专利名称：无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸bopp膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及包装材料里的功能性薄膜，主要应用于纸塑覆合，可直接与纸材、预印 纸材或含有本层的另一薄膜覆合的功能层的覆合。
背景技术：
传统的覆膜技术有油性溶剂型涂胶式覆膜，水性溶剂型涂胶式覆膜和热压工艺覆 膜的预涂式覆膜，已经延续市场十几年。前两者使用甲苯等为溶剂进行稀释，在覆膜加工过 程中，溶剂需经烘箱干燥后排放。因此，存在有机溶剂污染环境、危害人体身体健康和残留 溶剂持续产生不良影响等问题；后者采用的生产工艺同油性胶覆膜工艺一样，工艺的工序 繁杂，在生产中要进行胶水储存、搬运、胶液调兑、胶液涂布和烘干；上胶后经过烘道时，都 必须开启烘道(温度为70 IO(TC),尽可能将水、醇类、酯类、氨水类等溶剂烘干(三者均 属欧盟等严格检测及控制的V0C)。这就需要开启高功率的加热与烘干系统进行连续不断工 作，需要消耗大量的能源以保证所需的温度，进一步加剧了目前电力紧张的局面。覆膜工艺 是在20世纪70年代引进我国的.首先引进的是油性溶剂型胶即涂式覆膜工艺。由于溶剂 中的甲苯对人体有危害且对环境污染严重.后又改用水性胶即涂式覆膜工艺(即采用水性 丙稀酸酯胶黏剂)。因为纸张吸湿性强及覆膜设备落后，薄膜与纸张的张力不易调整.质量 问题难以解决。我国从20世纪90年代初期开始引进和使用预涂膜覆膜工艺，并于2000年初从欧 美国家引进了先进的预涂膜覆膜设备。在环保及产品加工质量方面，这种工艺都比以往使 用的油性或水性胶即涂膜要先进得多。缺点就是造价昂贵。预涂膜覆膜工艺特点(1)工艺环保使用EvA热熔胶，不会对环境及人体产生危害；不存在纸张及油墨 对覆膜质量的影响.无污染、低损耗.可加工食品包装盒及儿童读物等产品。(2)质量可靠不易产生皱褶、气泡卷曲以及纸张与薄膜分离等现象。(3)使用方便覆膜时只有进纸、进膜、分割三个工序，无上胶干燥部分；预涂膜覆 胪设备体积小、价格低、操作简便。不足之处是成本高，覆膜材料价格为0. 60元/米左右， 一般印品很难接受。如果在价格上能有效改善，市场的需求将会很大。水溶胶的覆膜特点水性胶覆膜机由机座、续纸机构、上胶系统、涂胶装置、覆合机 构、电气控制装置、快速收卷推出系统及膜料分切等部份组成。其工作原理是膜料经分切 刀分切后，由引导辊进入上胶钢辊和上胶橡胶辊之入间，由此两辊将水溶胶均勻地涂布在 膜料上，与输送带送来的纸张会合后，经两对覆合辊覆合，再通过收纸导辊后由收纸辊收起 成卷。该设备电机采用高频调速、性能稳定、设有自动分切薄膜、自动缺纸关机、自动控 制胶水、纸张穿孔、快速成品收卷推出处理系统，覆膜时粘合剂使用的是水溶性胶水，市场 SR(水溶胶水)FM(复模机)设备有SRFM——720、900、1100等规格型号的机型供应，是当 前最完善的复膜过胶设备。覆膜用的粘合剂是印刷品与塑料薄膜覆合的中间物质，主要起粘结作用，让塑料薄膜与纸张印刷品有机结合在一起。粘合剂一般由主体材料和辅助材料 组成；主体材料的物质有合成树脂、合成橡胶、天然高分子物质以及无机化合物；辅助材料 在粘合剂中用以改善主体材料性能或便于施工而施放的物质，主要有固化剂、增塑剂、填充 料、溶剂等，覆膜使用的粘合剂一为溶剂型粘合剂。水性胶覆膜工艺中，是以水为溶剂的水型(乳液型)粘合剂。这种水性(乳液) 胶粘剂是由55%的水或水溶液(水相)与45%的有机相(油相)在乳化剂的作用下形成 水包油的有机液体。这种以水为溶剂的粘合剂有刺激性气味，这种粘合剂主体材料只限于 能在水中分散的高分子树脂，因而对塑料薄膜、覆膜设备等均要求较高，且粘合性能的稳定 性不太理想。现在国内的市场上大都用此方法覆膜。覆膜工艺市场透视从我国最初采用油性溶剂型胶覆膜工艺后，给加工企业带来很 多麻烦，质量成了最令人头疼的问题，并且20多年都没有真正得到解决。出现了预涂膜覆 膜后情况略有好转，但其成本较高、不能较好地普及。PUR胶即涂覆膜工艺出现以后，覆膜 质量及生产成本都有了转机。就目前情况来看，这种覆膜设备只有“瑞士史丹利蒙”公司生 产，价格较高，只适用于专业覆膜企业及有大批量加工业务的企业。现在国内覆膜加工企业数以万计，全国每年出版印装书刊中约有40%的书籍封面 采用了覆膜工艺，各式各样的包装盒也大量使用覆膜，以保持其精美、细致的外观效果不被 损坏。尽管纸塑分离回收问题还没得到解决，油性溶剂型胶覆膜工艺的应用还未完全改善， 但是国内覆膜工艺的应用数量还在不断增大。据了解，部分印刷包装企业至今还在大量使 用溶剂型胶覆膜工艺。例如，在浙江地区，一个印刷企业的老板为了降低成本不顾对工人 身体健康的危害和对环境的污染，大量使用溶剂型胶覆膜工艺，为逃避应负的责任采用3 年轮换制进行招工(因为IA长期接触溶剂型材料，3 4年后可能会引发白血病)还有不 少这样的事例。由此可见，溶剂型胶覆膜工艺的淘汰势在必行。
发明内容
无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP薄膜的主要特点是在与纸张覆合时无需 胶水等中间粘合剂，省去了中间的很多环节，只是采用热压形式与纸张覆合在一起，而且我 们的产品的厚度做到了 12 μ m-14 μ m,具体工艺我们采用五层共挤的方法，是将高聚物树脂 通过挤出机加热熔融挤出厚片后，在玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内(高弹 态下)，通过纵拉机与横拉机时，在外力作用下，先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸，从 而使高聚物的分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列；然后在拉 紧状态下进行热定型使取向的大分子结构固定下来；最后经冷却及后续处理便可制得理想 塑料薄膜。薄膜包括顺次设置的经双向拉伸的电晕层、中间A层、中间B层、中间C层和热封 层组成。电晕处理层为共聚丙烯制成的添加有茂金属聚合物后共混挤出的经高频放电处理 过的表面具有微观凹凸的薄膜。中间a层、中间B层为丙烯/乙烯/丁烯无规三元共聚、丙 烯_ 丁烯共聚物或已知的烯烃共聚物等热封材料的混合材料；交联丙烯酸甲酯作为抗粘连 材料，热封层中加入3 % -60 %丙烯-丁烯共聚物或已知的烯烃共聚物等热封型材料或弹性 体、40% -97%均聚聚丙烯，加入占均聚聚丙烯基层材料总重量0. 1 0. 3%的油酸酰胺，以 及加入占均聚聚丙烯基层材料总重量0. 1 0. 3%的烷基(C14-18)双(2-羟乙基)胺。再
4加入石油树脂增挺剂二氧化硅的添加剂。无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP薄膜可以做到12 μ m,设备方面主要是我 们采用了 DMT双螺杆特殊挤出技术，而国内的厂家大多采用普通双螺杆挤出技术。普通的 双螺杆挤出机一般被用于原料混合，也可用于母料生产，但其工艺要求比经过特殊设计的 双螺杆挤出机要简单得多。通常，普通双螺杆挤出机的螺杆直径较大，因而可覆盖多个应 用领域。然而，在进行低挤出量生产时，由于要避免螺杆与机筒间发生金属与金属的直接接 触，因此大直径螺杆的使用就受到了限制。另外，未考虑特殊要求的普通螺杆易引起止推轴 承的使用寿命缩短。因此，DMT对螺杆进行了特殊设计，从而用直径较小的螺杆实现了相同 的产量，在无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP薄膜生产中显示出极大的优势。例如， 与其他只能生产低至15 μ m薄膜的挤出螺杆相比，DMT特殊设计的螺杆可生产低至12 μ m和 8μπι的薄膜。国内的双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜的用途非常广泛，纸塑覆合方面占有30%的 用量。生产工艺是将高分子聚合物的熔体或溶液首先通过狭长机头制成片材或厚膜，然后 在专用的拉伸机内，在一定的温度和设定的速度下，同时或分步在垂直的两个方向(纵向、 横向)上进行的拉伸，并经过适当的冷却或热处理或特殊的加工(如电晕处理、涂覆等)制 成的薄膜。如果是同时在两个方向上拉伸则称做一次拉伸法或同步拉伸法，如果是分步在 两个方向上拉伸则称做逐次拉伸法或分步拉伸法。多数公司采用的生产工艺是平面逐次拉伸工艺，该种工艺可生产单层或多层覆合 结构的薄膜。以三层覆合薄膜(ABA、ABC)为例，覆合薄膜各层材料性能差异大，每种材料在 进入机头之前都需要有各自独立的加工体系，内、外层的熔体材料在机头之前进行汇合，制 成挤出覆合片材。无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP薄膜的厚度做到12 μ m-14 μ m,在连续化 的生产中产品越薄成品率越低，薄膜在复卷中越容易粘连。解决薄膜粘连问题我们的做法 是，在无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP薄膜的表层加入一定比例的防粘连剂，加入 占均聚聚丙烯基层材料总重量3. 0 5. 0%粒径2 μ m的交联丙烯酸甲酯作为抗粘连材料， 其机理是，因为防粘连剂和聚丙烯原料不相容，并且比聚丙烯熔点要高，这样能够保证在薄 膜生产过程中，熔融挤出时不会被融化。防粘连剂的粒径一般在3 5μπι，而薄膜的表层厚 度约为Iy m，这样成膜后，这些防粘连剂在薄膜的表面形成许多的突起，或出现不同松弛状 的凹凸，使薄膜的表面变得粗糙，层与层之间能够存留一定量的空气，从而起到防止层与层 之间相互粘连的作用。无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP薄膜生产线是由多种设备组成的连续生 产线干燥塔、挤出机、铸片机、纵向拉伸机、横向拉伸机、牵引收卷机等。其生产流程较长，工 艺也比较复杂。聚合物的流动和流变行为整个过程为聚合物在圆管中的流动，聚合物熔体 在狭缝流道中的流动，聚合物的拖曳流动，聚合物熔体的收敛流动和熔体的离膜膨胀行为。 这些都源自我们的新型工艺和设备的更新改造，无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP 薄膜的厚度最薄我们可以做到12 μ m，其高分子聚合物所处的状态及相互转变就是决定成 品的加工、应用的先决条件。在整个成型过程中，粘度增大这样薄膜中的薄弱部分或应力集中的区域不至于破裂，提高了产品厚度均勻性。 五具体实施例方式
具体工艺我们采用五层共挤的方法，是将高聚物树脂通过挤出机加热熔融挤出厚 片后，在玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内(高弹态下)，通过纵拉机与横拉机 时，在外力作用下，先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸，从而使高聚物的分子链或结晶 面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列；然后在拉紧状态下进行热定型使取向 的大分子结构固定下来；最后经冷却及后续处理便可制得理想的塑料薄膜。
权利要求
无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP膜，采用五层共计制的，在线双向拉伸与淋膜热封层同时进行，其厚度为12μm 14μm。
2.薄膜包括顺次设置的经双向拉伸的电晕层、中间A层、中间B层、中间C层和热封层 组成。A电晕处理层为共聚丙烯制成的添加有茂金属聚合物后共混挤出的经高频放电处理 过的表面具有微观凹凸的薄膜。B中间A层、中间B层为丙烯/乙烯/ 丁烯无规三元共聚、丙烯_ 丁烯共聚物或已知 的烯烃共聚物等热封材料的混合材料；交联丙烯酸甲酯作为抗粘连材料。C热封层中加入3% -60%丙烯-丁烯共聚物或已知的烯烃共聚物等热封型材料或弹 性体、40% -97%均聚聚丙烯，加入占均聚聚丙烯基层材料总重量0. 1 0. 3%的油酸酰胺， 以及加入占均聚聚丙烯基层材料总重量0.1 0.3%的烷基(C14-18)双(2-羟乙基)胺。 再加入石油树脂增挺剂二氧化硅的添加剂。
全文摘要
本发明产品属于塑料类里的聚丙烯双向拉伸技术类的产品延伸，属于功能性薄膜。产品主要应用在纸塑覆合、塑料覆合方面，应用在印刷方面的纸塑覆合，可直接与纸材、预印纸材或含有本层的另一薄膜覆合的功能层相覆合。例如书刊、高档纸盒包装物、宣传画报等。无粘合剂纸塑覆合超薄型双向拉伸BOPP膜采用5层共挤，在线淋覆底层涂胶层的方式，其厚度在12μm-14μm，在一定的温度与压力下，无需胶水可直接与纸张粘合，无需使用传统工艺必须的烘道、人工、电耗、胶水的配置。薄膜包括顺次设置的经双向拉伸的电晕层、中间A层、中间B层、中间C层和热封层组成。
文档编号B32B27/16GK101905775SQ201010136390
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者不公告发明人 申请人:黑龙江鑫港包装材料有限公司