CN101844643B

CN101844643B - 用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜及其制备方法

Info

Publication number: CN101844643B
Application number: CN2010101815228A
Authority: CN
Inventors: 杨志
Original assignee: Individual
Current assignee: Hebei Fangda Packaging Co ltd
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: CN101844643A

Abstract

一种用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜及其制备方法，用于提高背胶袋薄膜低温性能和横向撕裂强度。所述改性聚丙烯薄膜各层材料由下述质量份的原料制备：外层：均聚PP100、共聚PP10-40、LLDPE5-10；中间层：均聚PP100、共聚PP10-30、LLDPE5-10；内层：均聚PP10-50、共聚PP100、LLDPE20-50、开口剂1.5-2.5。本发明经反复研究试验，确定了原料最佳配比及合适的制备方法。

Description

用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种包装袋使用的层压材料、特别是背胶袋使用的聚丙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

目前，背胶袋广泛用于物流行业。用于制作背胶袋的透明薄膜，基于使用特点，要求其透明度较好，韧性好且低温时不易碎裂，纵横向撕裂强度接近，容易用烫刀热烫合，制成袋子后两层膜不能粘连。此外，由于薄膜袋子的背面涂布有热熔压敏胶，在胶的生产过程中需加入油类来增塑高分子的胶类，油类会少量析出，易造成袋子粘连污损，故要求薄膜的阻油性较好。只有同时满足以上性能的薄膜才能适用于生产背胶袋。目前用于生产背胶袋的透明薄膜多选用PP膜，由于PP(聚丙烯)膜比重小，生产同样的厚度产品成本较低，挺括度、透明度能满足背胶袋的需要，阻隔性较传统的PE膜有较大的改善，能阻止油类的渗透。但是普通PP膜受结晶和聚合条件的影响，位于聚合物主链同一侧的甲基产生了一个有规立构分子和高结晶的特性，耐低温性能、印刷性、热封性较差，在北方冬季普通PP膜很容易破碎。尤其是普通PP膜的撕裂强度在不同方向上有较大差异，其横向撕裂强度不及纵向撕裂强度的一半，当用于背胶袋时袋子的开口小条因横向撕裂强度低，很容易撕断，从而使袋子破坏或造成货运单据丢失的严重事故。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种具有高断裂伸长率、低温伸长率及均衡撕裂强度的用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜及其制备方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜，由外层、中间层、内层熔融共挤吹制而成，各层材料由下述质量份的原料制备而成：

外层：均聚PP100、共聚PP10-40、LLDPE5-10；

中间层：均聚PP100、共聚PP10-30、LLDPE5-10；

内层：均聚PP10-50、共聚PP100、LLDPE20-50、开口剂1.5-2.5。

上述用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜，所述均聚PP选用T30S，共聚PP选用F800E和EP1X35F二者组合，LLDPE选用韩国现代的UF414。

一种制备上述用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜的方法，它利用三层共挤下吹水冷吹膜机组，经原料配置、塑化挤出、机头模具成型、牵引、风冷、水冷、烘干、薄膜电子冲击、收卷、分切工序进行制备，在所述机头模具成型工序中，露点线距模口距离为260毫米～320毫米，吹胀比为1.0-1.4；所述牵引工序中，牵引比为4.3～4.7；所述水冷工序中，冷却水温控制在15-20℃。

上述用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜的制备方法，所述烘干工序中，干燥器表面温度控制在70～80℃之间。

本发明针对普通PP膜制作的背胶袋薄膜袋子存有低温性能差、横向撕裂强度低等问题对普通PP膜进行改性处理，其产品原料由均聚PP、共聚PP及LLDPE组成，经反复研究，确定上述组成物在各层中的最佳配比及合适的制备方法。经检测，本发明产品主要特点如下：1.大大提高了横向撕裂强度，使撕裂强度纵、横向较为接近；2.断裂伸长率和低温伸长率得到明显改善，低温时不易碎裂；3.烫合温度明显下降，工艺性提高。性能数据详见表一。

本发明方法在三层共挤下吹水冷吹膜机组实施，和流延PP膜相比它具有设备投资小，占地面积小，操作简便，成本较低等优点。

具体实施方式

用于制作背胶袋的透明薄膜一般是由三层共挤流延机组或下吹水冷机组制备的PP膜，三层膜结构包括外层、中间层、内层，可单独选择满足各层要求的材料，以赋予薄膜不同的性能和用途。其中内层要进行热封合加工，要求材料的热封温度低、开口性好；中间层起到骨架和支撑的作用，要求有较高的挠曲模量，较高的拉伸强度，中间层材料决定了薄膜机械性能；外层经过表面处理后具有适当的表面张力，以便进行印刷、复合或金属化处理。膜的复合结构除要求具有通常的PP树脂所具有的特性外，还应具有良好的热封性、透明性、抗撕裂、对油类有较好的阻隔性及良好的开口性和抗粘连性。

本发明所述改性聚丙烯薄膜根据制作背胶袋薄膜的上述要求，所选择的各层材料由下述质量份的原料配制而成：外层：均聚PP 100、共聚PP 10-40、LLDPE 5-10；中间层：均聚PP 100、共聚PP 10-30、LLDPE 510；内层：均聚PP 10-50、共聚PP 100、LLDPE 20-50、开口剂1.5-2.5。为保证改性聚丙烯薄膜产品质量的稳定性，经筛选，所述均聚PP选用T30S，共聚PP选用F800E和EP1X35F二者共用(其中F800E占两者总量的质量百分比为40-70)，LLDPE选用UF414。其中，F800E的MI为8.0g/10min，EP1X35F的MI为8.5-9.5g/10min，T30S的MI为2.9～3.5g/10min，UF414的MI为2.0g/10min、雾度14％(40um)、密度0.920克/cm3、开口剂选用WK1890(顺-13-二十二烯酰胺)开口剂。

本发明经过综合考虑同时选用共聚PP、均聚PP和LLDPE(线性低密度聚乙烯)原料对其改性。共聚PP通常含有5～7％的乙烯，因此共聚PP具有低结晶、低熔点、高透明及高韧性的性能，具有更好的耐低温冲击强度。而LLDPE具有更好的热封性，更好的耐冲击韧性是业内共知的，它和共聚聚丙烯具有更好的相容性，更有利于成型加工。由于外层和中间层选用了较高含量的PP料，它相对于PE膜有更优异的对油类的阻隔性。为了提高薄膜的防粘连性，在设计配方时在内层适量的加入开口剂。

本发明改性机理如下：由于聚丙烯无规共聚物的高分子链的基本结构中通过加入不同种类的单体分子加以改性。乙烯是最常用的单体，在分子链上乙烯单体位置的无规律就阻碍了顺式聚丙烯分子链的有规立构和高结晶，而引起聚丙烯物理性质的改变。与PP均聚物相比，无规共聚物改进了光学性能，提高了韧性，增加了横向撕裂强度和断裂伸长率，降低了熔化温度，降低了热封口温度；同时在化学稳定性、阻隔性能和器官感觉性能(低气味和味道)方面与均聚物基本相同。加入共聚PP，由于它与均聚PP和LLDPE有良好的相容性，它起到了改性剂的作用。加入LLDPE，由于它具有高的撕裂强度和断裂伸长率，它的分子链和PP的分子链相互交融，同时破坏了PP的结晶结构，降低了分子间的范德华力，使分子链的相对移动更容易。增加了整个体系的韧性。从而使改性膜的撕裂强度大幅增加。

本发明通过三层共挤、利用下吹水冷吹膜机组实施，和流延PP膜相比，它具有设备投资小，占地面积小，操作简便，成本较低等优点。同时吹胀膜同流延膜相比较有较高的机械强度，横向的吹胀和牵引辊的快速牵引，是对塑料薄膜的一种双向拉伸，因而力学性能比较好。

本发明按照下列工序进行：原料配置→真空上料→各挤出机塑化挤出→机头模具成型→牵引→风冷→水冷→烘干→薄膜电子冲击→旋转收卷→放置→分切成需要的尺寸。上述工序需重点控制的工艺参数如下：

1.模具成型工序中露点线距离控制：露点是在膜泡上的一条透明与模糊的分界线，露点的高低对吹胀膜的性能有较大的影响，露点高，则吹胀是在液体状态下完成的，生产出来的吹胀膜性能接近于流延膜；相反，露点线低，膜泡的吹胀是在固体高弹态下进行的，生产出来的吹胀膜性能更接近于定向膜，热封性能变差。综合考虑上述因素，本发明露点线距离模头口模260毫米至320毫米。

2.水冷工序冷却水温度控制：冷却水温度高生产的膜透明度差，冷却水温过低，薄膜会发粘，合适的冷却水温控制在15-20℃范围。

3.机头模具成型工序吹胀比控制：吹胀比是薄膜的直径同芯棒或环形口模直径之比，吹胀比愈大，薄膜的透明度和光泽性愈好，机械强度更好，但是吹胀比太大，则膜泡过大，薄膜过薄，厚度不均匀性增大，薄膜容易发皱。吹胀比同薄膜的横向性能有关，吹胀比大使横向分子取向。本发明吹胀比选在1.0-1.4之间。

4.牵引工序中牵引比控制：牵引比是熄泡辊的线速度同挤出机挤出薄膜速度之比，这个比愈大，薄膜愈薄，纵向机械性能愈好，过高的牵引比同吹胀比一样是不合适的，牵引比用4.3～4.7为佳。牵引比同吹胀比调节合适，所得到的吹胀膜纵横向性能可望平衡，否则，纵横向性能是不平衡的。

5.烘干工序中干燥器表面温度控制：冷却膜泡的水，经导向板(人字夹板)和牵引胶辊后流入水槽。薄膜带走的少量水，需经干燥器除去水分。干燥器由两组电加热器组成，干燥器表面温度在70～80℃之间，温度太高使膜局部性能易出现不均，使膜表面不平；太低又不能烘干，而影响后续工序的高压放电表面处理。

6.放置工序防止薄膜的后伸缩：IPP膜(吹膜法生产的聚丙烯薄膜)会产生后收缩，虽然经冷却定型，也要待24小时才能稳定、均化，采用360度旋转收卷可以直接收在纸芯上(但不要卷曲太紧，应让应力得到释放)，放置24小时再分切成所要求的尺寸。

7.各挤出机塑化挤出工序模口间隙为0.8-1.2毫米。

本发明产品与普通PP膜性能对比见表1：

表1

由表1中的测试结果可知，本发明产品：1.撕裂强度横向指标大大提高，数值达61％，纵、横向性能较接近；2.断裂伸长率得到明显改善，纵向断裂伸长率增长了37％，横向断裂伸长率增长了30％；3.烫合温度明显下降，数值达16％。以上数据说明，本发明产品符合背胶袋的要求，实现了发明目的。

以下给出几个实施例，原料配比(质量份)见表2：

表2

改性聚丙烯薄膜在三层共挤下吹水冷吹膜机组生产，其制备方法如下：原料按配方配置，加入搅拌机搅拌均匀；用真空上料机把配好的料加到挤出机料斗中；各挤出机通过加热和螺杆的剪切塑化熔融，熔融的料在机头模具中成型，从模口出来后经过牵引的拉伸和吹胀作用膜成型；经过风环和水环的冷却定型；经人字板导引熄泡；过牵引辊后经过烘干；再经过薄膜电子冲击机放电冲击，改变薄膜表面的表面张力；经过旋转收卷卷取在纸管上，放置24小时让膜内部的应力充分释放后分切成需要的的尺寸。

制备方法主要工艺参数见表3：

表3

Claims

1.一种用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜，由外层、中间层、内层熔融共挤制成，其特征在于，各层材料由下述质量份的原料制备而成：

外层：均聚PP 100、共聚PP 10-40、LLDPE 5-10；

中间层：均聚PP 100、共聚PP 10-30、LLDPE 5-10；

内层：均聚PP 10-50、共聚PP 100、LLDPE 20-50、开口剂1.5-2.5。

2.根据权利要求1所述的用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜，其特征在于，所述均聚PP选用T30S，共聚PP选用F800E和EP1X35F二者共用，LLDPE选用UF414。

3.一种制备如权利要求1或2所述的用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜的方法，它利用吹水冷吹膜机组、采用熔融共挤的方式，经原料配置、塑化挤出、机头模具成型、牵引、风冷、水冷、烘干、薄膜电子冲击、收卷、分切工序进行制备，其特征在于：在所述机头模具成型工序中，露点线距模口距离为260毫米～320毫米，吹胀比为1.0-1.4；所述牵引工序中，牵引比为4.3～4.7；所述水冷工序中，冷却水温控制在15-20℃。

4.根据权利要求3所述的用于背胶袋的改性聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述烘干工序中，干燥器表面温度控制在70～80℃之间。