本发明涉及一种抗暴筋抗皱印刷膜及其制备方法，属于双向拉伸聚丙烯薄膜
技术领域：
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背景技术：
：双向拉伸聚丙烯薄膜(bopp)采用轻质、高强度、柔性材料与支撑体系相结合，形成了一种具有一定刚性、能承受一定载荷并能覆盖大空间的稳定曲面结构，其透明度高、阻水性能好，经电晕处理后，具有良好的印刷适应性，可套色印刷得到精美的外观效果，因而常被用于透明胶粘带及标签膜的基材。当bopp作为印刷膜用于透明胶粘带基材时，要求印刷膜在上胶结卷后，胶粘带卷仍保持平整、清晰、透明的视觉效果；当用于标签膜附在商品上时，要求在没有印刷的部分套印整齐、清晰、透明，可以看到商品的内容物，使商品得到很好的展示。因而对薄膜膜面平整度、透明度、光亮度等外观要求较高，生产过程中须避免出现暴筋、褶皱等不良产品。而抗暴筋、抗皱印刷膜生产对设备、工艺技术、原料分析选用的要求比常规bopp要求高，工艺技术也较难掌握。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种抗暴筋抗皱印刷膜及其制备方法，采用特定组分和工艺限定呈abc层状复合结构的印刷膜总厚度以及各层厚度及厚度比，以便改善印刷膜的挺度和厚度均匀性，从而提高其抗皱、抗暴筋性能。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种抗暴筋抗皱印刷膜，其特征在于，其结构为abc层状复合结构，a层和c层为表层，a层厚度为0.8μm～1.0μm、c层厚度为1.2μm～1.5μm；b层为芯层，厚度为20μm～25μm；印刷膜总厚度为22μm～27.5μm；表层含有96.5％～98.4％的共聚聚丙烯树脂、0.5％～1％的爽滑剂，0.1％～0.5％的防粘连剂和1％～2％的透明剂；芯层含有89％～99％的均聚聚丙烯树脂、0.5％～10％的增挺剂和0.5％～1％的抗静电剂；上述物料含量均以质量百分比计。进一步地，所述a层厚度与c层厚度之比为2：3。进一步地，所述a层与c层的厚度之和与b层的厚度之比为1：10。进一步地，所述共聚聚丙烯树脂采用丙烯—乙烯二元共聚物。进一步地，所述爽滑剂为硬脂酸酰胺、硅油、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡和氧化聚乙烯蜡中任一种或多种的混合。进一步地，所述防粘连剂为碳酸钙、硫酸钡、硅酮、滑石粉、二氧化硅和玻璃微珠中任一种或多种的混合。进一步地，所述透明剂为二对甲基苄叉山梨醇、二苄叉山梨醇、3，4-二甲基二苄叉山梨醇、二对乙基二亚苄叉山梨醇和二对氯苄叉山梨醇中任一种或多种的混合。进一步地，所述抗静电剂为单甘酯、乙氧化胺、2-羟乙基脂肪酰胺、n-3-烷氧基-2-羟基丙基单乙醇胺和十八烷基二乙醇胺中任一种或多种的混合。进一步地，所述增挺剂为脂肪族石油树脂(c5)、脂环族树脂(dcpd)、芳香族树脂(c9)、脂肪族/芳香族共聚树脂(c5/c9)及加氢石油树脂中任一种或多种的混合。一种用于制备上述抗暴筋抗皱印刷膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.分别称量配置芯层原料和表层原料；s2.将步骤s1中配置的芯层原料投入主挤出机中进行熔融混炼，将步骤s1中配置的表层原料投入两台辅挤出机中进行熔融混炼；s3.将步骤s2中完成熔融混炼的芯层原料和表层原料经三层复合模头共挤出到激冷辊上，冷却结晶形成厚片；s4.将步骤s3中得到的厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜；s5.将步骤s4中得到的成品薄膜进行切边、收卷；s6.分切步骤s5中收卷薄膜，即得抗暴筋抗皱印刷膜成品。进一步地，按照以下配方配置步骤s1中所述芯层原料和表层原料：芯层包括以下原料并按质量百分比配比：均聚聚丙烯树脂89％～99％、增挺剂0.5％～10％、抗静电剂0.5％～1％；表层包括以下原料并按质量百分比配比：共聚聚丙烯树脂96.5％～98.4％、爽滑剂0.5％～1％、防粘连剂0.1％～0.5％、透明剂1％～2％。进一步地，步骤s2中所述主挤出机熔融混炼温度为230℃～245℃，挤出速度为40r/min～56r/min；两辅挤出机融混炼温度均为230℃～240℃，其中，用于挤出a层原料的辅挤出机a的挤出速度为40r/min～52r/min，用于挤出c层原料的辅挤出机c的挤出速度为20r/min～30r/min。进一步地，步骤s3中所述的三层复合模头挤出温度为230℃～245℃，螺栓m30、m24、m20和m16的力矩扳手拧紧扭矩分别为1200n.m、1000n.m、600n.m和230n.m。进一步地，步骤s3中所述的激冷辊冷却温度为45℃～52℃。进一步地，步骤s3中所述的厚片厚度为0.8mm～1.2mm。进一步地，步骤s4中所述的纵向拉伸预热温度为136～150℃，拉伸温度为138～146℃，定型温度为138～146℃，拉伸倍率为3～6倍。进一步地，步骤s4中所述的横向拉伸预热温度为172～174℃，拉伸温度为155～160℃，定型温度为160～165℃，拉伸倍率为5～10倍。进一步地，步骤s5中所述的收卷方式采用接触收卷，收卷张力为820n～900n、锥度-30％，收卷压力为710n～790n、锥度-24％，接触辊反推压力0.12mpa～0.16mpa。为便于本领域技术人员更加清晰地理解上述技术方案而进行如下说明：1、抗皱的实现：现有研究表明，挺度的增加能够有效缓解印刷时薄膜起皱现象。薄膜挺度可用以下公式表示：s∝d3e其中，s为薄膜挺度，d为薄膜厚度，e为薄膜的杨氏模量(即弹性模量)，dσ为薄膜的拉伸应力，d∈为薄膜的应变，f2值为薄膜变形2％时的应力(引自周文志.pet薄膜挺度初探[j].聚酯工业,1991,(3):12～13、33)。由此可见，薄膜挺度与膜的厚度及弹性模量正相关，且对膜厚度的改变尤为敏感。而弹性模量则主要取决于膜的材质。本发明通过增大芯层厚度，显著提升了薄膜挺度；同时，还在芯层中添加了增挺剂用于增加薄膜的弹性模量，进一步提升薄膜挺度(详见表1～表3)。薄膜挺度的提升，有利于避免印刷过程中起皱而影响印刷效果，且挺度的增大还使薄膜的抗拉伸性能提高，有利于缓解印刷时单元版面尺寸失衡和套色困难等问题。由于芯层内添加的增挺剂使薄膜表面粘度增大，而芯层厚度的增加也使薄膜塑感增强。在薄膜总厚度一定的前提下，若要通过较薄的表层改善上述问题，则必须对表层的组分进行调整，使其具有更加良好的柔韧性和爽滑性能，以保障印刷和包装效果。本发明表层配方中采用具有较好挠曲性的丙烯—乙烯二元共聚物(无规(随意)共聚聚丙烯)，使薄膜外层具有较好的柔韧性。同时，增大爽滑剂的用量并将其添加至表层原料中，使其同时向芯层和表层表面迁移，缓解芯层挺度引起的粘性并降低薄膜外层摩擦系数，确保其在使用设备上的滑动性能。但由于芯层厚度的增加导致面层厚度的减小，使面层配方中不得不增大防粘连剂和爽滑剂的用量。而防粘连剂和爽滑剂均会使薄膜雾度增加、光泽度下降，因而为保证薄膜光学指标符合印刷要求，在面层配方中添加了透明剂(详见表4)。由于透明剂能改变面层共聚聚丙烯树脂结晶度，使结晶颗粒细化；而较高的结晶度将影响爽滑剂的迁移，因此，本发明透明剂与爽滑剂的用量存在关联性。2、抗暴筋的实现：厚薄不均的薄膜在收卷过程中，厚度差异不断叠加导致膜卷处出现暴筋现象，且由于厚度的差异导致薄膜各处拉伸强度也不同，进而在收卷过程中加重了暴筋程度。研究表明，生产工艺对薄膜厚薄均匀性起到决定性作用。现有bopp薄膜生产工艺包括熔融混炼、复合共挤、流延冷却、双向拉伸等成型工序，最终经收卷工序形成成品入库存储。(1)熔融混炼：本发明中印刷膜具有abc三层层状结构，在熔融混炼时应采用三台挤出机对各层进行单独熔炼。其中，芯层b层为主层，采用主挤出机熔炼；表层a层和表层c层分布采用辅挤出机a和辅挤出机c进行熔炼。各层原料应在挤出机中得到充分熔融和混合，以形成均匀的熔体，才能够实现等速流动，从而保证薄膜厚度均匀性。由于芯层原料与表层原料成分不同，因而主挤出机与辅挤出机所采用的加热温度不同(详见表5)。(2)复合共挤：且由于a、b、c三层具有不同的厚度，因而三台挤出机的挤出转速须相互配合。而由于原料的不同，使熔炼形成的芯层熔体和表层熔体的物理性质存在一定的差异，影响两者的流动状态，因而芯层熔体和表层熔体的挤出最适流速并非为一定值。采用本发明配方进行生产，当主挤出机挤出速度为40r/min～56r/min，辅挤出机a挤出速度为40r/min～52r/min，辅挤出机c的挤出速度为20r/min～30r/min时，挤出机内芯层原料和表层原料均可实现充分熔融混炼，使薄膜具有较好的均匀度。芯层熔体和两表层熔体被定量送至共挤模头中，由模唇处通过形成复合流延膜料。模头内的共挤温度及模唇开度均匀性都会对薄膜厚度均匀度产生一定的影响(详见表6和表7)。(3)流延冷却：自模唇处形成的复合流延膜料在风刀等设备的辅助下贴合在流延辊表面进行冷却形成厚片，并在流延辊的带动下被牵拉至后续工序中进行双向拉伸。流延辊对流延膜料的冷却温度对膜料的结晶进程具有较大的影响，过低的冷却温度加剧薄膜缩颈现象，从而使薄膜两端厚度增加(详见表6)。而流延辊的转速不仅影响流延膜料的冷却效果(详见表6)，而且直接限定了厚片的厚度，从而影响后续拉伸性能。(4)双向拉伸：厚片依次经过纵向拉伸和横向拉伸后定型为具有合格规格的薄膜。纵向拉伸和横向拉伸均包括预热、拉伸、定型三个阶段，须对各阶段进行合理的温度设置，使薄膜得到均匀、合理地拉伸，以保证拉伸过程中的厚度均匀性以及拉伸后较小的回缩率，从而获得厚度均匀性良好的薄膜成品(详见表8)。(5)收卷：收卷过程中，须保持收卷辊轴处的薄膜成品拉伸张力均衡，才能保证膜卷表面平整。目前多采用接触式收卷方式，通过收卷辊主动牵拉和接触辊反向压持对柔性较大的bopp进行收卷。收卷辊与接触辊间拉力与压力平衡情况对收卷薄膜平整度影响较大(详见表9)。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例并非本发明全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域一般技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：一种抗暴筋抗皱印刷膜，其结构为abc层状复合结构。a层和c层为表层，均含有96.5％的的丙烯—乙烯二元共聚物、1％的硬脂酸酰胺，0.5％的碳酸钙和2％的二对甲基苄叉山梨醇，a层厚度为0.8μm，c层厚度为1.2μm；b层为芯层，含有89％的均聚聚丙烯树脂、10％的脂肪族石油树脂(c5)和1％的单甘酯，厚度为20μm。印刷膜总厚度为22μm。一种用于制备上述抗暴筋抗皱印刷膜的方法，采用以下步骤：s1.按照质量百分比分别称量配置芯层原料和表层原料：芯层原料：均聚聚丙烯树脂89％，脂肪族石油树脂(c5)10％，单甘酯1％；表层原料：丙烯—乙烯二元共聚物96.5％，硬脂酸酰胺1％，碳酸钙0.5％，二对甲基苄叉山梨醇2％。s2.将步骤s1中配置的芯层原料投入主挤出机中进行熔融混炼，主挤出机熔融混炼温度为230℃，挤出速度为40r/min；将步骤s1中配置的表层原料投入两台辅挤出机中进行熔融混炼，辅挤出机融混炼温度均为230℃，用于挤出a层原料的辅挤出机a的挤出速度为40r/min，用于挤出c层原料的辅挤出机c的挤出速度为20r/min。s3.将步骤s2中完成熔融混炼的芯层原料和表层原料经三层复合模头共挤出到激冷辊上，三层复合模头挤出温度为230℃，螺栓m30、m24、m20和m16的力矩扳手拧紧扭矩分别为1200n.m、1000n.m、600n.m和230n.m，激冷辊冷却温度为45℃～47℃，冷却结晶形成厚度为0.8mm的厚片。s4.将步骤s3中得到的厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜：纵向拉伸预热温度为136℃，拉伸温度为138℃，定型温度为138℃，拉伸倍率为3～6倍；横向拉伸预热温度为172℃，拉伸温度为155℃，定型温度为160℃，拉伸倍率为5～10倍。s5.将步骤s4中得到的成品薄膜采用锥度-30％、820n的收卷张力，锥度-24％、710n的收卷压力，0.12mpa接触辊反推压力进行收卷。s6.分切步骤s5中收卷薄膜，即得抗暴筋抗皱印刷膜成品。实施例2：一种抗暴筋抗皱印刷膜，其结构为abc层状复合结构。a层和c层为表层，均含有98.4％的的丙烯—乙烯二元共聚物、0.5％的硅油，0.1％的硫酸钡和1％的二苄叉山梨醇，a层厚度为1μm，c层厚度为1.5μm；b层为芯层，含有99％的均聚聚丙烯树脂、0.5％的脂环族树脂(dcpd)和0.5％的乙氧化胺，厚度为25μm。印刷膜总厚度为27.5μm。一种用于制备上述抗暴筋抗皱印刷膜的方法，采用以下步骤：s1.按照质量百分比分别称量配置芯层原料和表层原料：芯层原料：均聚聚丙烯树脂99％，脂环族树脂(dcpd)0.5％，乙氧化胺0.5％；表层原料：丙烯—乙烯二元共聚物98.4％，硅油0.5％，硫酸钡0.1％，二苄叉山梨醇1％。s2.将步骤s1中配置的芯层原料投入主挤出机中进行熔融混炼，主挤出机熔融混炼温度为245℃，挤出速度为56r/min；将步骤s1中配置的表层原料投入两台辅挤出机中进行熔融混炼，辅挤出机融混炼温度均为240℃，用于挤出a层原料的辅挤出机a的挤出速度为52r/min，用于挤出c层原料的辅挤出机c的挤出速度为30r/min。s3.将步骤s2中完成熔融混炼的芯层原料和表层原料经三层复合模头共挤出到激冷辊上，三层复合模头挤出温度为245℃，螺栓m30、m24、m20和m16的力矩扳手拧紧扭矩分别为1200n.m、1000n.m、600n.m和230n.m，激冷辊冷却温度为50℃～52℃，冷却结晶形成厚度为1.2mm的厚片。s4.将步骤s3中得到的厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜：纵向拉伸预热温度为150℃，拉伸温度为146℃，定型温度为146℃，拉伸倍率为3～6倍；横向拉伸预热温度为174℃，拉伸温度为160℃，定型温度为165℃，拉伸倍率为5～10倍。s5.将步骤s4中得到的成品薄膜采用锥度-30％、900n的收卷张力，锥度-24％、790n的收卷压力，0.16mpa接触辊反推压力进行收卷。s6.分切步骤s5中收卷薄膜，即得抗暴筋抗皱印刷膜成品。实施例3：一种抗暴筋抗皱印刷膜，其结构为abc层状复合结构。a层和c层为表层，均含有97.3％的的丙烯—乙烯二元共聚物、0.8％的芥酸酰胺，0.3％的硅酮和1.6％的3，4-二甲基二苄叉山梨醇，a层厚度为0.9μm，c层厚度为1.35μm；b层为芯层，含有95％的均聚聚丙烯树脂、4.2％的芳香族树脂(c9)和0.8％的2-羟乙基脂肪酰胺，厚度为22.5μm。印刷膜总厚度为24.75μm。一种用于制备上述抗暴筋抗皱印刷膜的方法，采用以下步骤：s1.按照质量百分比分别称量配置芯层原料和表层原料：芯层原料：均聚聚丙烯树脂95％，芳香族树脂(c9)4.2％，2-羟乙基脂肪酰胺0.8％；表层原料：丙烯—乙烯二元共聚物97.3％，芥酸酰胺0.8％，硅酮0.3％，3，4-二甲基二苄叉山梨醇1.6％。s2.将步骤s1中配置的芯层原料投入主挤出机中进行熔融混炼，主挤出机熔融混炼温度为242℃，挤出速度为50r/min；将步骤s1中配置的表层原料投入两台辅挤出机中进行熔融混炼，辅挤出机融混炼温度均为242℃，用于挤出a层原料的辅挤出机a的挤出速度为48r/min，用于挤出c层原料的辅挤出机c的挤出速度为26r/min。s3.将步骤s2中完成熔融混炼的芯层原料和表层原料经三层复合模头共挤出到激冷辊上，三层复合模头挤出温度为240℃，螺栓m30、m24、m20和m16的力矩扳手拧紧扭矩分别为1200n.m、1000n.m、600n.m和230n.m，激冷辊冷却温度为43℃～47℃，冷却结晶形成厚度为1mm的厚片。s4.将步骤s3中得到的厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜：纵向拉伸预热温度为145℃，拉伸温度为140℃，定型温度为142℃，拉伸倍率为3～6倍；横向拉伸预热温度为173℃，拉伸温度为158℃，定型温度为163℃，拉伸倍率为5～10倍。s5.将步骤s4中得到的成品薄膜采用锥度-30％、880n的收卷张力，锥度-24％、750n的收卷压力，0.15mpa接触辊反推压力进行收卷。s6.分切步骤s5中收卷薄膜，即得抗暴筋抗皱印刷膜成品。以上实施例对本发明的结构及实施方式进行了阐述，用于帮助理解本发明的核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据上述思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。表1.薄膜复合结构厚度及厚度的取值：表层厚度μm弹性模量gpa表层厚度μm弹性模量gpa芯层厚度μm弹性模量gpa0.10.311.00.94180.550.20.361.10.93190.610.30.451.20.91200.860.40.521.30.92210.890.50.591.40.92220.880.60.661.50.90230.820.70.711.60.81240.820.80.911.70.77250.800.90.941.80.58260.71由上可见，表层厚度范围为0.8μm～1.5μm，芯层厚度范围为20μm～25μm时，对应的弹性模量最优，使薄膜能够具有较佳的挺度。为进一步获得表层与芯层的最佳组合，进而取芯层厚度为20μm对两表层(a层和c层)厚度进行组合实验。试验设计如下表所示：表2.两表层厚度组合设计表：得最优组合为a1c3和a3c6。由最优组合可得：a层与c层厚度的最优比值为2:3，a+c层厚度与b层厚度的最优比值为1:10；a层厚度范围为0.8μm～1.0μm，c层厚度范围为1.2μm～1.5μm。表3.薄膜芯层组分取值：均聚聚丙烯树脂弹性模量gpa增挺剂弹性模量gpa抗静电剂弹性模量gpa85％0.730.1％0.660.1％0.5487％0.790.3％0.690.2％0.6789％0.900.5％0.910.3％0.7190％0.900.8％0.940.4％0.7591％0.931％0.920.5％0.8992％0.922％0.910.6％0.9293％0.954％0.920.7％0.9294％0.946％0.920.8％0.9395％0.938％0.910.9％0.9396％0.9410％0.911％0.9197％0.9412％0.791.2％0.8198％0.9215％0.661.4％0.7399％0.9018％0.611.6％0.61100％0.7720％0.571.8％0.56由上可见，均聚聚丙烯树脂含量为89％～99％，增挺剂含量为0.5％～10％，抗静电剂含量为0.5％～1％时，薄膜具有较佳的挺度。表4.薄膜表层组分取值：由上可见，共聚聚丙烯树脂含量为96.5％～98.4％，爽滑剂含量为0.5％～1％，防粘连剂含量为0.1％～0.5％，透明剂含量为1％～2％时，薄膜手感柔韧，并具有较佳的光泽度和雾度。表5.熔融混炼工艺：主挤出机温度混炼效果薄膜均匀度辅挤出机温度混炼效果薄膜均匀度220℃颗粒物待改善220℃颗粒物待改善225℃颗粒物待改善225℃颗粒物待改善230℃均匀保持230℃均匀保持235℃均匀保持235℃均匀保持240℃均匀保持240℃均匀保持245℃均匀保持245℃均匀待改善250℃均匀待改善250℃均匀待改善注：采用红外线测厚仪自带评价结论作为薄膜均匀度评价指标。由上可见，主挤出机熔融混炼温度为230℃～245℃，辅挤出机熔融混炼温度均为230℃～240℃时，挤出机内芯层原料和表层原料均可实现充分熔融混炼，使薄膜具有较好的均匀度。表6.流延工艺：由上可见，复合模头挤出温度为230℃～245℃，螺栓m30的力矩扳手拧紧扭矩为1100n.m～1300n.m、m24的力矩扳手拧紧扭矩为900n.m～1100n.m、m20的力矩扳手拧紧扭矩为500n.m～600n.m、m16的力矩扳手拧紧扭矩为230n.m～250n.m，流延辊冷却温度为45℃～52℃时，制得的薄膜具有较好的均匀度。为得出螺栓的最优组合，采用正交表l9(3^4)对上述螺栓扳手拧紧扭矩进行如下表所示出的4因素3水平正交试验：表7.螺栓扳手拧紧扭矩试验设计表：得最优组合为：a2b2c3d1，即螺栓m30、m24、m20和m16的力矩扳手拧紧扭矩分别为1200n.m、1000n.m、600n.m和230n.m。表8.拉伸工艺：由上可见，流延冷却后的厚片厚度为0.8mm～1.2mm；纵向拉伸预热温度为136～150℃、拉伸温度为138～146℃、定型温度为138～146℃、拉伸倍率为3～6倍；横向拉伸预热温度为172～174℃、拉伸温度为155～160℃、定型温度为160～165℃、拉伸倍率为5～10倍时，制得的薄膜具有较好的均匀度。表9.收卷工艺：由上可见，接触收卷的收卷张力为820n～900n、锥度-30％，收卷压力为710n～790n、锥度-24％，接触辊反推压力0.12mpa～0.16mpa时，薄膜成品具有良好的外观，其表面平整、端面整齐。当前第1页12