專利名稱：一種雙向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法
技術領域：
本發明涉及包裝用的雙向拉伸聚丙烯薄膜，以及制造這種薄膜的方法。
背景技術：
雙向拉伸聚丙烯薄膜(B0PP薄膜)是一種非常重要的軟包裝材料，其無色、無嗅、 無味、無毒，具有高拉伸強度、沖擊強度、剛性、強韌性和良好的透明性，被廣泛用于食品、衣 物和書籍的包裝。然而，其通常不具有防偽功能，用其包裝需設置防偽標識加以識別的附加 值較高的產品時，需要在包裝的BOPP薄膜上另外再設置專門的防偽標識，其既影響產品的 外觀，又增加了產品的加工工序，而且防偽標識明顯，不隱蔽，仿制者能夠輕易看出，從而仿 制相應的防偽標識，進一步給消費者帶來迷惑。
發明內容
本發明旨在給出一種利用薄膜自身特性對所包裝的產品進行防偽標識的雙向拉 伸聚丙烯薄膜及其制造方法。 本發明的聚丙烯薄膜，包括一層或一層以上的膜層，其特征在于至少有一層膜層 由下述重量份數的原料制成聚丙烯樹脂100份、光密碼材料0. 000001-12份、石油樹脂 0-20份、抗靜電劑0-5份、爽滑劑0-5份、抗粘連劑0-5份。 上述成分中，聚丙烯樹脂是整個薄膜的主要成分，是其它成分的承載體，起承載作 用，其使薄膜具有良好的物理機械性能、光學性能和熱性能。所述聚丙烯樹脂的熔體流動指 數(MFI)為1-8. 5，熔體流動指數的測試條件為230°C、2. 16Kg，按照ASTMD1238 (熱塑性塑 料熔體流動速率的標準測試方法)進行測試。所述的聚丙烯樹脂可為均聚聚丙烯樹脂、共 聚聚丙烯樹脂或加有改善拉伸性能、熱封性能的聚烯烴或彈性體的均聚聚丙烯樹脂和共聚 聚丙烯樹脂。 光密碼材料賦予薄膜具有特殊的功能，使薄膜在特定光線照射下，能夠發出特殊 顏色的光。其可以為在紫外線照射下發出紅熒光、藍熒光、綠熒光、紫熒光或者黃熒光等特 殊顏色光的紫外光密碼材料，如氧化釓、氧化鋱等，或其混合物；也可為在紅外線照射下發 出紅熒光、藍熒光、綠熒光、紫熒光或者黃熒光等特殊顏色光的紅外光密碼材料，如三氧化 二鋁、氟化鉛、氟化鈣、氟化鍶、氟化鑭、氟化鈹、三氧化二銩、三氧化二釤、三氧化二釓、三氧 化二銪等，或其中兩種或多種的混合物。 光密碼材料為多種物質的混合物時，其在特定光線照射下能夠同時發出多種不同
顏色的光線，通過選擇多種不同的光密碼材料的組合，薄膜能夠對應發出不同顏色組合的
光，這些多種顏色組合可構成一個色彩的密碼，從而提升薄膜的防偽性能。 如光密碼材料為多種紅外光密碼材料的混合物，在紅外光照射下時，其能發出多
種不同的色彩的光線，如使用三氧化二鋁、氟化鉛、氟化鈣的組合，其能夠同時發出綠色、紅
色和白色的光，如使用三氧化二鋁、氟化鉛、氟化鈹的組合其能同時發出綠色、紅色和藍色的光。
薄膜中的光密碼材料可僅有紅外光密碼材料或僅有紫外光密碼材料，也可同時既 具有紅外光密碼材料和紫外光密碼材料。其在紅外光照射下時，能夠發出相應的不同色彩 組合的光，在紫外光照射下時又能發出另外的不同色彩組合的光。其使薄膜具有雙重防偽 功能，防偽效果更好、功能更強。 實驗表明光密碼材料以0. 000001重量份到12重量份能夠達到較理想的效果，重 量份數小于O. 000001份時，薄膜中光密碼材料的含量過小，特定光線照射下時，其發出的 特殊顏色的光不明顯，不易于觀察、判斷。當重量份數大于12份時，雖然顯示效果明顯，然 而會影響薄膜的機械性能和加工性能，使薄膜的強度變差。 石油樹脂，用于改善聚丙烯樹脂的加工性能，以及薄膜的物理機械性能和光學性 能。 抗靜電劑，用以降低薄膜的表面電阻率，能夠防塵、改善薄膜的放巻性能和薄膜的 使用性能。抗靜電劑包括胺類抗靜電劑、酯類抗靜電劑等，本發明中可以僅用其中一類，也 可同時使用多類。 爽滑劑，用以降低薄膜表面的摩擦系數，改善薄膜的使用性能。包括硅酮類爽滑 劑、芥酸酰胺類爽滑劑和油酸酰胺類爽滑劑等。本發明中爽滑劑可僅適用其中 一類爽滑劑， 也可同時使用其中的兩類或多類爽滑劑。 抗粘連劑，能夠防止薄膜粘連，改善薄膜的使用性能。抗粘連劑包括二氧化硅、粘 土、硅藻土、聚甲基丙烯酸甲酯和玻璃珠等。本發明中可使用其中一種，也可同時使用其中 的兩種或者多種。 本發明的雙向拉伸聚丙烯薄膜，薄膜至少一層膜層中含有光密碼材料，當采用特 定的光線照射薄膜時，膜層中的光密碼材料可發出特定顏色的光，如紅熒光、藍熒光、綠熒 光、黃熒光等。用其包裝需要防偽的物品時，不需要在薄膜表面上再另外設置防偽標識，其 薄膜本身即具有防偽功能，包裝的物品通過特定光線照射其包裝薄膜觀察是否有特定顏色
光發出即可判斷包裝物品的真偽，從而實現防偽。其以薄膜自身的特性進行防偽，防偽隱蔽 性好，難以被仿制者發現。且不需額外生產和粘貼防偽標識，產品防偽也更加簡單方便。
—種制備上述聚丙烯薄膜的方法，包括下述順序的步驟 A、配料；其中至少有一層膜層的配料包含以下重量份數的成分聚丙烯樹脂100 份、光密碼材料0. 000001-12份、石油樹脂0-20份、抗靜電劑0-5份、爽滑劑0_5份、抗粘連 劑0-5份； B、將配料加入對應的擠出機內，在170°C -290°〇熔融、塑化、擠壓匯流于模頭，并 從模頭于180-28(TC擠出；C、將擠出物送入冷卻鑄片裝置，在l(TC -g(rc下冷卻，形成膜片；D、縱向拉伸；膜片經100-17(TC預熱，拉伸倍率為2-8、拉伸溫度為60-16(TC的縱
向拉伸，溫度范圍為90-17(TC的熱定型； E、橫向拉伸；縱向拉伸后的薄膜再經100-19(TC預熱，拉伸倍率為6-12、拉伸溫度 為60-17(TC橫向拉伸，溫度范圍為90-19(TC進行熱定型；
F、收巻。 本發明的制備上述聚丙烯薄膜的方法，采用的是平膜法雙軸向拉伸工藝，其可適 用于只包含單膜層的薄膜，也適用于多膜層結構的薄膜。單膜層與多膜層制造方法的不同在于單膜層結構的薄膜制造過程，在上述A步驟中配料加入到一臺或幾臺串聯的擠出機 熔融，然后通過模頭擠出；而多膜層在上述A步驟中各膜層的配料分別加入到不同的擠出 機(主擠出機及與其并聯的輔助擠出機)熔融、塑化，然后匯流到同一模頭后再擠出。
擠出機可以為單螺桿擠出機也可以為雙螺桿擠出機，擠出機溫度設置范圍以 170°C _2901:為宜，溫度太低，聚丙烯樹脂塑化不良從而導致薄膜外觀效果差，甚至熔體難 以擠出；溫度太高，聚丙烯樹脂容易分解，從而影響產品性能甚至生產。 冷卻鑄片裝置可以是冷卻鑄片輥和冷卻水槽共同組成，也可以只有冷卻鑄片輥。 從模頭出來的熔體在冷卻鑄片裝置中迅速冷卻為鑄片，冷卻鑄片裝置的冷卻溫度對鑄片 的質量會有很大的影響，其直接影響到下游生產情況，甚至薄膜的質量，為了保證鑄片的質 量，冷卻溫度以10°C -9(TC為宜。 冷卻后的鑄片，經導向輥進入縱向拉伸區域，由縱向拉伸裝置進行縱向拉伸。縱向 拉伸裝置通常包含預熱、縱向拉伸和熱定型三部分。預熱是讓厚片軟化，達到拉伸的要求 (預熱溫度范圍100-170°C );縱向拉伸是預熱后的厚片經存在速差的兩個以上的拉伸輥而 實現的，拉伸倍率設定為2-8，可以采用一次拉伸也可以采用兩次或多次拉伸，拉伸溫度范 圍為60-160°C ;熱定型是增加薄膜尺寸穩定性，溫度范圍為90-170°C。
經過上述縱向拉伸的鑄片在橫向拉伸區域經過預熱、橫向拉伸和熱定型后形成 薄膜，然后進入下游牽引和收巻區域。預熱是讓厚片軟化，達到拉伸的要求(預熱溫度范 圍100-190°C );橫向拉伸是為了提高薄膜的橫向物理機械性能，拉伸倍率設定為6-12， 具體拉伸倍率根據具體情況而定；熱定型是增加薄膜尺寸穩定性，熱定型溫度范圍為
90-190°C。 將上述加工好的具有對特殊頻率光有特殊效果的B0PP薄膜經過牽引后，按照生 產的要求收巻到巻取設備上。 通過上述方法生產出來聚丙烯薄膜，其薄膜的膜層中會有成小顆粒狀分布在薄膜 里的無機物紫外光密碼材料或紅外光密碼材料，或者呈宏觀相容微觀不相容狀態均勻分布 的有機物紅外光密碼材料或紫外光密碼材料，或同時存在，當紅外光或紫外光照射時，其能 發出綠熒光、黃熒光等特定顏色的光，用其包裝物品，可實現防偽。
具體實施方式
實施例一 —種三層膜層的雙向拉伸聚丙烯薄膜，產品厚度為30ym，將聚丙烯樹脂(MFI為 3. 0) 100份(重量份數，下同)、抗靜電劑2份、紅外光密碼材料5份，混合后加入主擠出機； 將聚丙烯樹脂(MFI為3. 0) 100份(重量份數，下同)、爽滑劑1份、抗粘連劑1份，混合后 加入一輔助擠出機；將聚丙烯樹脂(MFI為3. 0) 100份加入另一輔助擠出機；各擠出機的加 工溫度范圍為180-270°C，以三層共擠出方式經同一 (T型或衣架型)模頭擠出，在10-55°C 范圍內，通過鑄片輥和水槽激冷鑄成厚片，厚片進入縱向拉伸區域，縱向拉伸區域溫度設定 為110-15(TC，預熱后，經過5倍縱向拉伸，然后在經過熱定型后，進入橫向拉伸區域，橫向 拉伸區域溫度設定為150-18(TC，先預熱，再進行9倍橫向拉伸，然后在進行熱定型來控制 薄膜的尺寸穩定性，最后經過收巻機收巻，即可制得具有紅外光密碼的雙向拉伸聚丙烯薄 膜(BOPP薄膜)。其一膜層中具有紅外光密碼材料，在紅外線照射時，能夠發出綠熒光或黃
5熒光，借助紅外檢測器其可以發聲或顯示綠熒光或黃熒光。上述薄膜在經橫向拉伸后，可進
行電暈處理，經電暈處理后，可使薄膜具有良好的復合性能或印刷性能。 實施例二 —種單層結構的雙向拉伸聚丙烯薄膜，產品厚度為40ym，將聚丙烯樹脂(MFI為 3. 0) 100份(重量份數，下同)、紫外光密碼材料5份、抗靜電劑2份、爽滑劑1份、抗粘連劑 l份，混合后加入擠出機，擠出機的加工溫度范圍為180-27(TC，經(T型或衣架型)模頭擠 出，在10-55t:范圍內，通過鑄片輥和水槽激冷鑄成厚片，厚片進入縱向拉伸區域，縱向拉伸 區域溫度設定為110-15(TC，預熱后，經過5倍縱向拉伸；然后在進過熱定型后進入橫向拉 伸區域，橫向拉伸區域溫度設定為150-18(TC，先預熱，再進行9倍橫向拉伸，然后在進行熱 定型來控制薄膜的尺寸穩定性，經過上述拉伸的厚片進行電暈處理，使薄膜具有良好的復 合性能或印刷性能，最后經過收巻機收巻，就可以制得借紫外檢測器可以顯示綠熒光或發 聲的具有紫外光密碼的雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP薄膜)。
實施例三 —種單膜層的雙向拉伸聚丙烯薄膜，產品厚度為40ym，將聚丙烯樹脂(MFI為 3. 0) 100份(重量份數，下同)、紅外光密碼材料4份、紫外光密碼材料4份、抗靜電劑2份、 爽滑劑1份、抗粘連劑1份，混合后加入擠出機，擠出機的加工溫度范圍為180-27(TC，經(T 型或衣架型)模頭擠出，在10-55t:范圍內，通過鑄片輥和水槽激冷鑄成厚片(鑄片)，厚片 進入縱向拉伸區域，縱向拉伸區域溫度設定為110 15(TC，預熱后，經過5倍縱向拉伸；然 后在進過熱定型后進入橫向拉伸區域，橫向拉伸區域溫度設定為150-18(TC，先預熱，再進 行9倍橫向拉伸，然后在進行熱定型來控制薄膜的尺寸穩定性，經過上述拉伸的厚片進行 電暈處理，使薄膜具有良好的復合性能或印刷性能，最后經過收巻機收巻，就可以制得借助 紅外檢測器可以發聲、顯示綠熒光，借助紫外檢測器可以顯示紅熒光或發聲的具有復合紅 外光和紫外光密碼的雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP薄膜)。
權利要求
一種雙向拉伸聚丙烯薄膜，包括一層或一層以上的膜層，其特征在于至少有一層膜層由下述重量份數的原料制成聚丙烯樹脂100份、光密碼材料0.000001-12份、石油樹脂0-20份、抗靜電劑0-5份、爽滑劑0-5份、抗粘連劑0-5份。
2. 根據權利要求1所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于所述聚丙烯樹脂的熔體 流動指數為1-8.5。
3. 根據權利要求1所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于所述光密碼材料為在紫 外線照射下發出特殊顏色光的紫外光密碼材料，或所述光密碼材料為在紅外線照射下發出 特殊顏色光的紅外光密碼材料。
4. 根據權利要求3所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于所述紫外光密碼材料包括氧化釓、氧化鋱中的一種或兩種。
5. 根據權利要求3所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于所述紅外光密碼材料包括三氧化二鋁、氟化鉛、氟化鈣、氟化鍶、氟化鑭、氟化鈹、三氧化二銩、三氧化二釤、三氧化 二釓和三氧化二銪中的一種或幾種。
6. 根據權利要求1所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于所述爽滑劑包括硅酮類爽滑劑、芥酸酰胺類爽滑劑和油酸酰胺類爽滑劑中的一種或幾種。
7. 根據權利要求l所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于抗粘連劑包括二氧化硅、粘土、硅藻土、聚甲基丙烯酸甲酯和玻璃珠中的一種或幾種。
8. 根據權利要求2所述的雙向拉伸聚丙烯薄膜，其特征在于聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯樹脂、共聚聚丙烯樹脂或加有改善拉伸性能、熱封性能的聚烯烴或彈性體的均聚聚丙烯 樹脂和共聚聚丙烯樹脂。
9. 一種制造上述雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，包括下述順序的步驟A、 配料；其中至少有一層膜層的配料包含以下重量份數的成分聚丙烯樹脂100份、光密碼材料0. 000001-12份、石油樹脂0-20份、抗靜電劑0-5份、爽滑劑0_5份、抗粘連劑0_5 份；B、 將配料加入對應的擠出機內，在170°C _2901:熔融、塑化、擠壓匯流于模頭，并從模 頭于180-28(TC擠出；C、 將擠出物送入冷卻鑄片裝置，在l(TC -g(rc下冷卻，形成膜片；D、 縱向拉伸；膜片經100-17(TC預熱，拉伸倍率為2-8、拉伸溫度為60-16(TC的縱向拉 伸，溫度范圍為90-17(TC的熱定型；E、 橫向拉伸；縱向拉伸后的薄膜經100-19(TC預熱，拉伸倍率為6-12、拉伸溫度為 60-17(TC橫向拉伸，溫度范圍為90-19(TC進行熱定型；F、 收巻。
10. 根據權利要求9所述的制造雙向拉伸聚丙烯薄膜的方法，其特征在于上述步驟E 和F間，增加電暈處理步驟。
全文摘要
本發明公開了一種雙向拉伸聚丙烯薄膜，包括一層或一層以上的膜層，至少有一層膜層由下述重量份數的原料制成聚丙烯樹脂100份、光密碼材料0.000001-12份、石油樹脂0-20份、抗靜電劑0-5份、爽滑劑0-5份、抗粘連劑0-5份。上述薄膜，采用特定的光線照射薄膜時，膜層中的光密碼材料可發出特定顏色的光，如綠熒光、黃熒光等。其具有光密碼功能，用其包裝需要防偽的物品時，不需另外設置防偽標識，而以薄膜本身即可防偽，防偽隱蔽性好，難以被仿制者發現。且不需額外生產和粘貼防偽標識，產品防偽也更加簡單方便。
文檔編號B29L7/00GK101712778SQ20091019416
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月25日 優先權日2009年11月25日
發明者張力平, 張敏, 羅文強, 薛鵬, 鄭少華, 郝強, 龍彪 申請人:佛山塑料集團股份有限公司;湖南洲洋新材料有限公司;上海煙草(集團)公司