CN103009738A - 一种ffs二层共挤重包装膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包装膜技术领域，具体的涉及一种FFS二层共挤重包装膜及其制备方法，重包装膜包括内层和外层，内层由40～70%茂金属线型低密度聚乙烯、5～20%超低密度聚乙烯、10～30%高密度聚乙烯、3～10%色母粒混炼而成，外层由40～70%茂金属线型低密度聚乙烯、5～20%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5～20%超低密度聚乙烯、10～30%高密度聚乙烯、0.5～2%抗静电剂混炼而成；与现有技术相比，本发明既降低了薄膜厚度，又具备了高度的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，而且简化了生产工艺，节省了至少一台单螺杆挤出机，从而降低了设备成本及操作费用，进而使生产成本降低，具有良好的市场前景。

Description

一种FFS二层共挤重包装膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及包装膜技术领域，具体的涉及一种FFS二层共挤重包装膜及其制备方法。 

背景技术

FFS重包装膜是一种实现连续性一次自动“成型、充填-封口（Form-Fill-Seal，简称“FFS”）等多道工序的新型包装材料，其包装能力可达到1700～1900袋/小时，能够满足大规模生产包装线的高速装填、大型储运和自动码垛，因而具有广阔的应用前景。近几年，FFS重包装膜行业发展迅猛，三层或者更多层数的新型重包装膜也不断地推出。 

现有技术中，随着重包装膜的多层化发展，尤其是三层重包装膜，其内、外两层主要起到了热封和印刷的作用，而中间层则大多起到提高挺度、改性、热传导和机械强度等作用。但随着重包装膜总体厚度的降低，致使对重包装膜的内、外二层的各项性能要求也是越来越高，而性能调节作用所占的比例对于中间层来说越来越小，然而，从环保和经济的角度考虑，重包装膜进行减薄是未来发展的必然趋势。 

目前三层或者三层以上的重包装膜的厚度一般在0.14～0.18mm，如果膜厚小于0.14 mm，则对内、外层的原料性能要求明显提高，从而会造成原料成本较高，而且原料配方不成熟，会导致重包装膜质量波动性较大，特别是重包装膜的拉伸强度、抗穿刺等性能很不稳定，容易发生包体破裂、热封强度不足等多种事故；再者，三层及其以上的重包装膜的生产工艺复杂，需要多台挤出机，造成设备成本及操作费用较高。 

因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种厚度较薄而性能稳定、强度和韧性好、节约成本的FFS二层共挤重包装膜及其制备方法。 

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种厚度较薄而性能稳定、强度和韧性好、成本低的FFS二层共挤重包装膜。 

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种制备工艺简单、节约成本的FFS二层共挤重包装膜的制备方法，采用该制备方法生产的双层包装膜厚度较薄而性能稳定、强度和韧性好、且成本低。 

本发明的目的通过以下技术方案实现： 

提供一种FFS二层共挤重包装膜，包括内层和外层，其中所述内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 40～70%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  5～20%；

超低密度聚乙烯         5～20%；

高密度聚乙烯           10～30%；

色母粒                 3～10%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 40～70%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  5～20%；

超低密度聚乙烯         5～20%；

高密度聚乙烯           10～30%；

抗静电剂               0.5～2%；

所述高密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.94～0.96 g/cm³；

所述高密度聚乙烯的熔指为0.05～0.15g/10min，密度为0.94～0.96 g/cm³；

所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.91～0.95 g/cm³； 

所述超低密度聚乙烯的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.88～0.92 g/cm³；

所述抗静电剂为季胺盐类或烷基磷酸盐类抗静电剂；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.10～0.13mm。

优选的，所述内层由以下重量百分比的原料组成： 

茂金属线型低密度聚乙烯 50～60%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8～15%；

超低密度聚乙烯         8～15%；

高密度聚乙烯           15～25%；

色母粒                 4～8%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 54～65%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8～15%；

超低密度聚乙烯         8～15%；

高密度聚乙烯           15～24%；

抗静电剂               0.5～1%。

优选的，所述内层由以下重量百分比的原料组成： 

茂金属线型低密度聚乙烯 50%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  10%；

超低密度聚乙烯         10%；

高密度聚乙烯           24%；

色母粒                 6%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 55.5%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  10%；

超低密度聚乙烯         10%；

高密度聚乙烯           24%；

抗静电剂               0.5%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.13mm。

优选的，所述内层由以下重量百分比的原料组成： 

茂金属线型低密度聚乙烯 59%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8%；

超低密度聚乙烯         8%；

高密度聚乙烯           20%；

色母粒                 5%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯       63%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8%；

超低密度聚乙烯         8%；

高密度聚乙烯           20%；

抗静电剂               1%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.12mm。 

优选的，所述内层由以下重量百分比的原料组成： 

茂金属线型低密度聚乙烯 51%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  15%；

超低密度聚乙烯         15%；

高密度聚乙烯           15%；

色母粒                 4%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 54%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  15%；

超低密度聚乙烯         15%；

高密度聚乙烯           15%；

抗静电剂               1%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.10mm。

本发明提供上述FFS二层共挤重包装膜的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一、内层原料混炼：

将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及色母粒添加至第一台单螺杆挤出机混炼，长径比为30:1，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得内层流态混合物；

步骤二、外层原料混炼：

将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、抗静电剂添加至第二台单螺杆挤出机混炼，长径比为30:1，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得外层流态混合物；

步骤三、挤出成型：

1）将步骤一制备的内层流态混合物和步骤二制备的外层流态混合物输送至吹膜机头，在温度为170～220℃条件下，进行融合挤出，然后经温度为10～20℃的冷却风，吹涨形成膜泡，上述过程中，控制吹胀比为1.5～2.5，吹膜机头的模口间隙为1.5～2.5mm；

2）膜泡经膜泡内部冷却风和膜泡外部冷却风冷却成型，成型的膜泡通过稳泡架稳定膜泡，再由膜泡测量仪360度旋转测量膜泡的直径和厚度的分布，并反馈至调节系统完成膜泡厚度的调节；

3）膜泡进入旋转架，进行正反圆周旋转实现膜泡正反圆周扭动，以使膜泡厚度均匀的分散到整个膜泡的圆周上；

4）膜泡经人字板压成扁平状的膜条；

步骤四、牵引和收卷：

将步骤三获得的膜条送入牵引机构进行牵引拉伸成薄膜，牵伸比为5～10，然后所述薄膜通过边缘式纠偏仪和除静电器处理后进行卷取，就可以得到平整的半成品膜卷；

步骤五、印刷和分切：

将步骤四获得的膜卷送至印刷机进行放卷，再经过高频电火花处理、印刷、热风干燥、冷风干燥、移位、压花、插边、分切收卷工序后，获得FFS二层共挤重包装膜成品。 

本发明的有益效果：

本发明的一种FFS二层共挤重包装膜，包括内层和外层，其中内层由40～70%茂金属线型低密度聚乙烯、5～20%超低密度聚乙烯、10～30%高密度聚乙烯、3～10%色母粒经第一台单螺杆挤出机混炼而成，外层由40～70%茂金属线型低密度聚乙烯、5～20%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5～20%超低密度聚乙烯、10～30%高密度聚乙烯、0.5～2%抗静电剂经第二台单螺杆挤出机混炼而成；本发明优化了产品配方，采用超低密度聚乙烯取代了线型低密度聚乙烯，使膜层具备高度的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，而采用40～70%的茂金属线型低密度聚乙烯是包括丁烯、己烯和辛烯共聚的三种形态的茂金属线型低密度聚乙烯，大量采用茂金属线型低密度聚乙烯保证了包装膜热封的完好性，而三种形态的m-LLDPE共混，其分子量分布广阔，既表现出良好的加工性能、机械强度、生产过程中的膜泡稳定性能而且保证了包装膜热封的完好性，再配以乙烯-醋酸乙烯酯共混，补偿了超低密度聚乙烯ULDPE和高密度聚乙烯HDPE晶体结构的缺陷，提供了优异的耐低温热封性能，使重包装膜的强度、韧性和挺度同时得到提高改善，因而本发明的重包装膜既将厚度减薄又具备优异的包装性能；再结合其他原料使重包装膜具备高度的气候适应性能，在低温环境下呈现良好的韧性；由此，与现有技术的厚度大于0.14mm的三层及多层重包装膜相比，本发明的重包装膜厚度达到0.10～0.13mm，既降低了薄膜厚度，又具备了高度的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，在－22℃~50℃的环境中放置48小时，能够达到从4米高处任意一方向跌落1次、从2米高处6个方向各跌落一次而无破损的效果，而且简化了生产工艺，节省了至少一台单螺杆挤出机，从而降低了设备成本及操作费用，进而使生产成本降低，具有良好的市场前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 

以下实施例的重包装膜的厚度平均偏差均不大于6%。 

实施例1

本发明的一种FFS二层共挤重包装膜，厚度为0.13mm，其包括内层和外层，其中内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 50%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  10%；

超低密度聚乙烯         10%；

高密度聚乙烯           24%；

色母粒                 6%；

外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 55.5%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  10%；

超低密度聚乙烯         10%；

高密度聚乙烯           24%；

抗静电剂               0.5%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.13mm。

具体的，茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm³； 

茂金属线型低密度聚乙烯为丁烯、己烯或者辛烯中的一种或者一种以上与聚乙烯单体共聚而成的聚合物。

具体的，高密度聚乙烯的熔指为0.05～0.15g/10min，密度为0.94～0.96 g/cm³； 

具体的，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.91～0.95 g/cm³； 

具体的，超低密度聚乙烯的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.88～0.92 g/cm³；

具体的，抗静电剂为季胺盐类或烷基磷酸盐类抗静电剂，采用抗静电剂可以大幅度消除产品静电，防止吸尘，保持整洁的产品外观，同时具备较好的热封性能。

实施例2

本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：本发明的一种FFS二层共挤重包装膜，厚度为0.12mm，内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 59%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8%；

超低密度聚乙烯         8%；

高密度聚乙烯           20%；

色母粒                 5%；

外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 63%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8%；

超低密度聚乙烯         8%；

高密度聚乙烯           20%；

抗静电剂               1%。

实施例3

本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：本发明的一种FFS二层共挤重包装膜，厚度为0.10mm，内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 51%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  15%；

超低密度聚乙烯         15%；

高密度聚乙烯           15%；

色母粒                 4%；

外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 54%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  15%；

超低密度聚乙烯         15%；

高密度聚乙烯           15%；

抗静电剂               1%。

实施例4

本发明的一种FFS二层共挤重包装膜的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤： 

步骤一、内层原料混炼：

按配方量将茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及色母粒添加至第一台单螺杆挤出机混炼，长径比为30:1，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得内层流态混合物；

步骤二、外层原料混炼：

按配方量将茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、抗静电剂添加至第二台单螺杆挤出机混炼，长径比为30:1，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得外层流态混合物；

步骤三、挤出成型：

1）将步骤一制备的内层流态混合物和步骤二制备的外层流态混合物输送至吹膜机头，在温度为170～220℃条件下，进行融合挤出，然后经温度为10～20℃的冷却风，吹涨形成膜泡，上述过程中，控制吹胀比为1.5～2.5，吹膜机头的模口间隙为1.5～2.5mm；

2）膜泡经膜泡内部冷却风和膜泡外部冷却风冷却成型，成型的膜泡通过稳泡架稳定膜泡，再由膜泡测量仪360度旋转测量膜泡的直径和厚度的分布，并反馈至调节系统完成膜泡厚度的调节；

3）膜泡进入旋转架，进行正反圆周旋转实现膜泡正反圆周扭动，以使膜泡厚度均匀的分散到整个膜泡的圆周上；

4）膜泡经人字板压成扁平状的膜条；

步骤四、牵引和收卷：

将步骤三获得的膜条送入牵引机构进行牵引拉伸成薄膜，牵伸比为5～10，然后所述薄膜通过边缘式纠偏仪和除静电器处理后进行卷取，就可以得到平整的半成品膜卷；

步骤五、印刷和分切：

将步骤四获得的膜卷送至印刷机进行放卷，再经过高频电火花处理、印刷、热风干燥、冷风干燥、移位、压花、插边、分切收卷工序后，获得FFS二层共挤重包装膜成品。

上述步骤一的配方量采用实施例1、2或3的配方量。 

性能测试

采用实施例1至3的配方量制备的FFS二层共挤重包装膜，进行包装，然后进行跌落试验：从4米高处任意一方向跌落1次、从2米高处6个方向各跌落一次，测试结果如表1所示： 

表1. FFS二层共挤重包装膜的性能测试

 由表1可得，本发明的FFS二层共挤重包装膜的性能检测结果均优于用多层共挤重载膜/袋行业标准，经过多次的试验和实际应用证明了其具备高度的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，能够制备具有高强度、良好摩擦性能和宽阔的热封窗口的产品。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 

Claims (6)

1.一种FFS二层共挤重包装膜，其特征在于：包括内层和外层，其中所述内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 40～70%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  5～20%；

超低密度聚乙烯         5～20%；

高密度聚乙烯           10～30%；

色母粒                 3～10%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 40～70%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  5～20%；

超低密度聚乙烯         5～20%；

高密度聚乙烯           10～30%；

抗静电剂               0.5～2%；

所述高密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.94～0.96 g/cm³；

所述高密度聚乙烯的熔指为0.05～0.15g/10min，密度为0.94～0.96 g/cm³；

所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.91～0.95 g/cm³； 

所述超低密度聚乙烯的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.88～0.92 g/cm³；

所述抗静电剂为季胺盐类或烷基磷酸盐类抗静电剂；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.10～0.13mm。

2.根据权利要求1所述的一种FFS二层共挤重包装膜，其特征在于：所述内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 50～60%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8～15%；

超低密度聚乙烯         8～15%；

高密度聚乙烯           15～25%；

色母粒                 4～8%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 54～65%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8～15%；

超低密度聚乙烯         8～15%；

高密度聚乙烯           15～24%；

抗静电剂               0.5～1%。

3.根据权利要求2所述的一种FFS二层共挤重包装膜，其特征在于：所述内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 50%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  10%；

超低密度聚乙烯         10%；

高密度聚乙烯           24%；

色母粒                 6%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 55.5%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  10%；

超低密度聚乙烯         10%；

高密度聚乙烯           24%；

抗静电剂               0.5%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.13mm。

4.根据权利要求2所述的一种FFS二层共挤重包装膜，其特征在于：所述内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 59%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8%；

超低密度聚乙烯         8%；

高密度聚乙烯           20%；

色母粒                 5%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯       63%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  8%；

超低密度聚乙烯         8%；

高密度聚乙烯           20%；

抗静电剂               1%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.12mm。

5.根据权利要求2所述的一种FFS二层共挤重包装膜，其特征在于：所述内层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 51%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  15%；

超低密度聚乙烯         15%；

高密度聚乙烯           15%；

色母粒                 4%；

所述外层由以下重量百分比的原料组成：

茂金属线型低密度聚乙烯 54%；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物  15%；

超低密度聚乙烯         15%；

高密度聚乙烯           15%；

抗静电剂               1%；

所述FFS二层共挤重包装膜的厚度为0.10mm。

6.如权利要求1至5任意一项所述的一种FFS二层共挤重包装膜的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤： 

步骤一、内层原料混炼：

将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及色母粒添加至第一台单螺杆挤出机混炼，长径比为30:1，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得内层流态混合物；

步骤二、外层原料混炼：

将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、抗静电剂添加至第二台单螺杆挤出机混炼，长径比为30:1，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得外层流态混合物；

步骤三、挤出成型：

1）将步骤一制备的内层流态混合物和步骤二制备的外层流态混合物输送至吹膜机头，在温度为170～220℃条件下，进行融合挤出，然后经温度为10～20℃的冷却风，吹涨形成膜泡，上述过程中，控制吹胀比为1.5～2.5，吹膜机头的模口间隙为1.5～2.5mm；

2）膜泡经膜泡内部冷却风和膜泡外部冷却风冷却成型，成型的膜泡通过稳泡架稳定膜泡，再由膜泡测量仪360度旋转测量膜泡的直径和厚度的分布，并反馈至调节系统完成膜泡厚度的调节；

3）膜泡进入旋转架，进行正反圆周旋转实现膜泡正反圆周扭动，以使膜泡厚度均匀的分散到整个膜泡的圆周上；

4）膜泡经人字板压成扁平状的膜条；

步骤四、牵引和收卷：

将步骤三获得的膜条送入牵引机构进行牵引拉伸成薄膜，牵伸比为5～10，然后所述薄膜通过边缘式纠偏仪和除静电器处理后进行卷取，就可以得到平整的半成品膜卷；

步骤五、印刷和分切：

将步骤四获得的膜卷送至印刷机进行放卷，再经过高频电火花处理、印刷、热风干燥、冷风干燥、移位、压花、插边、分切收卷工序后，获得FFS二层共挤重包装膜成品。