CN101665172A - 超低温热封、高牢度cpp农产品包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜，包括上层、中间层和下层，所述上层为热封层，所述的中间层为芯层，所述的下层为电晕处理层，所述中间层覆盖在所述下层上，所述上层覆盖在所述中间层上，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂；芯层包括均聚PP和POE弹性体；电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯。以及提供CPP农产品包装膜的制备方法。本发明热封性良好、具有较强的牢固度、柔韧性好、阻隔性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种农产品包装膜及其制备方法。
背景技术
农产品尤其是粮食的包装，一般采用编织袋或者包装膜，目前的农产品包装膜沿用了上世纪90年代初的生产工艺，普遍存在热封封口不平整、封口不牢固，膜的强度不够，导致破袋和漏袋率高，膜的阻隔性能差；对于采用编织袋包装的农产品包装袋，阻隔性能更差；不能适应地域宽广、温差变异大的情况；薄膜包装袋不耐用、不能反复使用也造成资源上的浪费。
如何提高粮食以及其他农产品在存储和运输过程中的安全，减少农产品因包装性能不理想导致的损失是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有农产品包装膜及其制造工艺的热封性差、牢固度差、强度不均匀、阻隔性能差的不足，本发明提供了一种热封性良好、具有较强的牢固度、柔韧性好、阻隔性能良好的超低温热封、高牢度柔韧CPP农产品包装膜及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜，包括上层、中间层和下层，所述上层为热封层，所述的中间层为芯层，所述的下层为电晕处理层，所述中间层覆盖在所述下层上，所述上层覆盖在所述中间层上，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；
所述热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5～19份；热塑性弹性体SEBS：4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
所述芯层包括均聚PP和POE弹性体，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52～57；POE弹性体：5～10份；
所述电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12～15份；改性聚丙烯：1～3份。
进一步，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：21～23％；芯层：55～60％；电晕处理层：18～22％。
再进一步，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：22％；芯层：60％；电晕处理层：18％。
一种超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜的制备方法，采用非拉伸方式，流涎法进行生产，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、原料计量：依照以下质量比例进行原料计量：热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；
所述热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5～19份；热塑性弹性体SEBS：4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
所述芯层包括均聚PP和POE弹性体，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52～57；POE弹性体：5～10份；
所述电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12～15份；改性聚丙烯：1～3份；
(2)、挤出：分别通过三台挤出机加工热封层、芯层和电晕处理层；
(3)、流涎骤冷：在各台挤出机的出口处过滤并叠层熔体，从模头唇口流出，形成薄而均匀的片状流体，在骤冷辊上经过骤冷固化成薄膜；
(4)、切边收卷：对加工好的薄膜切去两边边缘，并进行收卷；
(5)、老化分切：收卷后的薄膜放置设定时间进行老化，并依照设定尺寸进行分切成型；制得农产品包装膜。
进一步，所述制备方法还包括以下步骤：在流涎骤冷后，进行测厚和缺陷检测：对薄膜的厚度和缺陷进行实时检测，并把检测到的结果反馈到主控制器，主控制器根据检测结果调整工艺参数。
本发明的有益效果主要体现在：有效地实现薄膜超低温热封，封口牢度高、薄膜适应温差大，柔韧性大幅度提高，反复使用也不会破袋和漏袋，并提高了阻隔性，能够有效延长所包装的农产品的保质期限。
说明书附图
图1是超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜结构示意图。
图2是超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
参照图1，一种超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜，包括上层、中间层和下层，所述上层为热封层，所述的中间层为芯层，所述的下层为电晕处理层，所述中间层覆盖在所述下层上，所述上层覆盖在所述中间层上，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；
所述热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5～19份；热塑性弹性体SEBS：4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
所述芯层包括均聚PP和POE弹性体，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52～57；POE弹性体：5～10份；
所述电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12～15份；改性聚丙烯：1～3份。
本实施例中，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20％；芯层：55％；电晕处理层：25％；
所述热封层中，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5份，采用BASELL公司生产，牌号为7384XCP的三元共聚PP；热塑性弹性体SEBS：4份，采用荷兰壳牌化学公司生产、牌号为：G1652的弹性体SEBS；以及抗粘剂：0.5份，采用德国康斯坦普苏州工厂生产、牌号为AB6081CPP的抗粘剂；
所述芯层中，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52份，采用上海石化公司生产、牌号为FC801的均聚PP；POE弹性体：5份，采用日本三井公司生产、牌号为PF740的改性材料POE弹性体；
所述电晕处理层中，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12份，采用上海石化公司生产、牌号为F800EPF的三元共聚PP；改性聚丙烯：1份，采用宁波钱光新材料有限公司生产、牌号为GPM200AL的马来酸酐接枝改性聚丙烯。
本实施例生产的农产品膜与普通CPP膜以及BOPP膜的性能比较，如下表1所示：
| 项目 | 超低温热封、高牢度柔韧CPP农产品包装膜 | 普通CPP膜 | BOPP膜 |
| 结构方式 | 超低温热封层、改性芯层、改性电晕处理层 | 低温热封层、芯层和电晕处理层 | 单层平膜或低温热封层、芯层和电晕处理层 |
| 封口情况 | 起封温度100℃，110℃封口强度≥15N，封口平整 | 起封温度125℃，封口不平整，封口温度135℃，封口强度≥8N | 起始温度125℃，封口不平整，封口温度135℃，封口强度≥7N |
| 薄膜柔韧度反复使用情况 | 薄膜柔软，韧度高、可以反复使用 | 薄膜手感一般，韧度不好，不能反复使用 | 薄膜柔韧度不好，不能反复使用 |
| 拉伸强度 | MD(纵向)250MPTD(横向)180MP | MD(纵向)220MPTD(横向)150MP | MD(纵向)180MPTD(横向)130MP |
| 断裂伸长度 | MD(纵向)500MPTD(横向)600MP | MD(纵向)450MPTD(横向)500MP | MD(纵向)120MPTD(横向)180MP |
| 直角撕裂 | ≥150N | ≥100N | ≥50N |
| 适湿度 | ≤5g/m2·24h | ≤12～14g/m2·24h | ≤17～21g/m2·24h |
| 适氧度 | 250ml/m2·24h | 450ml/m2·24h | 850ml//m2·24h |
| 适应温差 | 南方、北方均适应 | 南方适应、北方不适应 | 南方、北方均适应 |
表1
本实施例的CPP农产品包装膜，从表1上看，产品性能优于其他两种现有的包装膜，而具有超低温热封、封口平整、强度高、封口牢度，膜的阻隔性能良好等优点，且适应温差范围大，南方和北方均适应；由于膜的强度高，不会破裂，能够反复使用，节约资源。
本实施例的CPP农产品包装膜，有以下几个方面优于现有的农产品膜：
1、封口强度高、封口平整：经过高速制袋机封口测试，没有漏封和脱焊现象，原因是：采用进口的三元共聚PP，封口的启示温度为100℃，正常封口温度110℃，经过高速制袋机制袋，封口检测合格率为100％。一般企业只是用国产原料，国产原料不能适应超低温封口，只能适用低温封口，低温材料的封口温度为125℃，正常封口温度为135℃，就容易出现漏封和脱焊现象；
另外，在封口层，本发明申请加入热塑性弹性体SEBS和抗粘剂进行改性，热封制袋的封口强度进一步增强，拉断强度得到提升，封口过程光滑清洁，封口平整，封口受力均匀，实现超低温封口、牢固度高、不破袋、不漏气的良好性能。
2、适应温度范围广：不管是寒冷的北方地区还是炎热的南方地区，都能适应农产品的包装；包装膜既柔软又坚韧，遇到低温不脆不裂，可以反复使用；通过对芯层均聚PP的改性，添加改性材料POE弹性体，该弹性体加入后，具有优越的流动性和增韧性，改良均聚PP的耐冲击性为农产品包装膜的抗撕裂性、抗穿刺、抗负荷能力得到很大的提高，促进封口性能的提高，实现柔韧CPP农产品包装膜的良好性能。
3、对多层共挤超低温热封，柔韧性良好，通过薄厚公差控制技术的提高，解决了热镀铝铝膜的加工变形和急速冷却的变形，关键的主导方法是电晕处理层的材料改性，在二元共聚PP中加入极性材料马来酸酐接枝的改性聚丙烯GMP200AL进行改性，有效缓解热铝高温引起膜的热胀变形，以及冷却水激冷引起的收缩变化，保持热镀铝膜过程产品质量稳定，铝膜光滑平整，达到高标准的使用要求。
实施例2
本实施例中，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：21％；芯层：55％；电晕处理层：24％；
所述热封层中，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：16份，采用BASELL公司生产，牌号为7384XCP的三元共聚PP；热塑性弹性体SEBS：4.2份，采用荷兰壳牌化学公司生产、牌号为：G1652的弹性体SEBS；以及抗粘剂：0.65份，采用德国康斯坦普苏州工厂生产、牌号为AB6081CPP的抗粘剂；
所述芯层中，两种组份的质量份数比为：均聚PP：53份，采用上海石化公司生产、牌号为FC801的均聚PP；POE弹性体：6份，采用日本三井公司生产、牌号为PF740的改性材料POE弹性体；
所述电晕处理层中，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12.5份，采用上海石化公司生产、牌号为F800EPF的三元共聚PP；改性聚丙烯：1.6份，采用宁波钱光新材料有限公司生产、牌号为GPM200AL的马来酸酐接枝改性聚丙烯。
其余结构与实施例相同。
实施例3
本实施例中，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：22％；芯层：56％；电晕处理层：22％；
所述热封层中，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：16.5份，采用BASELL公司生产，牌号为7384XCP的三元共聚PP；热塑性弹性体SEBS：4.5份，采用荷兰壳牌化学公司生产、牌号为：G1652的弹性体SEBS；以及抗粘剂：0.7份，采用德国康斯坦普苏州工厂生产、牌号为AB6081CPP的抗粘剂；
所述芯层中，两种组份的质量份数比为：均聚PP：54份，采用上海石化公司生产、牌号为FC801的均聚PP；POE弹性体：7份，采用日本三井公司生产、牌号为PF740的改性材料POE弹性体；
所述电晕处理层中，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：13份，采用上海石化公司生产、牌号为F800EPF的三元共聚PP；改性聚丙烯：2份，采用宁波钱光新材料有限公司生产、牌号为GPM200AL的马来酸酐接枝改性聚丙烯。
其余结构与实施例相同。
实施例4
本实施例中，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：23％；芯层：60％；电晕处理层：17％；
所述热封层中，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：17份，采用BASELL公司生产，牌号为7384XCP的三元共聚PP；热塑性弹性体SEBS：4.75份，采用荷兰壳牌化学公司生产、牌号为：G1652的弹性体SEBS；以及抗粘剂：0.8份，采用德国康斯坦普苏州工厂生产、牌号为AB6081CPP的抗粘剂；
所述芯层中，两种组份的质量份数比为：均聚PP：55份，采用上海石化公司生产、牌号为FC801的均聚PP；POE弹性体：8份，采用日本三井公司生产、牌号为PF740的改性材料POE弹性体；
所述电晕处理层中，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：14份，采用上海石化公司生产、牌号为F800EPF的三元共聚PP；改性聚丙烯：2.3份，采用宁波钱光新材料有限公司生产、牌号为GPM200AL的马来酸酐接枝改性聚丙烯。
其余结构与实施例相同。
实施例5
本实施例中，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：25％；芯层：62％；电晕处理层：13％；
所述热封层中，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：18份，采用BASELL公司生产，牌号为7384XCP的三元共聚PP；热塑性弹性体SEBS：4.8份，采用荷兰壳牌化学公司生产、牌号为：G1652的弹性体SEBS；以及抗粘剂：0.9份，采用德国康斯坦普苏州工厂生产、牌号为AB6081CPP的抗粘剂；
所述芯层中，两种组份的质量份数比为：均聚PP：56份，采用上海石化公司生产、牌号为FC801的均聚PP；POE弹性体：8份，采用日本三井公司生产、牌号为PF740的改性材料POE弹性体；
所述电晕处理层中，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：14份，采用上海石化公司生产、牌号为F800EPF的三元共聚PP；改性聚丙烯：2.5份，采用宁波钱光新材料有限公司生产、牌号为GPM200AL的马来酸酐接枝改性聚丙烯。
其余结构与实施例相同。
本实施例中，所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：22％；芯层：60％；电晕处理层：18％；
所述热封层中，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：19份，采用BASELL公司生产，牌号为7384XCP的三元共聚PP；热塑性弹性体SEBS：5份，采用荷兰壳牌化学公司生产、牌号为：G1652的弹性体SEBS；以及抗粘剂：1份，采用德国康斯坦普苏州工厂生产、牌号为AB6081CPP的抗粘剂；
所述芯层中，两种组份的质量份数比为：均聚PP：57份，采用上海石化公司生产、牌号为FC801的均聚PP；POE弹性体：10份，采用日本三井公司生产、牌号为PF740的改性材料POE弹性体；
所述电晕处理层中，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15份，采用上海石化公司生产、牌号为F800EPF的三元共聚PP；改性聚丙烯：3份，采用宁波钱光新材料有限公司生产、牌号为GPM200AL的马来酸酐接枝改性聚丙烯。
其余结构与实施例相同。
实施例7
参照图2，一种超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜的制备方法，采用非拉伸方式，流涎法进行生产，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、原料计量：依照以下质量比例进行原料计量：热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；
所述热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5～19份；热塑性弹性体SEBS：4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
所述芯层包括均聚PP和POE弹性体，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52～57；POE弹性体：5～10份；
所述电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12～15份；改性聚丙烯：1～3份；
(2)、挤出：分别通过三台挤出机加工热封层、芯层和电晕处理层；
(3)、流涎骤冷：在各台挤出机的出口处过滤并叠层熔体，从模头唇口流出，形成薄而均匀的片状流体，在骤冷辊上经过骤冷固化成薄膜；
(4)、切边收卷：对加工好的薄膜切去两边边缘，并进行收卷；
(5)、老化分切：收卷后的薄膜放置设定时间进行老化，并依照设定尺寸进行分切成型；制得农产品包装膜。
所述制备方法还包括以下步骤：在留延骤冷后，进行测厚和缺陷检测：对薄膜的厚度和缺陷进行实时检测，并把检测到的结果反馈到主控制器，主控制器根据检测结果调整工艺参数。
本实施例采用非拉伸方式流涎法进行生产，具体的工艺说明如下：
(1)、原料计量：原料计量是工艺流程的第一步，计量精度直接影响产品质量，特别对三层共挤产品尤为重要，因此需要采用计量精度高的计量系统，计量方法有质量法和容量法两种，一般来说，采用质量法精度高、误差小，本实施例采用质量法。
(2)原料由料头进入挤出机，通过旋转螺杆的作用，将原料送到加热的机筒中，原料在输送过程中，由于螺杆中的剪切作用，原料逐渐融化，在加热机筒运行，加热融化更加充分，熔体逐渐被螺杆挤出口，三台挤出机的熔体汇合，熔体自动进行叠层，在机筒内流动的叠层熔体，经过滤器过滤，转入下一道工序。
(3)、流涎骤冷：过滤后叠层熔体，从模头唇口流出，形成薄而均匀的片状流体，在骤冷辊上骤冷固化成薄膜，骤冷的速度直接影响薄膜的透明度，冷却越快，薄膜中形成晶体的几率小，透明度高，相反，则透明度差。
(4)测厚、缺陷检测：采用γ射线或β射线，对薄膜的厚度和缺陷进行连续跟踪测量，并把检测到的信息迅速反馈到挤出、流涎和其他各有关工序，对参数迅速做出自动调整，以便产品的厚度和其他相关信息保持稳定。
(5)切边收卷：切去两条边缘，以便使薄膜厚度更加均匀，两边整体。最后，在收卷机用钢制卷芯进行收卷。
(6)、老化和分切：收卷后的农产品膜必须放置24小时以上，进行老化，该处的老化是指薄膜中剩余的热量散去，使薄膜的尺寸和性能进一步稳定下来，老化后的农产品膜按产品规格分切为客户定制的产品尺寸，经包装后入库待运。
本实施例的工艺参数为：
挤出机各区的温度(单位℃)：
| 挤出机 | 1区 | 2区 | 3区 | 4区 | 5区 | 6区 | 7区 |
| 热封层 | 175±10 | 220±10 | 235±10 | 235±10 | 230±10 | 230±10 | |
| 芯层 | 180±10 | 225±10 | 250±10 | 250±10 | 235±10 | 230±5 | 230±10 |
| 电晕处理层 | 175±10 | 220±10 | 235±10 | 235±10 | 230±10 | 230±10 |
其中，熔体管过滤器中，热封层的温度为225±10℃，芯层的温度为230±10℃，电晕处理层的温度为225±10℃。
集料块和模头各区温度(单位℃)：
| 集料块 | 模头1区 | 模头2区 | 模头3-13区 | 模头14区 | 模头15区 |
| 220～235 | 225～240 | 220～240 | 220～240 | 225～240 | 225～245 |
| 优选：225 | 优选：229 | 优选：227 | 优选：225 | 优选：27 | 优选：229 |
流涎单元温度(单位℃)：
第一冷却辊：30～35℃；第二冷却辊：25～30℃；抽真空：24～28％(内)、30～38％(外)；电晕处理：25～30瓦时；电晕处理前辊冷却温度：25～35℃，电晕处理后辊冷却温度：30～35℃；收卷张力压力参数：张力：24～28％额定值；压力：25～30％额定值。
Claims (5)
1、一种超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜，包括上层、中间层和下层，其特征在于：所述上层为热封层，所述的中间层为芯层，所述的下层为电晕处理层，所述中间层覆盖在所述下层上，所述上层覆盖在所述中间层上，其特征在于：所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；
所述热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5～19份；热塑性弹性体SEBS：4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
所述芯层包括均聚PP和POE弹性体，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52～57；POE弹性体：5～10份；
所述电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12～15份；改性聚丙烯：1～3份。
2、如权利要求1所述的超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜，其特征在于：所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：21～23％；芯层：55～60％；电晕处理层：18～22％。
3、如权利要求2所述的超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜，其特征在于：所述热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：22％；芯层：60％；电晕处理层：18％。
4、一种如权利要求1所述的超低温热封、高牢度CPP农产品包装膜的制备方法，其特征在于：采用非拉伸方式，流涎法进行生产，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、原料计量：依照以下质量比例进行原料计量：热封层、芯层和电晕处理层占质量总和的质量百分比为：热封层：20～25％；芯层：54～62％；电晕处理层：13～25％；
所述热封层包括三元共聚PP、热塑性弹性体SEBS和抗粘剂，三种组份的质量份数比为：三元共聚PP：15.5～19份；热塑性弹性体SEBS：4～5份；以及抗粘剂：0.5～1份；
所述芯层包括均聚PP和POE弹性体，两种组份的质量份数比为：均聚PP：52～57；POE弹性体：5～10份；
所述电晕处理层包括三元共聚PP和改性聚丙烯，两种组份的质量份数比为：三元共聚PP：12～15份；改性聚丙烯：1～3份；
(2)、挤出：分别通过三台挤出机加工热封层、芯层和电晕处理层；
(3)、流涎骤冷：在各台挤出机的出口处过滤并叠层熔体，从模头唇口流出，形成薄而均匀的片状流体，在骤冷辊上经过骤冷固化成薄膜；
(4)、切边收卷：对加工好的薄膜切去两边边缘，并进行收卷；
(5)、老化分切：收卷后的薄膜放置设定时间进行老化，并依照设定尺寸进行分切成型；制得农产品包装膜。
5、如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括以下步骤：在流涎骤冷后，进行测厚和缺陷检测：对薄膜的厚度和缺陷进行实时检测，并把检测到的结果反馈到主控制器，主控制器根据检测结果调整工艺参数。
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