聚烯烃弹性体，其芯层和电晕层主要为聚丙烯。
目前的BOPP预涂膜生产过程中需要在BOPP表面涂一层含有机溶剂的底涂剂来提高EVA和BOPP之间的牢度。在预涂膜与印刷品加热复合后，底涂剂会析出对膜表面造成污染，并影响预涂膜的亮度。涂覆底涂剂还会增加预涂膜工艺能耗，使加工工艺不易控制。
聚丙烯薄膜采用的是双拉伸工艺，其产品薄膜厚度不均，断裂伸长率低，后续的涂布工艺会增加生产成本。目前的流延聚丙烯薄膜主要应用领域为覆合薄膜内层材料等包装领域，其未在印刷品覆膜领域得到应用。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需底涂层、薄膜厚度更均匀，断裂伸长率更高、生产成本更低，可应用于印刷品覆膜领域，一定程度上代替市面上的普通BOPP预涂膜的新型环保预涂膜、及其制造方法。
本发明的技术方案如下：一种新型环保预涂膜，其特征在于：由上到下顺序包括：表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和热熔胶层；其中，所述表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和热熔胶层分别通过模头一体挤出拉伸，并通过所述第一粘结层和所述第二粘接层将所述表层、所述中间层、所述热熔胶层分别粘结而成。
应用于各个上述技术方案，所述表层厚度为3-6μm；所述第一粘结层、第二粘结层的厚度均为1.5-3μm；所述中间层的厚度为6-12μm；所述热熔胶层的厚度为3-6μm。
应用于各个上述技术方案，所述表层的表面设有若干的突起或不同松弛状的凹凸；并且，所述表层的表面还设置有一爽滑层。
应用于各个上述技术方案，所述表层是由挤出级聚丙烯、爽滑剂和抗粘连剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量含量为95-97wt％，爽滑剂的质量含量为0.1-0.2wt％，余量为抗粘连剂。
应用于各个上述技术方案，所述第一粘结层和所述第二粘结层为材料结构相同的粘接层，其中，所述第一粘结层、第二粘结层是由挤出级聚丙烯、纺丝级聚丙烯和抗静电剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量含量为 83-89wt％，纺丝级聚丙烯的质量含量为10-15wt％，余量为抗静电剂；
应用于各个上述技术方案，所述中间层是由挤出级聚丙烯和增刚剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量含量为98-99wt％，余量为增刚剂；
应用于各个上述技术方案，所述热熔胶层是由乙烯-醋酸乙烯酯混合物和乙烯丙烯酸共聚物混合而成；其中，乙烯-醋酸乙烯酯混合物的质量含量为92％-95％，余量为乙烯丙烯酸共聚物。
应用于各个上述技术方案，所述爽滑剂可为油酸酰胺或芥酸酰胺；并且，所述抗粘连剂由二氧化硅、碳酸钙或PMMA微球的一种或两种以上任意比例组合而成。
应用于各个上述技术方案，所述抗静电剂可由羟乙基化脂肪胺、季铵盐化合物、脂肪酸脂、二硫化氨基甲酸盐中的一种或两种以上任意比例的组合而成。
应用于各个上述技术方案，所述乙烯-醋酸乙烯酯混合物中所含醋酸乙烯的质量含量为25-28wt％，熔融指数为3.0-5.0g/min。
一种新型环保预涂膜预涂膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：将组成所述表层、第一粘结层和第二粘结层、中间层、热熔胶层的原料分别送入由上至下排列的四台单螺杆中塑化成熔体，使塑化成熔体的熔体原料分别送入流延机模头中，并使第一粘结层和第二粘结层的熔体原料进入流延机模头中的分配器进行一分为二，并使分配后的粘结层熔体原料分别位于所述中间层熔体原料的上下两侧；S2：所述流延机模头对各熔体原料进行复合，并挤出形成膜体；S3：对挤出形成的膜体进行拉伸、冷却定型，并对外表层电晕处理，修边，得到所述新型环保预涂膜。
应用于各个上述技术方案，由上至下排列的四台单螺杆的直径分别为：直径为70mm、直径为90mm、直径为150mm和直径为90mm的单螺杆，其中，所述表层的原料对应放入的单螺杆的直径为70mm；所述第一粘结层、第二粘结层的原料对应放入的单螺杆的直径为90mm；所述中间层的原料对应放入的的单螺杆的直径为150mm；所述热熔胶层的原料对应放入的的单螺杆的直径为90mm。
应用于各个上述技术方案，所述流延模头为T型模头。
采用上述方案，本发明采用流延法加工薄膜，将四层聚丙烯和一层乙烯-醋酸乙烯共聚物通过流延工艺一次性共挤出生成厚度为15-25μm的聚丙烯预薄膜，无需再涂布热熔胶层，更不需要底涂剂，就可直接与印刷品进行热压复合，大大降低了生产成本，提高了生产效率。流延法相对于双拉伸法，其设备投入少，占地面积小，薄膜产品厚度均匀，断裂伸长率高。由于其薄膜生产采用的是流延工艺，薄膜的断裂伸长率高，因此避免了普通BOPP产品覆膜后的印刷品在模切加工成型时，极易产生起膜甚至爆边的问题。
附图说明
图1为本发明中预涂膜的结构示意图；
图2为本发明中预涂膜的制备方法的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种新型环保预涂膜的制造方法、以及使用该制造方法制得的预涂膜。
见图1，本发明实施例的新型环保预涂膜为五层共挤出流延膜，包括由上到下依次设置的表层1、第一粘结层2、中间层3、第二粘结层4和热熔胶层5；其中，表层1、第一粘结层2、中间层3、第二粘结层4和热熔胶层5分别通过模头一体挤出拉伸，并通过所述第一粘结层2和所述第二粘接层4将所述表层1、所述中间层3、所述热熔胶层5分别粘结而成。
具体而言，表层1是由挤出级聚丙烯、爽滑剂和抗粘连剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量分数为95-97wt％，抗粘连剂的质量分数为3-5wt％，爽滑剂的质量分数为0.1-0.2wt％。其中，抗粘连剂由二氧化硅、碳酸钙或PMMA 微球的一种或两种以上任意比例组合而成。防粘连剂的作用是在成品薄膜表面形成许多的突起或不同松弛状的凹凸，使得薄膜表面有一定的粗糙度，当薄膜叠放或卷置在一起时，可让薄膜层之间存留一定量的空气，从而减少薄膜间的有效接触面积，从而达到了防止薄膜粘连的作用。而爽滑剂可以为油酸酰胺或芥酸酰胺。爽滑剂的作用是通过熔融挤出均匀分散于薄膜中，最后在生产和使用过程中迁移到薄膜表面，形成爽滑层，减低薄膜表面的摩擦系数，使之不互相粘连，另放卷和分切更为顺畅，并具有良好的开口性能。
第一粘结层2、第二粘结层4是由挤出级聚丙烯、纺丝级聚丙烯和抗静电剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量分数为83-89wt％，纺丝级聚丙烯的质量分数为10-15％，余量为抗静电剂。抗静电剂由羟乙基化脂肪胺、季铵盐化合物、脂肪酸脂、二硫化氨基甲酸盐中的一种或两种以上任意比例的组合而成。抗静电剂可以消除薄膜在生产和使用过程中因摩擦所产生的静电。抗静电剂是迁移性较强的表面活性剂，随着时间的推移会迁移到薄膜表层中；纺丝级聚丙烯可以增加第一粘结层、第二粘结层与其他层的粘结效果。
中间层3是由挤出级聚丙烯和增刚剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量分数为98-99wt％，余量为增刚剂。增刚剂可以提高薄膜的挺度和刚度。
最后，热熔胶层5是由乙烯-醋酸乙烯酯EVA混合物和乙烯丙烯酸共聚物EAA混合而成；其中，乙烯-醋酸乙烯酯EVA混合物的质量分数为92％-95％，余量为乙烯丙烯酸共聚物EAA。EVA中醋酸乙烯的含量为25-28wt％，熔融指数为3.0-5.0g/min。热熔胶层在加热和加压的状态下，可使薄膜与印刷品表面贴紧粘合。
优选的，所述表层1厚度为3-6μm；所述第一粘结层2、第二粘结层4 的厚度均为1.5-3μm；所述中间层3的厚度为6-12μm；所述热熔胶层5 的厚度为3-6μm。
本发明实施例的新型环保预涂膜是采用聚丙烯PP与乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA一次性共挤出流延的方法形成五层结构。具体而言该制造方法包括如下步骤：
首先将上述表层1，即A层、第一粘结层2，即B层、中间层3，即C 层、第二粘结层4，即D层和热熔胶层5，即E层的原料分别投入到四台单螺杆中，四台单螺杆的直径分别为①70mm、②90mm、③150mm、④90mm。其中第一粘结层(B层)和第二粘结层(D层)使用同一种原料，同一螺杆，通过流延机模头中的分配器的分配，使之分别位于中间层(C层)的上下两侧，见图2。其中，流延模头为T型模头，A至E层同时经过T型模头，然后经过挤出、拉伸、冷却定型、外表层电晕处理，修边，即可得到上层表面张力不低于38mN/m,下表面具有热熔胶层的新型环保预涂膜。
由此，本发明采用流延法加工薄膜，将四层聚丙烯和一层乙烯-醋酸乙烯共聚物通过流延工艺一次性共挤出生成厚度为(15-25)μm的聚丙烯预薄膜，无需再涂布热熔胶层，更不需要底涂剂，就可直接与印刷品进行热压复合，大大降低了生产成本，提高了生产效率，将应用于印刷品覆膜领域，一定程度上可代替市面上的普通BOPP预涂膜。此外，流延法相对于双拉伸法，其设备投入少，占地面积小，薄膜产品厚度均匀，断裂伸长率高。由于其薄膜生产采用的是流延工艺，薄膜的断裂伸长率高，因此避免了普通BOPP产品覆膜后的印刷品在模切加工成型时，易产生起膜甚至爆边的问题。
以下为具体实施例：
实例1：
按照重量份：将挤出级聚丙烯(RP320N巴塞尔)97份，抗粘连剂(二氧化硅微球，1-2μm)3份，爽滑剂(油酸酰胺)0.1份混合放入单螺杆①内；将挤出级聚丙烯(RP320N巴塞尔)88份、纺丝级聚丙烯(HM562N巴塞尔)10份和抗静电剂(季铵盐化合物)2份混合放入单螺杆②内；将挤出级聚丙烯(RP320N巴塞尔)99份与增刚剂(NA11旭化成)混合放入单螺杆③内；将EVA(28-03阿科玛)93份与EAA(6100陶氏)7份混合放入单螺杆④内。
其中，单螺杆①、单螺杆②、单螺杆③的一到七区的各区温度分别为： 180/190/195/200/210/215/220℃。单螺杆④的一到七区的各区温度分别为： 170/175/180/190/200/205/210℃。T型模头处的温度为220℃。五层薄膜在T 型模头处复合，经拉伸、冷却定型、外表层电晕处理，修边等工序，最后得到厚度为15μm宽度为3.4m的流延聚丙烯预涂膜(光膜)，其中A至E 层的厚度分别为：3μm，1.5μm，6μm，1.5μm和3μm。薄膜上层表面张力为38mN/m。
实例2：
按照重量份：将挤出级聚丙烯(4342C3埃克森)93份，有机消光剂聚苯乙烯(AT-100路易斯)4份，抗粘连剂(碳酸钙微球，0.5-2μm)3 份，爽滑剂(芥酸酰胺)0.1份混合放入单螺杆①内；将挤出级聚丙烯(4342C3 埃克森)83份、纺丝级聚丙烯(H19G-01英力士)15份和抗静电剂(羟乙基化脂肪胺)2份混合放入单螺杆②内；将挤出级聚丙烯(4342C3埃克森) 99份与增刚剂(3262A高燊)混合放入单螺杆③内；将EVA(28-03阿科玛)95份与EAA(5050陶氏)5份混合放入单螺杆④内。
其中，单螺杆①、单螺杆②、单螺杆③的一到七区的各区温度分别为： 185/195/200/205/210/215/220℃。单螺杆④一到七区的各区温度分别为： 175/180/185/190/200/205/210℃。T型模头处的温度为215℃。五层薄膜在T 型模头处复合，经拉伸、冷却定型、外表层电晕处理，修边等工序，最后得到厚度为20μm宽度为3.4m的流延聚丙烯预涂膜(哑膜)，其中A至E 层的厚度分别为：4μm，2μm，8μm，2μm和4μm。薄膜上层表面张力为40mN/m。
将实例1，实例2与常规普通BOPP光膜预涂膜，BOPP哑膜预涂膜的性能进行比较，如表1所示。
表1：
从表1可以看出，实例1和2与市售普通BOPP光膜预涂膜，BOPP 哑膜预涂膜相比较，纵向和横向的断裂伸长率有了大幅度的提升，因此克服了普通BOPP薄膜，由于断裂伸长率低而在覆膜后的印刷品的模切加工成型时，易产生起膜甚至爆边的问题。
另一方面，实例1和2的拉伸强度比市售普通BOPP光膜预涂膜，BOPP 哑膜预涂膜低，这是由于流延加工工艺本身造成的。但是在实际连续的纸塑覆膜生产过程中，实例1和2的薄膜并没有因为设备的牵伸力产生不可控的塑性形变，因此其满足后道覆膜加工的品质要求。
实例1和2与印刷品复合后，经老化测试(条件1：温度54℃，相对湿度88％，48小时；条件2：温度-20℃，24小时)，其覆膜后产品未发生起泡和纸膜起层现象，印后加工工艺如烫金，局部UV等，都可以在覆膜后的表面进行，符合常规工艺要求。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型环保预涂膜，其特征在于：由上到下顺序包括：表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和热熔胶层；
其中，所述表层、第一粘结层、中间层、第二粘结层和热熔胶层分别通过模头一体挤出拉伸，并通过所述第一粘结层和所述第二粘接层将所述表层、所述中间层、所述热熔胶层分别粘结而成。
2.根据权利要求1所述的新型环保预涂膜，其特征在于：所述表层厚度为3-6μm；所述第一粘结层、第二粘结层的厚度均为1.5-3μm；所述中间层的厚度为6-12μm；所述热熔胶层的厚度为3-6μm。
3.根据权利要求1所述的新型环保预涂膜，其特征在于：所述表层的表面设有若干的突起或不同松弛状的凹凸；并且，所述表层的表面还设置有一爽滑层。
4.根据权利要求4所述的新型环保预涂膜，其特征在于：所述表层是由挤出级聚丙烯、爽滑剂和抗粘连剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量含量为95-97wt％，爽滑剂的质量含量为0.1-0.2wt％，余量为抗粘连剂；
所述第一粘结层和所述第二粘结层为材料结构相同的粘接层，其中，所述第一粘结层、第二粘结层是由挤出级聚丙烯、纺丝级聚丙烯和抗静电剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量含量为83-89wt％，纺丝级聚丙烯的质量含量为10-15wt％，余量为抗静电剂；
所述中间层是由挤出级聚丙烯和增刚剂组成；其中，挤出级聚丙烯的质量含量为98-99wt％，余量为增刚剂；
所述热熔胶层是由乙烯-醋酸乙烯酯混合物和乙烯丙烯酸共聚物混合而成；其中，乙烯-醋酸乙烯酯混合物的质量含量为92％-95％，余量为乙烯丙烯酸共聚物。
5.根据权利要求4所述的新型环保预涂膜，其特征在于：所述爽滑剂可为油酸酰胺或芥酸酰胺；并且，所述抗粘连剂由二氧化硅、碳酸钙或PMMA微球的一种或两种以上任意比例组合而成。
6.据权利要求4所述的新型环保预涂膜，其特征在于：所述抗静电剂可由羟乙基化脂肪胺、季铵盐化合物、脂肪酸脂、二硫化氨基甲酸盐中的一种或两种以上任意比例的组合而成。
7.据权利要求4所述的新型环保预涂膜，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯酯混合物中所含醋酸乙烯的质量含量为25-28wt％，熔融指数为3.0-5.0g/min。
8.一种权利要求1-7中任一项所述的新型环保预涂膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将组成所述表层、第一粘结层和第二粘结层、中间层、热熔胶层的原料分别送入由上至下排列的四台单螺杆中塑化成熔体，使塑化成熔体的熔体原料分别送入流延机模头中，并使第一粘结层和第二粘结层的熔体原料进入流延机模头中的分配器进行一分为二，并使分配后的粘结层熔体原料分别位于所述中间层熔体原料的上下两侧；
S2：所述流延机模头对各熔体原料进行复合，并挤出形成膜体；
S3：对挤出形成的膜体进行拉伸、冷却定型，并对外表层电晕处理，修边，得到所述新型环保预涂膜。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：由上至下排列的四台单螺杆的直径分别为：直径为70mm、直径为90mm、直径为150mm和直径为90mm的单螺杆，其中，所述表层的原料对应放入的单螺杆的直径为70mm；所述第一粘结层、第二粘结层的原料对应放入的单螺杆的直径为90mm；所述中间层的原料对应放入的的单螺杆的直径为150mm；所述热熔胶层的原料对应放入的的单螺杆的直径为90mm。
10.根据权利要求8或9所述的制造方法，其特征在于：所述流延模头为T型模头。
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