一种皮革用高雾度可转移BOPP功能膜的制备

赵芬娜，谢城城，徐晶晶

（安徽国风塑业股份有限公司，安徽合肥230088）

目前，市场上用于皮革等材料成型的转移功能膜大多为消光型双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜。通过在薄膜上依次涂布硅基离型、聚氨酯等材料，经过烘干、剥离制成具有哑光效果的皮革产品。该工艺较为复杂，生产成本较高，存在VOC污染，影响人体健康。市场亟待一种高效、节能、环保的BOPP转移功能膜。

本文研发的皮革用可转移BOPP 功能膜，无需涂布离型剂，可直接涂布聚氨酯等材料，经过烘干、剥离，直接制成表面哑光效果的皮革产品。该功能膜具有转移效果好、雾度高、光泽度低等特点，杜绝了离型剂中溶剂挥发污染环境，安全环保，是一种用于皮革表面处理的新型薄膜。

1 皮革用高雾度可转移BOPP功能膜制备方法

1.1 皮革用高雾度可转移BOPP功能膜结构

本文研发的皮革用高雾度可转移BOPP 功能膜为四层结构，如图1所示。

图1 皮革用高雾度可转移BOPP功能膜结构

转印层为消光转移层，使薄膜具有高雾度消光效果和转移、剥离功能；消光层为聚丙烯和高密度聚乙烯共混物；芯层为均聚聚丙烯，起支撑作用；抗粘层起到防止薄膜粘连的作用。

1.2 皮革用高雾度可转移BOPP功能膜生产工艺

采用双向拉伸四层共挤技术，在8.7 m 宽幅生产线研制成功生产皮革用高雾度可转移BOPP 功能膜。将高雾度转移功能母料、聚丙烯、添加剂等材料经熔融挤出，水浴急冷成铸片，通过纵拉、横拉、测厚、收卷成卷材，时效后分切制得。具体工艺流程[1]如图2所示。

图2 皮革用高雾度可转移BOPP功能膜生产工艺流程图

2 高雾度消光转移效果的实现

2.1 高雾度转移功能层配方设计

薄膜表面消光效果主要通过消光料的拉伸实现[2]。常用消光料为聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）共混体系，经挤出机熔融后，由于PP和HDPE材料拉伸性能不同，经双向拉伸后，形成两相不融的“海岛”结构[3]，表现出凹凸不平的粗化效果，光泽度低，实现消光功能。

本文通过改变消光层原有单纯PP、HDPE 配方体系，在消光功能层添加5%端氟烷基聚丙烯和1%聚二甲基硅氧烷改性消光转移母料，降低薄膜表面张力，可直接涂布聚氨酯并完全剥离。消光母料中HDPE 添加比例直接影响薄膜的雾度，在一定范围内，薄膜雾度随着HDPE比例的增加而增大，最终选择在消光母料中添加60%的HDPE，薄膜达到高雾度要求。

表1 单、双层消光结构薄膜雾度对比

2.2 高雾度转移功能层结构的设计

皮革表面转移效果的优劣与薄膜消光均匀性关系较大。一般以雾度、消光均匀性、光泽度等指标表征。雾度高、消光均匀、光泽度低的基材生产出的皮革制品表观品质较高。

目前市场上BOPP 消光膜的消光层均为单层结构，其缺点是薄膜中间与边部区域雾度、光泽度差异较大，且两边部区域消光不均匀，存在发花现象。涂布转移生产出的皮革制品表面哑光效果不均一，批次之间差别大，品质不稳定。

本文采用四层共挤技术，设计双消光层结构，两台挤出机挤出的消光料在模头处汇合、叠加，有效提高了薄膜雾度，中间与边部区域消光效果更加均一，同时晶点、白点、透点、半消光斑等缺陷也大幅减少。通过将8.7 m 幅宽的薄膜平均分为7 个区，相同消光层厚度条件下，对比了不同消光结构的雾度[4]情况，测试结果如表1所示。

通过表1 看出，相同功能层厚度下，双层消光结构比单层消光结构的薄膜整体雾度高，且消光均匀性更好。

2.3 高雾度转移功能层厚度对薄膜雾度、光泽度的影响

薄膜的雾度、光泽度与功能层厚度有关，本文通过逐步增加功能层厚度，进一步对比了功能层厚度对薄膜雾度和光泽度的影响，测试结果如图3所示。

图3 功能层厚度对雾度/光泽度的影响

当功能层达到2.4 μm 时，雾度和光泽度指标满足使用要求；继续增加功能层厚度，薄膜雾度、光泽度变化趋势减小。结合生产成本及产品性能，将功能层厚度设定为2.5 μm。

3 薄膜静电控制

皮革用高雾度可转移BOPP 功能膜是一种无电晕处理的薄膜，在生产过程中要严格控制薄膜静电。如果在制膜过程中，薄膜表面局部带有静电，润湿张力会激增，造成下游使用时无法完全剥离。本文通过以下两种方式控制薄膜静电。

3.1 添加抗静电母料

采用在薄膜各层添加多体系迁移型抗静电母料,该功能母料有效成分包含多元醇脂肪酸酯类、烷基季铵盐等。通过调整有效成分共混比例,达到降低薄膜表面电阻的效果。多元醇脂肪酸酯类等双亲型抗静电母料，在薄膜时效过程中，向薄膜表面迁移，亲油基伸向树脂内部，亲水基伸向树脂外部，吸附空气中的水汽，形成一个单分子导电层，从而降低薄膜表面电阻率。在加工使用中，摩擦会导致材料表面抗静电剂分子层缺损，但芯层抗静电剂分子不断向表面迁移，使缺损部位得以恢复，抗静电效果会持续有效。

3.2 配备除静电装置

在皮革用高雾度可转移BOPP 功能膜生产过程中，薄膜与导辊表面摩擦会产生静电。可通过以下措施控制膜面静电：

（1）在制膜和分切工序设置主动除静电装置，主动除静电装置由高压电源产生器和放电极（一般是电子针）组成，通过尖端高压电晕放电把空气电离为大量正负极离子，然后薄膜运行所带的自然流动风，把大量正负离子吹到物体表面以中和静电。

（2）在冷辊、纵拉、牵引段安装被动除静电毛刷，通过接触薄膜表面将电荷导出。

4 薄膜热稳定性控制

皮革用高雾度可转移BOPP 功能膜在下游加工使用过程中，需经过烘干工序，薄膜热收缩率高，会导致横向明显变窄，甚至起皱变形。薄膜热收缩率与纵横向拉伸倍率、回缩、定型等因素有关。本项目[5]需在幅宽8.7 m、470 m/min 高速线上将薄膜横纵向热收缩率分别控制在0.8%和2.0%以下。一般BOPP 薄膜纵向拉伸倍率在4.5～4.9，薄膜拉伸取向较小，经过高温后回缩比大。通过提高纵向拉伸倍率至5.1，并在拉伸后进行4步0.8%同比例收缩、定型，同时提高拉伸、定型温度，释放薄膜拉伸后的内应力，提高薄膜尺寸稳定性；在横向拉伸过程中，将横向拉伸倍率由9～10倍降至8.8倍，适当提高拉伸、定型温度，横拉定型、冷却段的链宽由8 930 mm缩小至8 830 mm，通过调整幅宽控制薄膜松弛量来改变定型效果[6]。

通过上述控制措施，薄膜纵、横向收缩率明显降低，薄膜热稳定性提高。

5 结论

采用双向拉伸四层共挤技术，引入5%端氟烷基聚丙烯和1%聚二甲基硅氧烷改性消光转移母料，在8.7 m宽幅生产线研制成功生产皮革用高雾度可转移BOPP功能膜。该功能膜为双消光层4层结构，功能层厚度设定为2.5 μm，功能膜横纵向热收缩率分别达到0.7%和1.8%。相比于传统的单消光层，薄膜雾度高，光泽度低，消光均匀性好，消光效果细腻。在转移加工过程中，采用一次加工成型，无需涂布硅基离型剂，可以直接剥离转移，与传统消光转移膜相比，转移效果更加优异，且有效控制了生产成本，降低生产能耗，同时，也避免了溶剂挥发污染环境，具有良好的经济、生态和社会效益。