高阻隔性BOPET包装薄膜及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种包装薄膜及其生产方法,更具体地说涉及一种高阻隔性BOPET包装薄膜及其生产方法。
背景技术
PET由于具有成型加工方便、综合力学性能优良、价格低廉等优点,已经成为目前广泛使用的一种包装材料。虽然PET本身对于水、氧气以及二氧化碳等气体已经具有较高的阻隔性能,但是对于一些对阻隔性有特殊要求的场合,如番茄制品、对微量氧气敏感的熟食品等等,仅用PET作为包装材料就不能满足要求了。
PEN是近年发展起来的一种新型热缩性聚酯,它不仅具备PET所有的优良性能,而且还具有阻隔性好、力学性能高等特点,可以说是在阻隔方面比较理想的材料,但是价格比较贵。
蒙脱土(MMT)是一种天然的粘土类矿物,在我国有着极丰富的储量。广泛用于油墨、涂料、胶粘剂等产品作为触变型添加剂,近年来,由于其天然的纳米片层结构和对气体优异的阻隔性能,作为高阻隔功能添加剂正在为研究人员所重视,相继开发出一系列性能优良的聚合物/蒙脱土复合材料,如尼龙/蒙脱土复合材料,环氧树脂/蒙脱土复合材料等等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对普通PET包装薄膜阻隔性低的缺点,提供一种高阻隔性BOPET包装薄膜,这种高阻隔性BOPET包装薄膜能够大幅提高包装薄膜的阻隔性能,具有优异的热封性能和力学性能,并且安全无毒害。采用的技术方案如下:
一种高阻隔性BOPET包装薄膜,其特征在于:包括两层PET聚酯层、两层PETN聚酯层、一层MMT改性PET聚酯芯层,从上到下依次为PET聚酯层、PETN聚酯层、MMT改性PET聚酯芯层、PETN聚酯层、PET聚酯层。多层共挤薄膜能充分利用不同树脂原料的性能,提高综合性能。其中PET与PEN在化学结构上相似,更易于混溶,把MMT与PET共混作为芯层,一方面提高阻隔性降低成本,另一方面也防止MMT层直接和内容物接触发生迁移,污染内容物。
较优的方案,所述PET聚酯层采用熔点150-230℃、特性粘度为0.65-0.75dL/g的聚酯。由于这种聚酯熔点低,结晶度小,有助于提高热封性,避免由于熔点高结晶性强难于热封。
较优的方案,所述PETN聚酯层是由PET和PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)共混熔融挤出的,其中PET的质量含量为50%-90%,PEN的质量含量为10%-50%。由于PEN的熔点和加工温度都相对高,内部结构含有萘环,结构更加趋于刚性结晶性更强,从共混加工难易程度、共混物熔点以及成本方面综合考虑PEN的含量不易过高。
较优的方案,所述MMT改性PET聚酯芯层,其中MMT的质量百分比含量为0.1-2%,PET的质量百分比含量为98-99.9%。这是因为含有太多的MMT会影响PET的力学性能,也会影响其透明性。所述MMT改性PET聚酯芯层是通过将MMT粉末与PET树脂搅拌均匀,然后在双螺杆挤出机中熔融挤出获得的。
本发明的另一个目的,是提供一种高阻隔性BOPET包装薄膜的生产方法,其特征在于:将PET切片、PETN切片、MMT改性的PET切片分别经鼓风干燥机干燥后,分别采用三个对应的双螺杆挤出机,经过五层共挤模头挤出,然后依次通过铸片、纵向拉伸、横向拉伸、牵引收卷、分切制得高阻隔性BOPET包装薄膜。
较优的方案,所述PET切片干燥温度为100-140℃,PETN切片干燥温度为110-180℃,MMT改性的PET切片温度为110-160℃,干燥时间为4-8小时。
较优的方案,所述PET切片的熔化温度为240-280℃,PETN切片的熔化温度为260-300℃,MMT共混改性的PET切片的熔化温度为250-290℃。
较优的方案,所述铸片温度为25-45℃,纵拉温度为65-85℃,拉伸倍率在2.5-3.4,横拉温度为85-100℃,拉伸倍率在2.5-3.4,热定型温度在180-220℃。
本发明对照现有技术的有益效果是,能够大幅度提高包装薄膜的阻隔性能,具有优异的热封性能和力学性能,并且安全无毒害,成本低、易于工业化生产,可广泛用于对氧气和水敏感的食品及药品包装领域。
附图说明
图1是本发明实施例1中高阻隔性BOPET包装薄膜的结构示意图;
图2是本发明各实施例的性能对比表。
具体实施方式
实施例1
将PET切片、PETN切片、MMT改性的PET切片分别经鼓风干燥机干燥后,分别采用三个对应的双螺杆挤出机,经过五层共挤模头挤出,然后依次通过铸片、纵向拉伸、横向拉伸、牵引收卷、分切制得高阻隔性BOPET包装薄膜。
如图1所示,上述制成的高阻隔性BOPET包装薄膜,包括两层PET聚酯层、两层PETN聚酯层、一层MMT改性PET聚酯芯层,从上到下依次为第一PET聚酯层1、第一PETN聚酯层2、MMT改性PET聚酯芯层3、第二PETN聚酯层4、第二PET聚酯层5。
所述PET切片选用熔点为200℃,粘度为0.65dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述PETN切片是选用原料组成为质量含量10%的PEN切片(东莞市祺远塑胶原料有限公司),质量含量90%的熔点为200℃、粘度为0.65dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司),通过共混熔融挤出获得的。
所述MMT共混改性的PET切片中MMT(浙江丰虹粘土化工有限公司DK0)的质量含量为0.5%,PET的质量百分比含量为99.5%。
所述PET切片干燥温度为130℃,PETN切片干燥温度为160℃,MMT共混改性PET切片干燥温度为140℃,干燥4小时,挤出机1的温度245℃,挤出机2的温度为260℃,挤出机3的温度255℃挤出,32℃铸片,纵拉68℃,拉伸比3.0,横拉85℃,拉伸比2.8,热定型190℃。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:所述PET切片选用熔点为180℃,粘度为0.65dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述PETN切片选用原料组成为质量含量20%的PEN切片(东莞市祺远塑胶原料有限公司),质量含量80%的熔点为180℃,粘度为0.65dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述MMT共混改性的PET切片中MMT(浙江丰虹粘土化工有限公司DK0)的质量含量为0.3%,PET的质量百分比含量为99.7%。
所述PET切片干燥温度为120℃,PETN切片干燥温度为150℃,MMT共混改性PET切片干燥温度为140℃,干燥4小时,挤出机1的温度260℃,挤出机2的温度为275℃,挤出机3的温度265℃挤出,40℃铸片,纵拉65℃,拉伸比3.0,横拉85℃,拉伸比2.8,热定型190℃。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:所述PET切片选用熔点为210℃,粘度为0.70dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述PETN切片选用原料组成为质量含量20%的PEN切片(东莞市祺远塑胶原料有限公司),质量含量80%的熔点为210℃,粘度为0.70dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述MMT共混改性的PET聚酯层中MMT(浙江丰虹粘土化工有限公司DK0)的质量含量为1%,PET的质量百分比含量为99%。
所述PET切片干燥温度为120℃,PETN切片干燥温度为130℃,MMT共混改性PET切片干燥温度为130℃,干燥4小时,挤出机1的温度240℃,挤出机2的温度为260℃,挤出机3的温度260℃挤出,32℃铸片,纵拉72℃,拉伸比2.8,横拉85℃,拉伸比3.0,热定型210℃。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于:所述PET切片选用熔点为230℃,粘度为0.7dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述PETN切片选用原料组成为质量含量30%的PEN切片(东莞市祺远塑胶原料有限公司),质量含量70%的熔点为230℃,粘度为0.7dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述MMT共混改性的PET切片中MMT(浙江丰虹粘土化工有限公司DK0)的质量含量为1.2%,PET的质量百分比含量为98.8%。
所述PET切片干燥温度为130℃,PETN切片干燥温度为140℃,MMT共混改性PET切片干燥温度为150℃,干燥4小时,挤出机1的温度260℃,挤出机2的温度为280℃,挤出机3的温度270℃挤出,42℃铸片,纵拉74℃,拉伸比3.0,横拉88℃,拉伸比2.8,热定型210℃。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于:所述PET切片选用熔点为230℃,粘度为0.65dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述PETN切片选用原料组成为质量含量40%的PEN切片(东莞市祺远塑胶原料有限公司),质量含量60%的熔点为230℃,粘度为0.65dl/g的PET切片(中国石化上海石油化工股份有限公司)。
所述MMT共混改性的PET切片中MMT(浙江丰虹粘土化工有限公司DK0)的质量含量为1.4%,PET的质量百分比含量为98.6%。
所述PET切片干燥温度为135℃,PETN切片干燥温度为140℃,MMT共混改性PET切片干燥温度为150℃,干燥4小时,挤出机1的温度270℃,挤出机2的温度为280℃,挤出机3的温度280℃挤出,43℃铸片,纵拉76℃,拉伸比3.2,横拉90℃,拉伸比3.0,热定型220℃。
如图2所示,将以上实施例进行测试,测试内容如下,测试结果详见图2:
薄膜的拉伸性能测试将薄膜分切成10个15mm×200mm的样条,用拉伸试验机分别测量拉伸强度,取平均值作为该试样的实验结果。
薄膜的光学性能测试薄膜放于M-72型球面雾度计中测试其透光率和雾度,入射光波长400nm~700nm,观察薄膜透光率及雾度的影响。
薄膜裁减成直径为60mm的圆形式样,利用透湿杯对其进行H2O阻隔性能测试,测试温度为25℃,利用济南兰光的VAC-V1型气体阻隔测试仪对薄膜进行O2阻隔性能的测试。
耐蒸煮测试121℃/30min观察薄膜是否分层。