一種皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜的制備

趙芬娜，謝城城，徐晶晶

（安徽國風塑業(yè)股份有限公司，安徽合肥230088）

目前，市場上用于皮革等材料成型的轉(zhuǎn)移功能膜大多為消光型雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜。通過在薄膜上依次涂布硅基離型、聚氨酯等材料，經(jīng)過烘干、剝離制成具有啞光效果的皮革產(chǎn)品。該工藝較為復雜，生產(chǎn)成本較高，存在VOC污染，影響人體健康。市場亟待一種高效、節(jié)能、環(huán)保的BOPP轉(zhuǎn)移功能膜。

本文研發(fā)的皮革用可轉(zhuǎn)移BOPP 功能膜，無需涂布離型劑，可直接涂布聚氨酯等材料，經(jīng)過烘干、剝離，直接制成表面啞光效果的皮革產(chǎn)品。該功能膜具有轉(zhuǎn)移效果好、霧度高、光澤度低等特點，杜絕了離型劑中溶劑揮發(fā)污染環(huán)境，安全環(huán)保，是一種用于皮革表面處理的新型薄膜。

1 皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜制備方法

1.1 皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜結(jié)構

本文研發(fā)的皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP 功能膜為四層結(jié)構，如圖1所示。

圖1 皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜結(jié)構

轉(zhuǎn)印層為消光轉(zhuǎn)移層，使薄膜具有高霧度消光效果和轉(zhuǎn)移、剝離功能；消光層為聚丙烯和高密度聚乙烯共混物；芯層為均聚聚丙烯，起支撐作用；抗粘層起到防止薄膜粘連的作用。

1.2 皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜生產(chǎn)工藝

采用雙向拉伸四層共擠技術，在8.7 m 寬幅生產(chǎn)線研制成功生產(chǎn)皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP 功能膜。將高霧度轉(zhuǎn)移功能母料、聚丙烯、添加劑等材料經(jīng)熔融擠出，水浴急冷成鑄片，通過縱拉、橫拉、測厚、收卷成卷材，時效后分切制得。具體工藝流程[1]如圖2所示。

圖2 皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜生產(chǎn)工藝流程圖

2 高霧度消光轉(zhuǎn)移效果的實現(xiàn)

2.1 高霧度轉(zhuǎn)移功能層配方設計

薄膜表面消光效果主要通過消光料的拉伸實現(xiàn)[2]。常用消光料為聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）共混體系，經(jīng)擠出機熔融后，由于PP和HDPE材料拉伸性能不同，經(jīng)雙向拉伸后，形成兩相不融的“海島”結(jié)構[3]，表現(xiàn)出凹凸不平的粗化效果，光澤度低，實現(xiàn)消光功能。

本文通過改變消光層原有單純PP、HDPE 配方體系，在消光功能層添加5%端氟烷基聚丙烯和1%聚二甲基硅氧烷改性消光轉(zhuǎn)移母料，降低薄膜表面張力，可直接涂布聚氨酯并完全剝離。消光母料中HDPE 添加比例直接影響薄膜的霧度，在一定范圍內(nèi)，薄膜霧度隨著HDPE比例的增加而增大，最終選擇在消光母料中添加60%的HDPE，薄膜達到高霧度要求。

表1 單、雙層消光結(jié)構薄膜霧度對比

2.2 高霧度轉(zhuǎn)移功能層結(jié)構的設計

皮革表面轉(zhuǎn)移效果的優(yōu)劣與薄膜消光均勻性關系較大。一般以霧度、消光均勻性、光澤度等指標表征。霧度高、消光均勻、光澤度低的基材生產(chǎn)出的皮革制品表觀品質(zhì)較高。

目前市場上BOPP 消光膜的消光層均為單層結(jié)構，其缺點是薄膜中間與邊部區(qū)域霧度、光澤度差異較大，且兩邊部區(qū)域消光不均勻，存在發(fā)花現(xiàn)象。涂布轉(zhuǎn)移生產(chǎn)出的皮革制品表面啞光效果不均一，批次之間差別大，品質(zhì)不穩(wěn)定。

本文采用四層共擠技術，設計雙消光層結(jié)構，兩臺擠出機擠出的消光料在模頭處匯合、疊加，有效提高了薄膜霧度，中間與邊部區(qū)域消光效果更加均一，同時晶點、白點、透點、半消光斑等缺陷也大幅減少。通過將8.7 m 幅寬的薄膜平均分為7 個區(qū)，相同消光層厚度條件下，對比了不同消光結(jié)構的霧度[4]情況，測試結(jié)果如表1所示。

通過表1 看出，相同功能層厚度下，雙層消光結(jié)構比單層消光結(jié)構的薄膜整體霧度高，且消光均勻性更好。

2.3 高霧度轉(zhuǎn)移功能層厚度對薄膜霧度、光澤度的影響

薄膜的霧度、光澤度與功能層厚度有關，本文通過逐步增加功能層厚度，進一步對比了功能層厚度對薄膜霧度和光澤度的影響，測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 功能層厚度對霧度/光澤度的影響

當功能層達到2.4 μm 時，霧度和光澤度指標滿足使用要求；繼續(xù)增加功能層厚度，薄膜霧度、光澤度變化趨勢減小。結(jié)合生產(chǎn)成本及產(chǎn)品性能，將功能層厚度設定為2.5 μm。

3 薄膜靜電控制

皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP 功能膜是一種無電暈處理的薄膜，在生產(chǎn)過程中要嚴格控制薄膜靜電。如果在制膜過程中，薄膜表面局部帶有靜電，潤濕張力會激增，造成下游使用時無法完全剝離。本文通過以下兩種方式控制薄膜靜電。

3.1 添加抗靜電母料

采用在薄膜各層添加多體系遷移型抗靜電母料,該功能母料有效成分包含多元醇脂肪酸酯類、烷基季銨鹽等。通過調(diào)整有效成分共混比例,達到降低薄膜表面電阻的效果。多元醇脂肪酸酯類等雙親型抗靜電母料，在薄膜時效過程中，向薄膜表面遷移，親油基伸向樹脂內(nèi)部，親水基伸向樹脂外部，吸附空氣中的水汽，形成一個單分子導電層，從而降低薄膜表面電阻率。在加工使用中，摩擦會導致材料表面抗靜電劑分子層缺損，但芯層抗靜電劑分子不斷向表面遷移，使缺損部位得以恢復，抗靜電效果會持續(xù)有效。

3.2 配備除靜電裝置

在皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP 功能膜生產(chǎn)過程中，薄膜與導輥表面摩擦會產(chǎn)生靜電?？赏ㄟ^以下措施控制膜面靜電：

（1）在制膜和分切工序設置主動除靜電裝置，主動除靜電裝置由高壓電源產(chǎn)生器和放電極（一般是電子針）組成，通過尖端高壓電暈放電把空氣電離為大量正負極離子，然后薄膜運行所帶的自然流動風，把大量正負離子吹到物體表面以中和靜電。

（2）在冷輥、縱拉、牽引段安裝被動除靜電毛刷，通過接觸薄膜表面將電荷導出。

4 薄膜熱穩(wěn)定性控制

皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP 功能膜在下游加工使用過程中，需經(jīng)過烘干工序，薄膜熱收縮率高，會導致橫向明顯變窄，甚至起皺變形。薄膜熱收縮率與縱橫向拉伸倍率、回縮、定型等因素有關。本項目[5]需在幅寬8.7 m、470 m/min 高速線上將薄膜橫縱向熱收縮率分別控制在0.8%和2.0%以下。一般BOPP 薄膜縱向拉伸倍率在4.5～4.9，薄膜拉伸取向較小，經(jīng)過高溫后回縮比大。通過提高縱向拉伸倍率至5.1，并在拉伸后進行4步0.8%同比例收縮、定型，同時提高拉伸、定型溫度，釋放薄膜拉伸后的內(nèi)應力，提高薄膜尺寸穩(wěn)定性；在橫向拉伸過程中，將橫向拉伸倍率由9～10倍降至8.8倍，適當提高拉伸、定型溫度，橫拉定型、冷卻段的鏈寬由8 930 mm縮小至8 830 mm，通過調(diào)整幅寬控制薄膜松弛量來改變定型效果[6]。

通過上述控制措施，薄膜縱、橫向收縮率明顯降低，薄膜熱穩(wěn)定性提高。

5 結(jié)論

采用雙向拉伸四層共擠技術，引入5%端氟烷基聚丙烯和1%聚二甲基硅氧烷改性消光轉(zhuǎn)移母料，在8.7 m寬幅生產(chǎn)線研制成功生產(chǎn)皮革用高霧度可轉(zhuǎn)移BOPP功能膜。該功能膜為雙消光層4層結(jié)構，功能層厚度設定為2.5 μm，功能膜橫縱向熱收縮率分別達到0.7%和1.8%。相比于傳統(tǒng)的單消光層，薄膜霧度高，光澤度低，消光均勻性好，消光效果細膩。在轉(zhuǎn)移加工過程中，采用一次加工成型，無需涂布硅基離型劑，可以直接剝離轉(zhuǎn)移，與傳統(tǒng)消光轉(zhuǎn)移膜相比，轉(zhuǎn)移效果更加優(yōu)異，且有效控制了生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)能耗，同時，也避免了溶劑揮發(fā)污染環(huán)境，具有良好的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。