一種紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜及其製備方法
2023-07-03 16:02:26
專利名稱：一種紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜及其製備方法。
背景技術：
目前，工業上應用於紙塑複合的辦法主要有以下幾種其一是膠水法(幹法複合和溼法複合)，然而這種方法會對大氣排放較多的有毒溶劑從而嚴重汙染環境；其二是無溶劑複合法，該法所得複合產品的初粘力極低；其三是預塗法，但這種方法雖然可不用溶劑，但工序較多，增加成本。另外，上述方法所得複合產品粘接層剝離強度時間依賴性較明顯。因此，為克服現有技術中紙塑複合的缺點，中國專利ZL03226653.7公開了一種紙塑複合結構，該專利所述的紙塑複合結構包括紙質層和熱壓複合在紙質層上的塑料薄膜層，該薄膜可通過雙軸拉伸聚丙烯無膠複合膜直接複合在紙質層的表面上。然而，該專利雖然公開了一種紙塑無膠複合結構，但是沒有公開所述薄膜層的具體成分及其製備方法，在實際使用中，人們很難進行準確的生產再現，在紙塑複合技術領域裡的推廣應用中，具有一定的難度。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜及其製備方法，其特徵在於它包括順次設置並共擠複合而成的表層、芯層和可直接與紙材、預印紙材或含有本層的薄膜複合的功能層。
所述表層和芯層之間設有上次表層，芯層和功能層之間設有下次表層。
所述表層為含有抗粘連劑的聚丙烯、聚乙烯或兩者的共混物。
所述芯層含有60～100％的等規聚丙烯或為由60～100％的等規聚丙烯與氫化石油樹脂、抗靜電劑、爽滑劑之中的一種或幾種組成的混合物，下次表層和上次表層含有60～100％的等規聚丙烯或為由60～100％的等規聚丙烯與氫化石油樹脂、抗靜電劑、爽滑劑之中的一種或幾種組成的混合物。
所述下次表層、芯層及上次表層中的一層或多層含有二氧化鈦。
所述下次表層、芯層及上次表層均含有碳酸鈣和/或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
所述功能層為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物或以上共聚物、改性物、共混物的任意成份分別與氫化石油樹脂的再共混物，其中，乙烯-丁烯共聚物中的丁烯含量為10～30％，乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量為5～20％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物中丁烯含量為1～30％、辛烯含量為1～20％，乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物及乙烯-丁烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物的接枝率為0.5～10％。
所述氫化石油樹脂佔功能層的重量比為1～30％。
所述功能層佔薄膜的重量比為10～50％。
本發明所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜的製備方法為將經過篩選的主原料、改性料、添加劑母料按設計配方預混，攪拌均勻，樹脂經計量後，送入擠出機加工成塑化、均化的熔體，熔體通過管道傳輸、過濾器過濾，經流道分配和模頭，通過流延鑄片激冷成厚片，厚片經雙向(先縱向再橫向或縱橫向同步)拉伸成薄膜。薄膜的厚度採用自動測厚裝置控制，薄膜經電暈處理或火焰處理，將處理後的薄膜經牽引收成母膜，母卷經時效處理，最後分切成薄膜成品。
採用上述結構的紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜及其製備方法，其優點在於本發明所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，它包括基體層和功能表層，其中由本技術方案所述的物質構成的基體層和功能表層，經共擠複合及拉伸後，功能層可直接與紙材、預印紙材或含有本層的薄膜複合，實現了紙塑複合的無膠化，省卻了膠水法和塗膠工序，簡化了複合工藝，而且，複合時不會產生有毒氣體，環保、安全、衛生。同時，以此結構、成分製造而成的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其結構簡單，熱封強度大，與紙材、預印紙材或含有本功能層的薄膜複合而成的產品，剝離強度高，利於產品的製造推廣。
附圖1為本發明實施例1的斷面結構圖。
附圖2為本發明另一實施例的斷面結構圖。
附圖3為本發明的薄膜製備方法的工藝流程。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
根據圖1和圖2所示，本發明的紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，它包括順次設置的表層5、芯層3和可直接與紙材、預印紙材或含有本層的薄膜複合的功能層1，在製造本薄膜時，表層5、芯層3及功能層1為共擠複合結構，以此三層構成了本發明薄膜最基本的三層式結構，如圖1所示。另外，為提高薄膜的性能，表層5和芯層3之間設有上次表層4，芯層3和功能層1之間設有下次表層2。以此五層結構形成的薄膜構成了本發明的另一實施例，如圖2所示。表層5為含有抗粘連劑的聚丙烯、聚乙烯或兩者的共混物。根據不同的製造要求，下次表層2、芯層3及上次表層4可為以下三種方式第一，芯層3含有60～100％的等規聚丙烯或為由60～100％的等規聚丙烯與氫化石油樹脂、抗靜電劑、爽滑劑之中的一種或幾種組成的混合物，下次表層2和上次表層4含有60～100％的等規聚丙烯或為由60～100％的等規聚丙烯與氫化石油樹脂、抗靜電劑、爽滑劑之中的一種或幾種組成的混合物；第二，下次表層2、芯層3及上次表層4中的一層或多層含有二氧化鈦；第三，下次表層2、芯層3及上次表層4中的一層或多層含有碳酸鈣和/或聚對苯二甲酸丁二醇酯。功能層1為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物或以上共聚物、改性物、共混物的任意成份分別與氫化石油樹脂的再共混物，其中，乙烯-丁烯共聚物中的丁烯含量為10～30％，乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量為5～20％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物中丁烯含量為1～30％、辛烯含量為1～20％，乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物及乙烯-丁烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物的接枝率為0.5～10％。
功能層(1)中的氫化石油樹脂佔該層的重量比為1～30％。
如圖3所示，本發明的薄膜製備方法，其工藝流程為圖中A為原料(包括主原料、改性料、添加劑母料)，B為熔體，C為厚片，D為薄膜，E為成品，F為擠出機擠出工序，G為模頭、流延鑄片激冷裝置對熔體成型工序，H為雙向拉伸工序，I為時效處理、分切工序。
將經過篩選的原料A(包括主原料、改性料、添加劑母料)按設計配方預混，攪拌均勻，樹脂經計量後，送入擠出機加工F成塑化、均化的熔體B，熔體通過管道傳輸、過濾器過濾，經流道分配和模頭，通過流延鑄片G成厚片C，厚片經雙向(先縱向再橫向或縱橫向同步)拉伸H成薄膜D。薄膜D的厚度採用自動測厚裝置控制，薄膜經電暈處理或火焰處理以提高表面張力，將處理後的薄膜經牽引收成母膜，母卷經時效處理，最後分切I成薄膜成品E。其中所述方法使用的擠出機、模頭的溫度控制在220～270℃，流延鑄片溫度在15～40℃，表面處理強度為35～45mN/m，在拉伸過程中，可以根據生產設備的條件，選用兩步拉伸或同步拉伸工序，在兩步拉伸工序中，縱向拉伸單元溫度控制在50～150℃，橫向拉伸單元溫度控制在80～180℃，縱橫向拉伸比分別為4.5～6.5和7～10。
功能層1佔薄膜的重量比在10～50％。
圖1所示的實施例1中功能層1為70％的乙烯-丁烯共聚物4090S加30％的乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物9015；芯層3為98％的等規聚丙烯FS3011加2％抗靜電劑ASPA2446；表層5為消光料DUL3636DP17。
所製備產品的總厚度為20μm，功能層1厚8μm，消光層厚3μm。
製備方法為將經過篩選的原料A(包括主原料、改性料、添加劑母料)按設計配方預混，攪拌均勻，樹脂經計量後，送入擠出機加工成塑化、均化F的熔體B，熔體通過管道傳輸、過濾器過濾，經流道分配和模頭，通過流延鑄片G成厚片C，厚片經雙向(先縱向再橫向或縱橫向同步)拉伸H成薄膜D。薄膜D的厚度採用自動測厚裝置控制，薄膜經電暈處理或火焰處理以提高表面張力，將處理後的薄膜經牽引收成母膜，母卷經時效處理，最後分切I成薄膜成品E。其中，設備為德國BRUECKNER平膜法雙向拉伸聚丙烯薄膜生產線，擠出溫度235～265℃；縱向拉伸溫度預熱、拉伸及定型溫度50-150℃，拉伸比5倍；橫向拉伸溫度預熱、拉伸及定型溫度80～180℃，拉伸比為9倍；電暈處理功率為25w·min./m2，所製造的產品性能如下(1)厚度20μm (2)密度(消光型)0.83g/cm3(3)拉伸強度(縱向/橫向)90MPa/130MPa(4)熱封強度8.0N/15mm(5)剝離強度(薄膜—紙材)3.5N/15mm(6)光澤度8.5Gu(7)熱收縮率(縱向/橫向)2.5％/1.5％(8)表面張力40mN/m圖2所示的實施2中功能層1為50％的乙烯-丁烯共聚物4090S加20％乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物9015加30％的氫化石油樹脂(母料如PA609)；
下次表層2、芯層3、上次表層4均為98％的等規聚丙烯FS3011加2％抗靜電劑ASPA2446；表層5為98％的等規聚丙烯FS3011加2000PPM的抗粘連劑ABVT180。
所製備產品的總厚度為18μm，功能層1厚7μm。
製備方法與實施例1相同，產品的具體性能為(1)厚度18μm(2)密度(光亮型)0.9g/cm3(3)拉伸強度(縱向/橫向)110MPa/200MPa (4)熱封強度6.0N/15mm(5)剝離強度(薄膜—紙材或預印紙材)3.2N/15mm(6)霧度1.2％(7)熱收縮率(縱向/橫向)2.0％/1.2％(8)表面張力40mN/m由上述結構、成分和製備方法生產的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其結構簡單，熱封強度大，與紙材、預印紙材或含有本功能層的薄膜複合而成的產品，剝離強度高，利於產品的製造推廣。
權利要求
1.一種紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於它包括順次設置並共擠複合而成的表層(5)、芯層(3)和可直接與紙材、預印紙材或含有本層的薄膜複合的功能層(1)。
2.根據權利要求1所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述表層(5)和芯層(3)之間設有上次表層(4)，芯層(3)和功能層(1)之間設有下次表層(2)。
3.根據權利要求2所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述表層(5)為含有抗粘連劑的聚丙烯、聚乙烯或兩者的共混物。
4.根據權利要求2所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述芯層(3)含有60～100％的等規聚丙烯或為由60～100％的等規聚丙烯與氫化石油樹脂、抗靜電劑、爽滑劑之中的一種或幾種組成的混合物，下次表層(2)和上次表層(4)含有60～100％的等規聚丙烯或為由60～100％的等規聚丙烯與氫化石油樹脂、抗靜電劑、爽滑劑之中的一種或幾種組成的混合物。
5.根據權利要求2所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述下次表層(2)、芯層(3)及上次表層(4)中的一層或多層含有二氧化鈦。
6.根據權利要求2所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述下次表層(2)、芯層(3)及上次表層(4)中的一層或多層含有碳酸鈣和/或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
7.根據權利要求1所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述功能層(1)為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-丁烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物或以上共聚物、改性物、共混物的任意成份分別與氫化石油樹脂的再共混物，其中，乙烯-丁烯共聚物中的丁烯含量為10～30％，乙烯-辛烯共聚物中的辛烯含量為5～20％，乙烯-丁烯-辛烯共聚物中丁烯含量為1～30％、辛烯含量為1～20％，乙烯-丁烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物、乙烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物及乙烯-丁烯-辛烯共聚物的馬來酸酐接枝改性物的接枝率為0.5～10％。
8.根據權利要求7所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述氫化石油樹脂佔功能層(1)的重量比為1～30％。
9.根據權利要求1所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特徵在於所述功能層(1)佔薄膜的重量比為10～50％。
10.根據權利要求1所述紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜的製備方法，其工藝流程為將經過篩選的主原料、改性料、添加劑母料按設計配方預混，攪拌均勻，樹脂經計量後，送入擠出機加工成塑化、均化的熔體，熔體通過管道傳輸、過濾器過濾，經流道分配和模頭，通過流延鑄片激冷成厚片，厚片經雙向(先縱向再橫向或縱橫向同步)拉伸成薄膜；薄膜的厚度採用自動測厚裝置控制，薄膜經電暈處理或火焰處理，將處理後的薄膜經牽引收成母膜，母卷經時效處理，最後分切成薄膜成品。
全文摘要
本發明公開了一種紙塑無膠複合用雙向拉伸聚丙烯薄膜及其製備方法，所述薄膜包括順次設置並共擠而成的表層、芯層和可直接與紙材、預印紙材或含有本層的薄膜複合的功能層，表層和芯層之間設有上次表層，芯層和功能層之間設有下次表層。表層、上次表層、芯層、下次表層及功能層各按相應成分經雙向拉伸共擠而成。本發明的製備方法是將選配的原料送入擠出機塑化成熔體，熔體通過流延鑄片共擠成厚片，厚片經雙向拉伸成薄膜，薄膜經電暈處理或火焰處理成母膜，母卷經時效處理，最後分切成薄膜成品。本發明的雙向拉伸聚丙烯薄膜在可實現紙塑的無膠複合的同時，還具有結構簡單，熱封強度大，剝離強度高的優點，利於產品的製造推廣。
文檔編號B29D7/00GK101058247SQ200710006100
公開日2007年10月24日 申請日期2007年1月26日 優先權日2006年12月8日
發明者徐文樹, 朱健民, 鄒曉明, 羅啟揚 申請人:廣東德冠包裝材料有限公司