用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法，属于双向拉伸聚丙烯薄膜加工技术领域。
背景技术
为求皮革色彩丰富、细腻、光彩夺目、持久、耐磨耐高温等功能，一般要在表面印刷，因皮革制品的不平整性，在选择印刷的过程中一般都采用转移技术，且通常以双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称BOPET)薄膜为基材，采用凹版涂布、印刷、真空镀铝及背涂热溶胶(热敏胶)而成，可通过加热、加压的方法将铝层、色彩转移到皮革、纺织品等基材上，从而改变基材外观及品质，起着提高产品档次的作用。用BOPET薄膜为基材是因其高挺度(性能指标表示为“弹性模量”)和低热收缩率。其缺点是BOPET对油墨有选择性，可印性没有BOPP好；密度为1.41g/cm3，相同表面积单位成本比BOPP(密度为0.905g/cm3)高。普通双向拉伸聚丙烯薄膜不能用于皮革印刷转移是因为普通双向拉伸聚丙烯薄膜在挺度和热收缩率上与BOPET有差距。同时，在生产双向拉伸聚丙烯薄膜过程中为防止薄膜粘连必须在表层加抗粘剂，而通用抗粘剂是一种合成硅石，在转移油墨或铝层过程中易划伤油墨或铝层，影响转印质量。通用双向拉伸聚丙烯薄膜弹性膜量纵向在1400Mpa左右，横向在2200Mpa左右，热收缩率(纵/横)：≤5.0％，≤4.0％，只要实现弹性膜量(纵/横)≥1900/3200Mpa，热收缩率(纵/横)：≤3.0％，≤1.0％，改变防粘剂种类就可将双向拉伸聚丙烯薄膜用于皮革印刷转移。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明提供了一种高弹性模量、低热收缩率的用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，包括上表层、芯层、下表层，所述上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98-99％、防粘剂1-2％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯87.5-93.2％，抗静电剂0.8-1.5％、转移剂2-3％、成核剂4-8％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯97-98％、防粘剂2-3％的组分配制而成。
作为上述方案的进一步优选，所述防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；所述抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂；所述成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；所述转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。
作为上述方案的进一步优选，所述抗静电剂种类为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂。
所述上表层的厚度为1.5μ、芯层的厚度为17.0μ、下表层的厚度为1.5μ。
一种用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜的制造方法，包括如下步骤：
(1)投料：将上表层、芯层、下表层的各组分按权利要求1所述的重量百分比分别投入到各自对应的双螺杆挤出机内。
(2)挤出塑化。
(3)铸片冷却：激冷辊的水温控制在40℃，水槽的水温控制在40℃。
(4)纵向拉伸：拉伸倍率提高到5.0-5.5。
(5)横向拉伸：拉伸倍率提高到10.0-12.0，定型温度为170-174℃。
铸片冷却工序、纵向拉伸工序、横向拉伸工序中突破传统工艺的相关参数设定目的都是增大薄膜制品结晶生成，使薄膜弹性膜量增大，热收缩率降低。
(6)牵引测厚度、电晕处理：对上表层进行电晕处理，润湿张力为44-46达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷。
(8)时效三天：在35℃的温度环境下，静置3天。(即进行第二次结晶)
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其弹性膜量(纵/横)≥1900/3200Mpa，热收缩率(纵/横)：≤3.0％/1.0％，润湿张力≥38。本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜的制造方法简单、生产成本低。本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜相比传统的双向拉伸聚丙烯薄膜具有更高的弹性模量，更低热收缩率，能替代双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜在皮革印刷转移领域的应用。本发明与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜比较具有更好的油墨选择性，具有更低的单位面积重量，降低使用成本。
原料说明：
均聚聚丙烯：我们选用新加坡住友料，牌号FS3011E，此料较其它均聚PP机械强度好，相同配方生产出产品挺括度比其它原料生产产品好；
防粘剂：我们选用比利时舒尔曼公司ABVT22，有效成份是聚甲基丙烯酸甲酯，颗粒是圆形，硬度相对较软，相比其他抗粘剂摩擦系数较小，耐划伤，可避免在转移油墨或铝层过程中划伤油墨或铝层；
低分子量石油氢化树脂：比利时A.Schulman公司生产一种成核剂(NA10944，又称增挺剂)，属石油氢化树脂类，加入芯层增加薄膜挺度(即弹性模量)，改善厚度均匀性；
迁移型大分子量酰胺类转移剂(十八烷基芥酸酰胺)：比利时A.Schulman公司生产(KER6)，一种特地为印刷，复合薄膜开发的大分子量酰胺类转移剂，迁移到膜表面起隔离层作用，对电晕影响较小；
抗静电剂：上海佳摩公司产抗静电剂(GAS982)，为乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配组份，通过时效迁移到薄膜表面和空气中水结合起到消除静电作用。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受以下实施例所限定。
实施例1：
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯99％、防粘剂1％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯93.2％，抗静电剂0.8％、转移剂2％、成核剂4％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98％、防粘剂2％的组分配制而成。其中，防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂，优选为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂；成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。上表层的厚度控制为1.5μ、芯层的厚度控制为17.0μ、下表层的厚度控制为1.5μ。具体的制造方法如下：
(1)投料：将上表层、芯层、下表层的各组分分别投入到各自对应的双螺杆挤出机内。
(2)挤出塑化：将各组分在双螺杆挤出机中，在250℃的温度条件下熔融挤出。
(3)铸片冷却：挤出机挤出熔体经平膜口缝隙挤出经激冷辊和水槽冷却成厚片，口模缝隙2.7mm，激冷辊的水温控制在40℃，水槽的水温控制在40℃。
(4)纵向拉伸：厚片在预热温度为138℃下预热28秒钟，在130℃温度下拉伸5.0倍，在145℃温度下定型1.5秒钟。
(5)横向拉伸：厚片在横拉机中在172℃温度下预热6秒钟，在158℃温度下横向拉伸10.0倍，在170℃温度下定型6秒钟。
(6)牵引测厚度、电晕处理：薄膜测厚度后对上表层进行电晕处理，润湿张力为44达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷：薄膜在合适张力下卷成半成品(常规工艺，在此就不多作赘述)。
(8)时效三天：在35℃的温度环境下，静置3天。
实施例2：
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯99％、防粘剂1％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯91.5％，抗静电剂1.0％、转移剂2.5％、成核剂5％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98％、防粘剂2.0％的组分配制而成。其中，防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂，优选为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂；成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。上表层的厚度控制为1.5μ、芯层的厚度控制为17.0μ、下表层的厚度控制为1.5μ。具体的制造方法如下：
(1)投料：同实施例1。
(2)挤出塑化：同实施例1。
(3)铸片冷却：同实施例1。
(4)纵向拉伸：将拉伸倍率设定为5.1，其余同实施例1。
(5)横向拉伸：将拉伸倍率设定为11，定型温度设定为171℃。其余同实施例1。
(6)牵引测厚度、电晕处理：薄膜测厚度后对上表层进行电晕处理，润湿张力为45达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷：同实施例1。
(8)时效三天：同实施例1。
实施例3：
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯99％、防粘剂1％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯89.5％，抗静电剂1.5％、转移剂3.0％、成核剂6％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98％、防粘剂2.0％地组分配制而成。其中，防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂，优选为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂；成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。上表层的厚度控制为1.5μ、芯层的厚度控制为17.0μ、下表层的厚度控制为1.5μ。具体的制造方法如下：
(1)投料：同实施例1。
(2)挤出塑化：同实施例1。
(3)铸片冷却：同实施例1。
(4)纵向拉伸：将拉伸倍率设定为5.2，其余同实施例1。
(5)横向拉伸：将拉伸倍率设定为12，定型温度设定为172℃。其余同实施例1。
(6)牵引测厚度、电晕处理：薄膜测厚度后对上表层进行电晕处理，润湿张力为46达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷：同实施例1。
(8)时效三天：同实施例1。
实施例4：
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98.0％、防粘剂2.0％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯89.5％，抗静电剂1.0％、转移剂2.5％、成核剂7.0％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯97.0％、防粘剂3.0％的组分配制而成。其中，防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂，优选为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂；成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。上表层的厚度控制为1.5μ、芯层的厚度控制为17.0μ、下表层的厚度控制为1.5μ。具体的制造方法如下：
(1)投料：同实施例1。
(2)挤出塑化：同实施例1。
(3)铸片冷却：同实施例1。
(4)纵向拉伸：将拉伸倍率设定为5.3，其余同实施例1。
(5)横向拉伸：将拉伸倍率设定为12，定型温度设定为173℃。其余同实施例1。
(6)牵引测厚度、电晕处理：薄膜测厚度后对上表层进行电晕处理，润湿张力为44达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷：同实施例1。
(8)时效三天：同实施例1。
实施例5：
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98.5％、防粘剂1.5％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯88.0％，抗静电剂1.0％、转移剂3.0％、成核剂8％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯97.5％、防粘剂2.5％的组分配制而成。其中，防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂，优选为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂；成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。上表层的厚度控制为1.5μ、芯层的厚度控制为17.0μ、下表层的厚度控制为1.5μ。具体的制造方法如下：
(1)投料：同实施例1。
(2)挤出塑化：同实施例1。
(3)铸片冷却：同实施例1。
(4)纵向拉伸：将拉伸倍率设定为5.4，其余同实施例1。
(5)横向拉伸：将拉伸倍率设定为12，定型温度设定为174℃。其余同实施例1。
(6)牵引测厚度、电晕处理：薄膜测厚度后对上表层进行电晕处理，润湿张力为45达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷：同实施例1。
(8)时效三天：同实施例1。
实施例6：
本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜，其上表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯98.0％、防粘剂2.0％的组分配制而成；芯层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯87.5％，抗静电剂1.5％、转移剂3，0％、成核剂8.0％的组分配制而成；下表层选用重量百分比分别为均聚聚丙烯97.0％、防粘剂3.0％的组分配制而成。其中，防粘剂为聚甲基丙烯酸甲酯；抗静电剂为一种脂肪胺类或酯类抗静电剂，优选为一种乙氧化烷基胺和甘油单硬脂酸酯复配型抗静电剂；成核剂为一种低分子量石油氢化树脂；转移剂为一种迁移型大分子量酰胺类转移剂。上表层的厚度控制为1.5μ、芯层的厚度控制为17.0μ、下表层的厚度控制为1.5μ。具体的制造方法如下：
(1)投料：同实施例1。
(2)挤出塑化：同实施例1。
(3)铸片冷却：同实施例1。
(4)纵向拉伸：将拉伸倍率设定为5.5，其余同实施例1。
(5)横向拉伸：将拉伸倍率设定为12，定型温度设定为173℃。其余同实施例1。
(6)牵引测厚度、电晕处理：薄膜测厚度后对上表层进行电晕处理，润湿张力为46达因，以便确保时效三天后润湿张力大于38达因。
(7)收卷：同实施例1。
(8)时效三天：同实施例1。
表1：为本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜实施案例的检验数据：
检测项 目名称 及单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 拉伸强 度(纵/ 横) Mpa 141.6/292.8 149.5/300.6 153.2/330.8 156.5/350.8 160.3/369.4 162.5/376.6 断裂伸 长率 (纵/ 横)％ 163/58 164/54 159/55 154/51 149/45 142/42 热收缩 2.3/0.5 1.9/0.2 1.8/0.0 1.8/0.1 1.6/0.0 1.6/-0.2 率(纵/ 横)％ 弹性模 量(纵/ 横)Mpa 1980/3606 2060/3736 2180/3786 2160/3816 2200/3800 2260/3806 摩擦系 数(静/ 动) 0.240/0.197 0.1890/0.207 0.204/0.186 0.190/0.147 0.160/0.127 0.140/0.107 雾度％ 1.42 1.42 1.46 1.48 1.54 1.6 光泽度 ％ 98.8 98.0 97.3 97.6 96.3 96.9 润湿张 力 mN/m 38 38 38 38 38 38
(注：检验数据为时效三天后测量数据，以下相同)
表2：为传统配方、传统工艺生产出来的双向拉伸聚丙烯薄膜的检验数据：
检测项目名称及单位 检验结果 拉伸强度(纵/横)Mpa 138.3/262.4 断裂伸长率(纵/横)％ 184/62 热收缩率(纵/横)％ 4.1/2.0 弹性模量(纵/横)Mpa 1450/2340 摩擦系数(静/动) 0.240/0.187 雾度％ 1.26 光泽度％ 95.0 润湿张力mN/m 38
附测量仪器：
拉伸试验机系英国LLOYD公司生产，型号LRX01/2005；
雾度计系日本Nippon Denshouk公司生产，型号NDH2000；
光泽度计系日本Nippon Denshouk公司生产，型号VG2000；
烘箱系日本Especcorp公司生产，型号PH-101；
摩擦系数测试仪系日本Toyoseikl公司生产，型号AN。
从表1、表2中可以看出，本发明用于皮革印刷转移的双向拉伸聚丙烯薄膜相比传统的双向拉伸聚丙烯薄膜具有更高的弹性模量，更低热收缩率，解决了双向拉伸聚丙烯薄膜用于皮革印刷转移挺度不高，热收缩率过高的难题。