本發(fā)明涉及雙向拉伸聚丙烯薄膜，特別是涉及一種紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、目前激光防偽卡紙制造工藝中，bopp鐳射膜的鐳射面是經(jīng)激光全息壓印工藝將鐳射膜表面熱塑性聚烯烴材料經(jīng)與鎳板或者鐳射pet膜鐳射面熱壓、軟化后，呈現(xiàn)出工作版或轉(zhuǎn)移膜表面的激光全息圖案，再經(jīng)電暈在表面鍍鋁或者蒸鍍得到。bopp鐳射膜可以與各類覆膜基材（例如鍍鋁卡紙?）通過紙塑熱復合使用，起到防偽及裝飾的作用，因此得到廣泛的應用。

2、但現(xiàn)有技術(shù)的bopp鐳射膜仍存在以下問題：一是覆膜過程中，往往需要在bopp鐳射膜的光面電暈處理后涂覆膠粘層，才能與鍍鋁卡紙復合，這種覆膜方式一方面限制了bopp鐳射膜的推廣應用，另一方面容易出現(xiàn)膠粘劑組分與鍍鋁卡紙中的鍍鋁層發(fā)生化學反應進而導致影響鍍鋁層的阻隔性能，尤其是阻濕性能，進而不利于包裝內(nèi)容物的貨架期（比如香煙、烘焙食品）；二是bopp鐳射膜本身阻隔性能不夠，不利于bopp鐳射膜作為基膜與蒸鍍鋁層的阻濕性能協(xié)同，即不利于包裝內(nèi)容物的貨架期。

3、中國專利cn108977107b公開了一種可模壓熱復合聚丙烯薄膜及其制備方法和應用，其中的可模壓熱復合聚丙烯薄膜，同時具有激光模壓層和熱熔膠層，經(jīng)激光信息的模壓印制及其表面蒸鍍介質(zhì)后，能夠直接熱壓覆合在紙印刷品等材料上，而無需涂覆膠粘劑層。然而該專利并未涉及如何調(diào)控模壓層與熱熔膠層的溫度匹配性使薄膜能夠在不影響熱熔膠層與鍍鋁卡紙的熱復合性能的前提下滿足模壓層的激光全息壓印工藝要求，也未考慮薄膜整體的阻隔性以及薄膜的激光模壓層電暈處理后的鍍鋁適用性不足，從而對覆膜包裝用基材阻隔性產(chǎn)生不利影響，進而不利于包裝內(nèi)容物的貨架期的延長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜，本發(fā)明的薄膜能夠在不影響低熔點熱復合層性能的前提下滿足可壓印表層的激光全息壓印工藝要求，無需膠粘層即可與鍍鋁卡紙直接熱復合，復合強度高，具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢，且經(jīng)過覆膜及鍍鋁后得到的激光防偽卡紙阻隔性能好，有利于延長包裝內(nèi)容物的貨架期。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的：

3、一種紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜，包括依次設置的可壓印表層、芯層和低熔點熱復合層，所述可壓印表層包括共聚聚丙烯和15-25wt%乙烯-降冰片烯共聚物a，所述乙烯-降冰片烯共聚物a的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90-100℃；所述低熔點熱復合層包括5-10wt%乙烯-降冰片烯共聚物b和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述乙烯-降冰片烯共聚物b的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為85-95℃；所述芯層包括聚丙烯。

4、本發(fā)明人經(jīng)過大量實驗驗證和深入研究，基于現(xiàn)有技術(shù)中因可壓印表層的高模壓溫度與熱復合層的低熔點而存在的溫度匹配性問題，在可壓印表層和低熔點熱復合層加入不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的乙烯-降冰片烯共聚物，通過對可壓印表層和低熔點熱復合層進行溫度的差異性設計和調(diào)控，使薄膜能夠在不影響低熔點熱復合層與鍍鋁卡紙的熱復合效果的前提下滿足可壓印表層的激光全息壓印工藝要求，無需膠粘層即可與鍍鋁卡紙直接熱復合，復合強度高，同時又利用乙烯-降冰片烯共聚物中特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，有利于薄膜整體的阻隔性的提升，有利于保證鍍鋁牢度，從而保證覆膜后包裝用基材的阻隔性，有利于延長包裝內(nèi)容物的貨架期。

5、所述可壓印表層包括共聚聚丙烯和15-25wt%乙烯-降冰片烯共聚物a，所述乙烯-降冰片烯共聚物a的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90-100℃。在所述可壓印表層加入15-25wt%玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90-100℃的乙烯-降冰片烯共聚物a，不僅可以一定程度上降低可壓印表層的模壓溫度，從而利于模壓時低熔點熱復合層不易被破壞，而且基于乙烯-降冰片烯共聚物的特殊環(huán)狀結(jié)構(gòu)還有利于薄膜整體優(yōu)良的阻隔性，另外還使可壓印表層經(jīng)過電暈處理后具有鍍鋁適用性，有利于保證鍍鋁牢度，進一步提高覆膜后包裝用基材的阻隔性，有利于延長包裝內(nèi)容物的貨架期。若乙烯-降冰片烯共聚物a在可壓印表層的加入量低于15wt%，則無法有效降低可壓印表層的模壓溫度，也就不利于模壓時低熔點的熱復合層不易被破壞；若乙烯-降冰片烯共聚物a在可壓印表層的加入量高于25wt%，雖然更有利于降低可壓印表層的模壓溫度，但由于乙烯-降冰片烯共聚物分子鏈上的剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)，會導致含可壓印表層在薄膜經(jīng)雙向拉伸工藝后因所述可壓印表層的內(nèi)應力大于其他各層而出現(xiàn)向可壓印表層翹曲的現(xiàn)象，甚至與芯層之間因可拉伸性差異出現(xiàn)層間剝離，造成雙向拉伸生產(chǎn)不順暢。選擇玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90-100℃的乙烯-降冰片烯共聚物a，有利于降低可壓印表層的模壓溫度，同時又保持了一定的熔融流動性，獲得適用于雙向拉伸的厚片。若加入的乙烯-降冰片烯共聚物a的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于90℃，其與共聚聚丙烯的熔點差異過大，不利于獲得適用于雙向拉伸的均勻厚片，也可能導致模壓時可壓印表層粘附在版輥上，降低壓印速度；若加入的乙烯-降冰片烯共聚物a的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于100℃，則不利于降低可壓印表層的模壓溫度，可壓印表層與低熔點熱復合層之間的溫度匹配性差，導致模壓時低熔點熱復合層粘附在預熱輥上而導致破損或印跡不能正常使用。

6、在低熔點熱復合層加入5-10wt%玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為85-95℃的乙烯-降冰片烯共聚物b，一定程度上有利于提高低熔點熱復合層的熱復合溫度，從而保證模壓時可壓印表層與低熔點熱復合層具有良好的溫度匹配性，不會破壞低熔點熱復合層，同時提高了低熔點熱復合層的硬挺性，有利于收解卷的順暢性，而且進一步增強了薄膜的阻隔性能，有利于覆膜后包裝用基材的阻隔性，利于包裝內(nèi)容物的貨架期的延長。若乙烯-降冰片烯共聚物b加入量少于5wt%，則無法有效提高低熔點熱復合層的熱復合溫度，即使可壓印表層的模壓溫度降低，低熔點熱復合層表面在相應的模壓溫度條件下因接觸較高溫度的預熱輥仍然會被破壞，導致破損或印跡不能正常使用；若乙烯-降冰片烯共聚物b加入量高于10wt%，低熔點熱復合層的主要有效組分eva濃度偏低從而導致薄膜低熔點熱復合層與鍍鋁卡紙之間的界面結(jié)合力偏低，不利于與鍍鋁卡紙的牢固復合。由于所述低熔點熱復合層直接與拉伸輥筒接觸，本發(fā)明選擇所述乙烯-降冰片烯共聚物b的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在85-95℃，有利于避免粘附在拉伸輥筒或模壓工藝中除特氟龍輥之外的其他鍍鉻輥上而導致破損或印跡不能正常使用，有利于生產(chǎn)和應用加工的順暢性。若乙烯-降冰片烯共聚物b的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于85℃，則無法有效提高低熔點熱復合層的熱復合溫度，即使可壓印表層的模壓溫度降低，低熔點熱復合層表面在相應的模壓溫度條件下因接觸較高溫度的預熱輥仍然會被破壞；若乙烯-降冰片烯共聚物b的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于95℃，則熱壓復合時不利于乙烯-降冰片烯共聚物b與主要有效組分eva的受熱軟化流動性，不利于低熔點熱復合層與鍍鋁卡紙之間的界面結(jié)合力，不利于與鍍鋁卡紙的牢固復合。

7、進一步地，所述乙烯-降冰片烯共聚物a和所述乙烯-降冰片烯共聚物b的熔體體積流動速率均為10-20cm3/10min。選擇上述熔體體積流動速率范圍的乙烯-降冰片烯共聚物a和乙烯-降冰片烯共聚物b，能夠保證乙烯-降冰片烯共聚物a與所述可壓印表層中共聚聚丙烯的相對良好的熔融流動匹配性，保證乙烯-降冰片烯共聚物b和所述低熔點熱復合層的主要組分eva具有相對良好的熔融流動匹配性，改善熔體在t形模頭的橫向分布，避免多層共擠出過程各層粘度差異過大而出現(xiàn)使得厚片出現(xiàn)“不相容狀”而無法獲得適合穩(wěn)定雙向拉伸進而保持順暢與被拉伸后的薄膜厚度均勻的厚片，同時也有利于保證薄膜與鍍鋁卡紙之間的熱復合界面結(jié)合力。

8、進一步地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔點為83-88℃，熔融指數(shù)為15-25g/10min，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯含量為15-20wt%。控制所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔點為83-88℃，熔融指數(shù)為15-25g/10min，有利于保證在加工生產(chǎn)過程中的熔融流動性好，有利于所述低熔點熱復合層樹脂熔體的有效擠出且不會太黏，使生產(chǎn)順暢，后續(xù)薄膜熱復合時能夠滿足加工適用性要求。所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯含量為15-20wt%，能夠保證聚丙烯薄膜的制備過程順暢，若乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（eva）中的醋酸乙烯酯（va）的含量低于15wt%，所制得聚丙烯薄膜的粘合性不夠，若乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（eva）中的醋酸乙烯酯（va）的含量高于20wt%，則在共擠出過程中容易發(fā)生降解而拉伸破膜，以及在縱向拉伸時容易粘輥而導致功能層表面印跡或破損，進而導致無法順暢生產(chǎn)或薄膜無法正常使用。

9、進一步地，所述共聚聚丙烯的熔點為130-140℃，軟化點為105-115℃。選擇熔點為130-140℃和軟化點為105-115℃的共聚聚丙烯，有利于保證可壓印表層的耐受溫度，且能夠保證可壓印表層的熱塑性和流動性，保證壓印的加工速度和質(zhì)量。

10、進一步地，所述共聚聚丙烯為乙烯-丙烯-丁烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物中的一種或兩種；所述乙烯-丙烯-丁烯共聚物中乙烯的含量為2-4wt%，丁烯含量為5-6wt%；所述乙烯-丙烯共聚物中乙烯的含量為3.5-4.5wt%。選擇上述共聚聚丙烯，有利于保證可壓印表層的耐受溫度，且能夠保證可壓印表層的熱塑性和流動性，保證壓印的加工速度和質(zhì)量，也有利于保證可壓印表層與芯層之間的相容性及界面結(jié)合力，避免薄膜發(fā)生層間剝離的現(xiàn)象。

11、進一步地，所述芯層中的聚丙烯為等規(guī)聚丙烯，所述等規(guī)聚丙烯的等規(guī)度為95-97%，熔融指數(shù)為2.8-3.8g/10min。以上述的等規(guī)聚丙烯作為芯層，有利于保證薄膜整體優(yōu)良的力學性能。

12、進一步地，所述可壓印表層還包括0.1-0.3wt%的抗粘連劑，所述的抗粘連劑為二氧化硅、沸石、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或兩種以上的混合。在可壓印表層添加適用的抗粘連劑，能夠提高可壓印表層的抗粘連性能，避免聚丙烯卷狀薄膜相互接觸的里外層之間（即所述可壓印表層和所述低熔點熱復合層之間）發(fā)生粘接造成分切解卷斷膜等現(xiàn)象，保證收解卷順暢。

13、進一步地，所述可壓印表層和低熔點熱復合層的表面均經(jīng)過電暈處理。所述聚丙烯薄膜的兩個表層經(jīng)過電暈處理，其制備的薄膜具有優(yōu)異的加工適用性。另外由于乙烯-降冰片烯共聚物，其含橋鍵六元環(huán)狀的結(jié)構(gòu)具有極大的環(huán)張力，在可壓印表層和低熔點熱復合層中加入合適比例的乙烯-降冰片烯共聚物，經(jīng)過電暈處理后，具有相對持久性的高表面能，有利于進一步提高薄膜可壓印表層與蒸鍍層之間的界面結(jié)合力以及與低熔點熱復合層與鍍鋁卡紙鍍鋁層之間的熱復合界面結(jié)合力。

14、進一步地，所述可壓印表層的厚度為1.5-3μm，所述低熔點熱復合層的厚度為2-5μm，所述薄膜的總厚度為10-20μm。

15、本發(fā)明還提供一種上述任一所述的紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜的制備方法，包括以下步驟：將可壓印表層、芯層、低熔點熱復合層的組分原料投入配料單元，計量后經(jīng)由擠出機共擠出，經(jīng)流道分配器后于三層模頭內(nèi)匯合，再經(jīng)激冷輥冷卻后形成樹脂片材，將樹脂片材進行雙向拉伸，形成薄膜，薄膜經(jīng)風淋冷卻，經(jīng)修邊機測厚控制，再對薄膜進行電暈處理后，收成薄膜母卷，薄膜母卷經(jīng)時效處理、分切、包裝，作為成品入倉。

16、進一步地，在擠出機的下料槽表面以及在雙向拉伸所采用的拉伸輥筒表面均設有特氟龍涂層。

17、本發(fā)明還提供一種上述任一所述的紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜的應用，應用于激光防偽卡紙，所述激光防偽卡紙包括依次設置的蒸鍍層、經(jīng)激光全息圖像壓印處理的上述任一所述的紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜和鍍鋁卡紙，所述鍍鋁卡紙包括鍍鋁層，所述鍍鋁層與所述紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜的低熔點熱復合層相鄰。

18、進一步地，所述紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜的可壓印表層經(jīng)過，蒸鍍層的蒸鍍介質(zhì)為鋁。

19、本發(fā)明所述的紙塑復合雙向拉伸聚丙烯薄膜，在可壓印表層和低熔點熱復合層加入不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的乙烯-降冰片烯共聚物，通過對可壓印表層和低熔點熱復合層進行溫度的差異性設計和調(diào)控，使薄膜能夠在不影響低熔點熱復合層與鍍鋁卡紙的熱復合性能的前提下滿足可壓印表層的激光全息壓印工藝要求，無需膠粘層即可與鍍鋁卡紙直接熱復合，復合強度高，同時又利用乙烯-降冰片烯共聚物中特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，有利于薄膜整體的阻隔性的提升，而且提升薄膜的可壓印表層電暈處理后的鍍鋁適用性，有利于保證鍍鋁牢度，從而保證覆膜后包裝用基材的阻隔性，利于包裝內(nèi)容物的貨架期的延長。

20、為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。