CN101987674B - 一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，该易揭膜包括热封层、芯层及电晕层，通过多台挤出机在一个T型模头共挤出的流延工艺制备而成。与现有技术相比，本发明制备方便，可以密封PP类材质的包装容器，且容器在运输、储藏过程中不会炸包、露包，给适当的外力，密封在容器上的盖膜就能够被揭开，使用便捷，该易揭膜在130-230℃的温度范围内都可以热封，且热封强度相对恒定，可以在121℃下蒸煮30min。
Description
技术领域
本发明涉及一种易揭膜，尤其是涉及一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜。
背景技术
本发明易揭膜材料已广泛应用于各种包装，例如用此易揭膜材料直接加工成各种包装袋，或者用于PP类材质制成的碗状、杯状、桶状和盒状容器的盖膜。普通聚丙烯盖膜热封强度随热封温度的升高而增大，当把容器封合牢固时，而此盖膜已经不能揭开，给使用带来非常不便。为设计出容器的易揭开盖膜，则要求盖膜必须能把容器密封，即盖膜具有一定的热封强度，容器被此材料密封后，在蒸煮、冷藏、运输等条件下不会露包、炸包，而人为的给一个适当的外力，则可以轻易的揭开。为此我司研发出一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜。
近年来，碗状、杯状、桶状和盒状包装容器发展迅速，例如：果冻类包装、各种调味酱料包装、方便熟食品、中成药包装等，此类包装的共同特点是都需要盖膜材料，本发明制取的易揭开薄膜就是主要用于上述包装容器的盖膜材料。易揭开盖膜材料所需特点就是热封强度在一定热封温度范围内相对恒定、封口封合牢固，与容器在高温、受压条件下，彼此粘合而密封，人为的给一个适当的外力可轻易揭开，使用方便。
本发明人通过深入研究，对比发现，满足本发明的热封层材料可以使用丙烯和丙烯酸甲酯在高温高压下形成的自由基共聚材料，此材料为热封温度较宽、热封强度适当，且热封强度的温度依赖性较小的原料，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，可以解决此发明所需的热封问题，并能经受121℃高温蒸煮，在加工过程中，发现此丙烯/丙烯酸甲酯共聚物与普通聚烯烃不能很好的相容，造成层间结合强度较差，薄膜在使用时易产生自身层间离层现象，为此本发明人研发出相应的相容剂，由丙烯/丙烯酸甲酯共聚物和相容剂通过流延加工制取易揭开薄膜材料构成本发明。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制备方便、可以密封包装容器的热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，该易揭膜包括热封层、芯层及电晕层。
所述的热封层是丙烯/丙烯酸甲酯共聚物，其中丙烯酸甲酯含量为10-20％，通过挤出机塑化挤出得到薄膜，厚度为5-20μm。
所述的芯层的材料为加入马来酸酐接枝相容剂的丙烯均聚物。
所述的马来酸酐接枝相容剂的接枝量为3-8％。
所述的马来酸酐接枝相容剂与丙烯均聚物的重量比为(10-15)∶100。
所述的芯层是将马来酸酐相容剂与丙烯均聚物混合后，通过芯层挤出机挤出得到。
所述的电晕层的材料为丙烯/乙烯共聚物，通过挤出机塑化挤出并对表面进行电晕火花处理，得到电晕层。
所述的易揭膜在130-230℃的温度范围内都可以热封，热封强度恒定，易揭膜可以在121℃下蒸煮30min。
所述的易揭膜的厚度为35-80μm。
与现有技术相比，本发明制备方便，可以密封包装容器，容器在运输、储藏时不会炸包、露包，给适当的外力，密封在容器上的盖膜就能够被揭开，使用便捷，该易揭膜在130-230℃的温度范围内都可以热封，且热封强度相对恒定，可以在121℃下蒸煮30min。
附图说明
图1为实施例1中该易揭膜的结构示意图。
图中1为热封层、2为芯层、3为电晕层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其结构如图1所述，包括热封层1、芯层2及电晕层3，选用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物制造热封层1，其中丙烯酸甲酯含量为10％，在高温高压下通过自由基共聚而获得，其熔融指数为2-3g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，选用马来酸酐接枝相容剂和丙烯均聚物共混制造芯层2，通过挤出机塑化挤出得到，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，其中马来酸酐接枝相容剂的接枝量为4％，马来酸酐接枝相容剂与丙烯均聚物的重量比为12∶100，选用丙烯/乙烯无规共聚物制造电晕层3，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，将热封层在230℃塑化挤出，芯层及电晕层在240℃条件下塑化挤出，然后经过一个T型模头流延成膜，流延辊冷却温度为25℃，再以70m/min的速度收卷，对电晕层的表面进行电晕火花处理，使其电晕张力变为46mN/m，所得到的易揭膜总厚度为50μm，其中热封层厚度为10μm。
对制备出的易揭膜进行热封实验：
(1)将裁剪成10cm×10cm大小的易揭开薄膜产品对折，热封层在内，并在下面条件下对所制的样品进行热封，预设热封温度130-230℃，压力0.2MPa，时间1s，所用仪器为日本东洋精机(TOYOSEIKI)热封仪。对一个从热封部分切下宽为15mm的样品，以300mm/min条件下在拉伸机(AGS-1KNG)上进行180度剥离，测定其热封强度。
(2)离层情况判断，热封强度测定后，用肉眼观察热封后拉开的样，观察痕迹，是否有离层情况。实验结果如表1所示。
实施例2
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其结构如图1所述，包括热封层1、芯层2及电晕层3，选用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物制造热封层1，其中丙烯酸甲酯含量为20％，在高温高压下通过自由基共聚而获得，其熔融指数为3-4g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，选用马来酸酐接枝相容剂和丙烯均聚物共混制造芯层2，通过挤出机塑化挤出得到，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，其中马来酸酐接枝相容剂的接枝量为4％，马来酸酐接枝相容剂与丙烯均聚物的重量比为12∶100，选用丙烯/乙烯无规共聚物制造电晕层3，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，将热封层在230℃塑化挤出，芯层及电晕层在240℃条件下塑化挤出，然后经过一个T型模头流延成膜，流延辊冷却温度为25℃，再以70m/min的速度收卷，对电晕层的表面进行电晕火花处理，使其电晕张力变为46mN/m，所得到的易揭膜总厚度为50μm，其中热封层厚度为10μm。
对制备出的易揭膜进行热封实验，结果如表1所示。
实施例3
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其结构如图1所述，包括热封层1、芯层2及电晕层3，选用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物制造热封层1，其中丙烯酸甲酯含量为10％，在高温高压下通过自由基共聚而获得，其熔融指数为2-3g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，选用马来酸酐接枝相容剂和丙烯均聚物共混制造芯层2，通过挤出机塑化挤出得到，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，其中马来酸酐接枝相容剂的接枝量为6％，马来酸酐接枝相容剂与丙烯均聚物的重量比为15∶100，选用丙烯/乙烯无规共聚物制造电晕层3，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，将热封层在230℃塑化挤出，芯层及电晕层在240℃条件下塑化挤出，然后经过一个T型模头流延成膜，流延辊冷却温度为25℃，再以110m/min的速度收卷，对电晕层的表面进行电晕火花处理，使其电晕张力变为46mN/m，所得到的易揭膜总厚度为35μm，其中热封层厚度为7μm。
对制备出的易揭膜进行热封实验，结果如表1所示。
实施例4
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其结构如图1所述，包括热封层1、芯层2及电晕层3，选用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物制造热封层1，其中丙烯酸甲酯含量为20％，在高温高压下通过自由基共聚而获得，其熔融指数为3-4g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，选用马来酸酐接枝相容剂和丙烯均聚物共混制造芯层2，通过挤出机塑化挤出得到，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，其中马来酸酐接枝相容剂的接枝量为6％，马来酸酐接枝相容剂与丙烯均聚物的重量比为10∶100，选用丙烯/乙烯无规共聚物制造电晕层3，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，将热封层在230℃塑化挤出，芯层及电晕层在240℃条件下塑化挤出，然后经过一个T型模头流延成膜，流延辊冷却温度为25℃，再以45m/min的速度收卷，对电晕层的表面进行电晕火花处理，使其电晕张力变为46mN/m，所得到的易揭膜总厚度为80μm，其中热封层厚度为20μm。
对制备出的易揭膜进行热封实验，结果如表1所示。
丙烯/丙烯酸甲酯在高温高压下通过自由基共聚获得的共聚物，降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性及热密封性能，其特殊的热封强度，满足本发明的要求。
目前薄膜生产都是采用共挤技术，即树脂通过不同挤出机塑化后，经过一个模头挤出成膜，每台挤出机塑化不同树脂时，就存在层与层之间的结合强度，层间结合强度较低时，薄膜会分层，影响下游客户的使用。用共挤流延法生产易揭开薄膜，热封层采用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物，芯层和电晕层大多采用聚烯烃，丙烯/丙烯酸甲酯共聚物层和聚烯烃层之间的结合强度不高，热封后薄膜会从丙烯/丙烯酸甲酯共聚物层和聚烯烃层撕开，造成开口处拉丝，粗糙，为揭开后不留下任何热封材料残余物痕迹，必须增加丙烯/丙烯酸甲酯共聚物层和聚烯烃层之间的结合强度。本发明人研究发现用聚丙烯与马来酸酐接枝制成的相容剂母料，添加到易揭膜芯层中，可使芯层与热封层分子之间发生键合力，借助于分子间的键合力，可使不相容的两种聚合物结合在一起，即易揭开膜的热封层和芯层结合在一起，从而增加两层间的结合强度。
聚丙烯(PP)与马来酸酐(MAH)的接枝机理
初级自由基从聚丙烯分子链上脱氢产生PP大分子自由基，而且脱氢主要发生在叔碳原子位置，该大分子自由基随后与MAH单体加成发生接枝反应。与此同时。由于PP大分子自由基是叔碳自由基，非常不恒定，极易发生β断链，因此，聚丙烯的过氧化物引发接枝伴随有严重的降解副反应。
MAH的接枝反应只能发生在PP分子链叔碳原子上。β-断裂优先发生，故MAH通常接枝到PP链末端。
聚烯烃接枝方法
目前，PP接枝改性的方法主要有单体聚合法、溶液法、熔融法、辐射法、固相法等，熔融接枝法工艺操作简单，设备投资少、可实现连续化生产等优点而被广泛采用，市场上常见的相容剂为熔融反应挤出马来酸酐接枝(MAH)相容剂。但是在熔融反应挤出的过程中，由于MAH和引发剂的存在，常会引发一系列副反应，如聚合物分子链的断裂，接枝产物色泽偏黄，而且伴随着MAH和引发剂的残留。MAH残余量大在加工过程中会产生刺激性气味，损害健康，并导致制品有气味和变色等缺陷，同时未反应的引发剂在加工过程中会加速聚烯烃的降解。
针对上述问题，本发明人深入研究，开发出了无气味、低残留、高接枝率的PP-g-MAH聚烯烃接枝物产品，通过接枝聚烯烃分子链上的酸酐、羧基、环氧基与其它聚合物中的羟基、氨基发生化学反应，就地生成相容剂，从而到达改善和提高共挤体系相容性的作用。接枝物在共挤体系中所起的作用类似于油分散到水中所用的界面活性剂的作用，一方面减少相界面张力，提高了分散程度；另一方面增加了两相同的界面结合力。用于易揭膜产品生产，起到了比较理想的效果。本发明的马来酸酐(MAH)接枝相容剂(熔融指数6-8g/10min，测试条件，标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16Kg)，使丙烯/丙烯酸甲酯共聚物层和聚烯烃层之间界面键合来增加层间结合强度。
比较例1
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其结构如图1所述，包括热封层1、芯层2及电晕层3，选用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物制造热封层1，其中丙烯酸甲酯含量为10％，在高温高压下通过自由基共聚而获得，其熔融指数为2-3g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，选用丙烯均聚物制造芯层2，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，选用丙烯/乙烯无规共聚物制造电晕层3，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，将热封层在230℃塑化挤出，芯层及电晕层在240℃条件下塑化挤出，然后经过一个T型模头流延成膜，流延辊冷却温度为25℃，再以70m/min的速度收卷，对电晕层的表面进行电晕火花处理，使其电晕张力变为46mN/m，所得到的易揭膜总厚度为50μm，其中热封层厚度为10μm。
对制备出的易揭膜进行热封实验，结果如表1所示。
比较例2
一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其结构如图1所述，包括热封层1、芯层2及电晕层3，选用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物制造热封层1，其中丙烯酸甲酯含量为20％，在高温高压下通过自由基共聚而获得，其熔融指数为3-4g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，最后通过挤出机塑化挤出得到薄膜，选选用丙烯均聚物制造芯层2，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃)，负载2.16kg，选用丙烯/乙烯无规共聚物制造电晕层3，熔融指数为6-8g/10min(测试条件：标准口径2.095mm，温度230℃，负载2.16kg)，将热封层在230℃塑化挤出，芯层及电晕层在240℃条件下塑化挤出，然后经过一个T型模头流延成膜，流延辊冷却温度为25℃，再以70m/min的速度收卷，对电晕层的表面进行电晕火花处理，使其电晕张力变为46mN/m，所得到的易揭膜总厚度为50μm，其中热封层厚度为10μm。
对制备出的易揭膜进行热封实验，结果如表1所示。
表1热封实验结果
| 实施例 | 热封强度N/15mm | 揭开痕迹情况 |
| 实施例1 | 3-5 | 不离层、揭开痕迹光滑、无拉丝 |
| 实施例2 | 9-12 | 不离层、揭开痕迹光滑、无拉丝 |
| 实施例3 | 3-6 | 不离层、揭开痕迹光滑、无拉丝 |
| 实施例4 | 8-11 | 不离层、揭开痕迹光滑、无拉丝 |
| 比较例1 | 1-2 | 离层、揭开痕迹粗糙、有拉丝 |
| 比较例2 | 1-2 | 离层、揭开痕迹粗糙、有拉丝 |
Claims (8)
1.一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，该易揭膜包括热封层、芯层及电晕层，所述的热封层是丙烯/丙烯酸甲酯共聚物，其中丙烯酸甲酯含量为10-20％，通过挤出机塑化挤出得到薄膜，厚度为5-20μm。
2.根据权利要求1所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的芯层的材料为加入马来酸酐接枝相容剂的丙烯均聚物。
3.根据权利要求2所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的马来酸酐接枝相容剂的接枝量为3-8％。
4.根据权利要求2所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的马来酸酐接枝相容剂与丙烯均聚物的重量比为(10-15)∶100。
5.根据权利要求2所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的芯层是将马来酸酐相容剂与丙烯均聚物混合后，通过芯层挤出机挤出得到。
6.根据权利要求1所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的电晕层的材料为丙烯/乙烯共聚物，通过挤出机塑化挤出并对表面进行电晕火花处理，得到电晕层。
7.根据权利要求1所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的易揭膜在130-230℃的温度范围内都可以热封，热封强度恒定，且可以在121℃下蒸煮30min。
8.根据权利要求1所述的一种热封强度恒定且封口封合牢固的易揭膜，其特征在于，所述的易揭膜的厚度为35-80μm。
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