CN102501513B - 一种耐穿刺重包装复合薄膜及其制备 - Google Patents
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Abstract
一种重包装复合薄膜，其特征在于包括三层：外层，芯层，内层组成；其组分配方为：以重包装复合薄膜总重量计，外层∶芯层∶内层为5-20wt％∶60-90wt％∶5-20wt％，优选为5-10wt％∶80-90wt％∶5-10wt％，更优选为10wt％∶80wt％∶10wt％；所述的外层包括茂金属线性聚乙烯和低密度聚乙烯；所述的芯层包括EVA和低密度聚乙烯，所述的内层包括中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。外层中的茂金属线性聚乙烯、芯层的EVA和内层的中密度聚乙烯，相互协同作用保证了三层复合重装膜同时兼具了更好的耐穿刺性和拉伸强度。
Description
技术领域
本申请涉及一种重包装膜及其制造方法，属于包装塑料原材料加工应用的技术领域。
背景技术
传统的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等树脂粒料的包装，使用由顶部开口的纸质复合编织袋，在包装时由于工序多而繁杂，因此其单条包装线的包装能力大大受到局限。只能适用于10万吨/年以下产量的合成树脂粒料生产线。与大型合成树脂产品的自动包装线相配套的重包装膜产品，广泛采用连续性一次“成型-充填-封口(Form-Fill-Seal，简称FFS)”袋用吹塑薄膜，这是国内近两年来刚刚发展起来的一种新型重包装膜产品。由于在包装作业过程中，实现了多道工序和作业过程连续自动一次完成，使包装能力通常可达到1700～1900袋/小时，因而满足了超大型合成树脂装置高速包装的需要。由此可见，随着合成树脂装置规模迅速增大，传统的纸质复合膜编织袋已远远不能满足现今大工业生产的需求。而FFS袋用吹塑薄膜产品，在产品包装、贮存、运输、防潮和外观等方面具有优秀的综合性能，同时因其包装袋可非常方便的回收再利用，且不会对环境造成任何污染，符合国家鼓励实施的资源循环利用和可持续发展战略的需要。
从生产规模看，这种包装材料不仅能够满足化工原料产品现代化包装的需要，对大米、大豆等农副产品、农药、化肥、日用化工产品的包装也具有广阔的应用前景。对于重包装复合薄膜而言，除了复合强度、拉伸强度等常规的物理性能达到要验收的指标外，封口强度和耐穿刺能力是重包装复合薄膜技术含量高低的最佳体现。但是在实际应用中，其产品质量指标未形成统一的国家标准，产品配方也不成熟，仍处于不断改进和完善之中，直接导致产品的质量波动性较大，特别是产品的拉伸强度及抗穿刺性能很不稳定，经常发生包体破裂、热封强度不足等多种事故，严重影响了自动包装线的正常生产。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种重包装复合薄膜，旨在有效的改善重包装薄膜的抗穿刺性能，同时具备成本低、效益高、强度高的特点。
本发明还提供了一种制造该重包装膜的方法。
由于重包装要求保证袋子的强度，同时需要综合考虑热封、印刷、码垛等性能，因此采用三层共挤膜将质量指标逐步分解，利用不同的膜层满足不同的质量指标需求，从而达到满足整体质量指标的要求。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：重包装复合薄膜包括三层：外层，芯层，内层组成，总厚度为0.12-0.16mm；其组分配方为：以重包装复合薄膜总重量计，外层∶芯层∶内层为5-20wt％∶60-90wt％∶5-20wt％，优选为5-10wt％∶80-90wt％∶5-10wt％，更优选为10wt％∶80wt％∶10wt％。
所述的外层包括茂金属线性聚乙烯和低密度聚乙烯，其中，以外层重量计，茂金属线性聚乙烯占65-85wt％，低密度聚乙烯占15-35wt％；
所述的芯层包括EVA和低密度聚乙烯，以芯层重量计，EVA占70-85wt％，低密度聚乙烯占15-30wt％；
所述的内层包括中密度聚乙烯和低密度聚乙烯，其中以内层的重量计，中密度聚乙烯占65-85wt％，低密度聚乙烯占15-35wt％；任选的，可以根据包装材料的要求加入助剂，在不影响最终产品性能的前提下可以选用的助剂为爽滑剂、开口剂或抗静电剂中的一种或多种，加入需要的膜层中。
同时，由于使用三层共挤重包装膜吹塑机时，重包装复合薄膜的膜厚具有一定的偏差，在加工条件均相同时，控制三层薄膜原料的密度梯度可以获得较小的厚度偏差，进而提高穿刺强度。其中，上述配方中，优选茂金属线性聚乙烯密度为0.918，中密度聚乙烯密度为0.930，低密度聚乙烯密度为0.925，EVA树脂的密度为0.938。
本发明是通过常规的FFS袋用吹塑薄膜技术工艺制备的。使用三层共挤重包装膜吹塑机，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到重包装复合薄膜。
通常为了提高多层薄膜的耐穿刺强度，通常采用在外层中使用能提高其耐穿刺强度的原料，如mLLDPE。但是，经过本申请的实验惊奇的发现，在三层薄膜的芯层中加入柔性较强的EVA树脂，反而能使得薄膜比仅在芯层使用HDPE等常规使用的薄膜材料能获得更高的穿刺强度。为了同时保证薄膜的拉伸强度，在其内层中使用中密度聚乙烯。基于上述设计，外层中的茂金属线性聚乙烯、芯层的EVA和内层的中密度聚乙烯，相互协同作用保证了三层复合重装膜同时兼具了更好的耐穿刺性和拉伸强度。同时，由于使用三层共挤重包装膜吹塑机时，重包装复合薄膜的膜厚具有一定的偏差，在加工条件均相同时，控制三层薄膜原料的密度梯度可以获得较小的厚度偏差，进而提高穿刺强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)外层以茂金属线性聚乙烯为主，为薄膜提供一定的耐穿刺能力，同时还拥有良好的封口强度，能降低破包率。
(2)芯层中利用EVA的柔软性来增强薄膜的耐穿刺性。
(3)内层用中密度聚乙烯，主要为了配合EVA的加工特点，提高配方的加工性能，另外还可以为薄膜提供良好的拉伸强度。
(4)利用低密度聚乙烯的优良的加工特性，在三个组分里面起到了加工性能的调节作用。
(5)只要其生产设备能够保证重包装复合薄膜产品的几何尺寸在标准规定的变化范围内，可确保其产品的各项力学性能指标全部达到ISO国际标准的要求，从而可以保证满足下游包装生产线的正常运行。
具体实施方式
下面结合具体实方式对本发明作进一步详细描述，具体方式中仅仅是对发明技术效果的验证，并不是穷举。
重包装膜技术要求十分精密和严格：
厚度0.16±0.04mm
幅宽550±3mm
纵向拉伸强度≥21MPa
横向拉伸断裂强度≥21MPa
纵向断裂伸长率≥500％
横向断裂伸长率≥600％
落镖冲击(9)≥600
膜收卷时的表面温度与室内温度之差＜5℃
膜卷须表面平整，两端齐整。
主要性能测试指标和测试标准 表1
实施例中使用原料 表2
使用三层共挤重包装膜吹塑机(SJGZM-860×3-01)，按照下表中的配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到重包装复合薄膜。其中，挤出机机筒温度区间：1区185℃，2区215℃，3区190℃，4区175℃，换网流道175℃；膜口温度190-215℃。
实施例配方 表3
通过三层共挤吹膜生产线按上述生产工艺挤出成型后，对样品几何尺寸全部符合前述规格要求的部分进行取样分析，所得产品的力学性能指标全部符合标准要求，具体数据如下：
性能测试 表4
性能测试 表5
同时，由上述实施例配方进行实际上产测试时，破袋入库率为0，废袋率低于0.3％；2.5吨重物压20天，包装袋无开口，无变形产生；3米跌落试验合格，跌落方向为正面、侧面、立面，均无破包现象；能顺利实现1600袋/时以上的包装速度要求，低温热封性能良好，3吨物料无塌垛产生。
从实施例1-12的性能测试与对比实施例可以看出，其关键指标均能均明显高于常规技术方案得到的三层复合重包装膜。尤其在穿刺强度和拉伸强度方面，均有显著的改善。同时，对比实施例1-8中尝试了在内外层使用了普通线性低密度聚乙烯LLDPE，芯层使用高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE，其得到的三层复合重包装膜性能虽然也能达到制膜要求，但是仍不如实施例中综合性能，尤其是在穿刺强度和拉伸强度方面。
Claims (6)
1.一种重包装复合薄膜，其特征在于包括三层：外层，芯层，内层组成，总厚度为0.12-0.16mm；其组分配方为：以重包装复合薄膜总重量计，外层∶芯层∶内层为5-20wt％∶60-90wt％∶5-20wt％；
所述的外层包括茂金属线性聚乙烯和低密度聚乙烯，
所述的芯层包括EVA和低密度聚乙烯，
所述的内层包括中密度聚乙烯和低密度聚乙烯；
所述的外层中茂金属线性聚乙烯占85wt％，低密度聚乙烯占15wt％；所述芯层中EVA占80wt％，低密度聚乙烯占20wt％；所述的内层中中密度聚乙烯占85wt％，低密度聚乙烯占15wt％。
2.如权利要求1中所述的重包装复合薄膜，外层∶芯层∶内层为5-10wt％∶80-90wt％∶5-10wt％。
3.如权利要求2中所述的重包装复合薄膜，外层∶芯层∶内层为为10wt％∶80wt％∶10wt％。
4.如权利要求1中所述的重包装复合薄膜，还包括加工助剂，所述加工助剂为爽滑剂、开口剂或抗静电剂中的一种或多种。
5.如权利要求1中所述的重包装复合薄膜，其中，茂金属线性聚乙烯密度为0.918g/cm3，中密度聚乙烯密度为0.930g/cm3，低密度聚乙烯密度为0.925g/cm3，EVA树脂的密度为0.938g/cm3。
6.权利要求1-5中任一所述的重包装复合薄膜的制备方法，其特征在于通过FFS袋用吹塑薄膜技术工艺制备，使用三层共挤重包装膜吹塑机，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按权利要求1-5中任一重包装复合薄膜的配比混合好后，供给3台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到重包装复合薄膜。
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