CN104260525A - 一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法 - Google Patents

一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法，该防雾膜包括上层、上次层、中层、下次层、下层，共五层结构。其中：上层由含有下述重量含量的原料配制成：93-99％共聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂、0.5-2％抗粘连剂；上次层由含有下述重量含量的原料配制成：100％防雾剂；中层由含有下述重量含量的原料配制成：95-99.5％均聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂；下次层由含有下述重量含量的原料配制成：100％防雾剂；下层由含有下述重量含量的原料配制成：92.5-98.5％共聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂、1.0-2.5％抗粘连剂。该防雾膜不仅有良好的透明度、热封强度、印刷效果，同时还具有优异的持久的防雾性能，有效地延长了其使用时间。

Description

一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法，属于高分子材料领域。
背景技术
疏菜、水果、肉类及冷冻食品，因其水份含量大或温差大，通常易在包装袋内产生一层不透明的水雾，这层不透明的水雾会导致消费者无法看清商品，无法直观判定商品的质量状况。为了解决这个问题，包装上通常使用具有防止水汽在薄膜表面形成结雾的防雾膜来包装。但现有防雾功能的双向拉伸聚丙薄膜是三层结构，存在以下的不足：(1)防雾剂是跟PP均聚物或热封料共混再挤出，防雾剂的完全析出需要一定的时间，要到半个月后才有好的效果，因此，通常需要放置半个月后才能使用，方可达到良好的防雾效果；(2)现有的防雾膜工艺配方中，防雾剂的有效含量均控制在较小范围内，导致防雾效果的持久性不够长，往往放置1年，其防雾功能会出现下降的现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法，该防雾膜不仅有良好的透明度、热封强度、印刷效果，同时还具有优异的持久的防雾性能，有效地延长了其使用时间。传统的防雾膜为三层共挤，限定了防雾材料的有效成分，从而限制了防雾材料的迁移量不足，导致防雾效果不理想，本发明主要采用五层共挤中有两个共挤层为100％的防雾材料，其余三个共挤层均含有共聚PP或均聚PP及防雾材料，从而确保了短时间内有更多的防雾材料迁移到两个表层，保证了防雾功能的快速性及长效性。
本发明提供的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，包括上层、上次层、中层、下次层、下层，共五层结构(见附图1)，总厚度为17-49μm。其中：上层由含有下述重量含量的原料配制成：93-99％共聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂、0.5-2％抗粘连剂，其厚度为0.8-3μm；上次层由含有下述重量含量的原料配制成：100％防雾剂，其厚度为0.5-3μm；中层由含有下述重量含量的原料配制成：95-99.5％均聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂，其厚度为14.4-37μm；下次层由含有下述重量含量的原料配制成：100％防雾剂，其厚度为0.5-3μm；下层由含有下述重量含量的原料配制成：92.5-98.5％共聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂、1.0-2.5％抗粘连剂，其厚度为0.8-3μm；所述的防雾剂为聚甘油脂肪酸酯；所述的抗粘连剂为合成硅石。
本发明还提供一种上述五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜的制造方法，该方法如下：
(一)采用双向拉伸设备实施，工艺流程为：配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→表面处理→收卷。
(二)实施步骤
1.配料
按设定的比例进行混料，混料可人工混料或设备混料。
2.挤出
五层原料经过比例混料后流入各自挤出机，挤出机作用：熔融、塑化、混炼、均匀定量挤出。上层挤出机温度：180-230℃；上次层挤出机温度：210-240℃；中层挤出机温度：230-250℃；下次层挤出机温度：210-240℃；下层挤出机温度：180-230℃。五层料挤出后在模头汇聚流出。
3.铸片
铸片机的作用是将挤出机模头流出的树脂冷却成片材，使树脂的结晶度、晶体形态、晶体的大小达到理想状态，从而提高薄膜的物理性能，有利于下工序纵向和横向的拉伸。铸片机冷却温度：20-30℃。
4.纵向拉伸
纵向拉伸的作用是将从铸片机过来的片材进行预热，并在一定的速度下，将片材纵向拉长，使聚合物分子进行纵向取向。预热温度最佳：100-125℃；拉伸温度：80-90℃，定型温度：100-125℃，拉伸倍率：450-550％；
5.横向拉伸
横向拉伸作用是将纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有一定的扩张角的拉伸区进行横向拉伸，同样使聚合物分子在横向取向。预热温度最佳：165-180℃，预热温度由生产速度和产品厚度决定，速度快、厚度厚则预热温度高；拉伸温度：140-165℃，定型温度：165-175℃，拉伸倍率最佳为800-1000％。
6.电晕处理
电晕处理的目的是改善薄膜的印刷性能，同时加快防雾剂的迁移速度。电晕处理在增加薄膜表面张力的同时，对表层的热封强度会有一定的破坏，在生产中电晕处理强度的设定要适当，应控制在8-10Wmin/m2。生产中使用单电极对下层进行电晕处理，使下层润湿张力达到38-40达因/厘米。
7.收卷
横拉出来的薄膜经过切边和电晕处理后通过展平辊展平，然后经过收卷机进行收卷。收卷工艺跟薄膜的性能有关，可跟据收卷情况对收卷张力、衰减率、接触辊压力进行调整，拉伸比100±2％。
本发明制得的五层共挤双向拉伸聚丙烯防雾膜，具有很好的厚薄度、弹性模量、拉伸强度、透明度、热封强度、抗冲击性、可印刷性及适用时间跨度大等特点，可以很好地满足疏菜、水果、肉类及冷冻食品的包装要求，尤其具有优异的防雾功能(快速性、长效性)，本发明防雾膜只需要放置5天即能使用，防雾材料完全迁移至表面，达到E防雾等级，而常规防雾膜需要放置15天以上才能达到此效果，同时本发明防雾膜放置2年仍然能保持优异的防雾效果，而常规防雾膜放置1年，其防雾效果便开始下降，因此，本发明防雾膜相比常规防雾膜大大地延长了其使用时间。
表1 本发明产品性能表
注：冷雾测试法:(1)使用仪器：容量300ml烧杯、冰箱、照相机、温湿度仪、橡皮筋；(2)操作步骤:准备200*200mm尺寸的薄膜样品作为测试样品,往容量为300ml烧杯中加入200ml水，将测试薄膜样品封盖在烧杯口上方，并用橡皮筋进行固定，将封有薄膜样品的烧杯放入冰箱冷藏室(3-5℃)，进行防雾时效处理，分别于4小时、8小时、24小时后检查，并记录薄膜在冷藏环境下的外观变化情况。
表2 防雾等级判断表
等级 防雾外观效果
A 透明度较差，膜上有很多小水滴
B 透明度一般，膜上有部分大水滴
C 膜面70％有水滴
D 膜面有部分水滴
D/E 较好的透明度，膜上有少量水滴
E 高透明度，膜上无水滴
表3本发明五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜与常规防雾膜的防雾功能对比表
本发明五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜 常规防雾膜
快速性① 5天 ＞15天
长效性② 2年 1年
注①：薄膜样品采用冷雾测试法测试，同样达到E防雾等级，薄膜需要放置的时间，即薄膜中防雾材料完全迁移至表面、发挥防雾效果所需要的时间。
注②：薄膜样品采用冷雾测试法测试，薄膜保持E防雾等级、不下降的时间，即薄膜中防雾材料发挥防雾效果的持续时间。
附图说明
图1是本发明五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜结构示意图
图中:1为上层；2为上次层；3为中层；4为下次层；5为下层。
具体实施
下面具体实施例对本发明五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜及其制造方法做进一步说明。
实施例1
配料：生产厚度17μm薄膜。上层厚0.8μm，其中共聚聚丙烯含量为97.5％，聚甘油脂肪酸酯1.5％，合成硅石1％；上次层厚0.5μm，聚甘油脂肪酸酯100％；中间层厚14.4μm,其中均聚聚丙烯99.5％，聚甘油脂肪酸酯0.5％；下次层厚0.5μm，聚甘油脂肪酸酯100％；下层厚0.8μm,其中共聚聚丙烯含量为97.5％，聚甘油脂肪酸酯1.5％，合成硅石1％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其中上层挤出机温度：190℃、上次层挤出机温度:220℃，中层挤出机温度：230℃，下次层挤出机温度:220℃，下层挤出机温度：190℃；铸片机温度：26℃；纵向拉伸倍率：490％，纵拉预热温度：110℃，纵拉拉伸温度：85℃，纵拉定型温度：110℃；横向拉伸倍率：900％，横拉预热温度：170℃，横拉拉伸温度：158℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100％。
其放置10天后，采用冷雾测试法测试，防雾等级达到E级。
实施例2
配料：生产厚度20μm薄膜。上层厚0.8μm，其中共聚聚丙烯含量为96％，聚甘油脂肪酸酯3％，合成硅石1％；上次层厚1μm，聚甘油脂肪酸酯100％；中间层厚16μm,其中均聚聚丙烯97％，聚甘油脂肪酸酯3％；下次层厚1μm，聚甘油脂肪酸酯100％；下层厚1.2μm,其中共聚聚丙烯含量为96％，聚甘油脂肪酸酯2％，合成硅石2％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯，其中上层挤出机温度：185℃、上次层挤出机温度:210℃，中层挤出机温度：230℃，下次层挤出机温度:210℃，下层挤出机温度：185℃；铸片机温度：28℃；纵向拉伸倍率：515％，纵拉预热温度：105℃，纵拉拉伸温度：83℃，纵拉定型温度：105℃；横向拉伸倍率：920％，横拉预热温度：168℃，横拉拉伸温度：156℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100％。
其放置6天后，采用冷雾测试法测试，防雾等级达到E级。
实施例3
配料：生产厚度22μm薄膜。上层厚1.5μm，其中共聚聚丙烯含量为97％，聚甘油脂肪酸酯2.0％，合成硅石1％；上次层厚1.5μm，，聚甘油脂肪酸酯100％；中间层厚16μm,其中均聚聚丙烯98％，聚甘油脂肪酸酯2％；下次层厚1.5μm，聚甘油脂肪酸酯100％；下层厚1.5μm,其中共聚聚丙烯含量为95％，聚甘油脂肪酸酯3％，合成硅石2％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其中上层挤出机温度：200℃、上次层挤出机温度:220℃，中层挤出机温度：235℃，下次层挤出机温度:220℃，下层挤出机温度：200℃；铸片机温度：25℃；纵向拉伸倍率：500％，纵拉预热温度：115℃，纵拉拉伸温度：88℃，纵拉定型温度110℃；横向拉伸倍率：950％，横拉预热温度：171℃，横拉拉伸温度：159℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100％。
其放置9天后，采用冷雾测试法测试，防雾等级达到E级。
实施例4
配料：生产厚度30μm薄膜。上层厚2μm，其中共聚聚丙烯含量为99％，聚甘油脂肪酸酯0.5％，合成硅石0.5％；上次层厚1.8μm，聚甘油脂肪酸酯100％；中间层厚22.4μm,其中均聚聚丙烯96.5％，聚甘油脂肪酸酯3.5％；下次层厚1.8μm，聚甘油脂肪酸酯100％；下层厚2μm,其中共聚聚丙烯含量为98.5％，聚甘油脂肪酸酯0.5％，合成硅石1％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其中上层挤出机温度：212℃、上次层挤出机温度:222℃，中层挤出机温度：240℃，下次层挤出机温度:222℃，下层挤出机温度：212℃；铸片机温度：22℃；纵向拉伸倍率：495％，纵拉预热温度：120℃，纵拉拉伸温度：95℃，纵拉定型温度115；横向拉伸倍率：940％，横拉预热温度：173℃，横拉拉伸温度：162℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100％。
其放置7天后，采用冷雾测试法测试，防雾等级达到E级。
实施例5
配料：生产厚度49μm薄膜。上层厚3.0μm，其中共聚聚丙烯含量为93％，聚甘油脂肪酸酯5％，合成硅石2％；上次层厚3.0μm，聚甘油脂肪酸酯100％；中间层厚37μm,其中均聚聚丙烯95％，聚甘油脂肪酸酯5％；下次层厚3.0μm，聚甘油脂肪酸酯100％；下层厚3.0μm,其中共聚聚丙烯含量为92.5％，聚甘油脂肪酸酯5％，合成硅石2.5％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其中上层挤出机温度：220℃、上次层挤出机温度:225℃，中层挤出机温度：245℃，下次层挤出机温度:225℃，下层挤出机温度：220℃；铸片机温度：20℃；纵向拉伸倍率：510％，纵拉预热温度：125℃，纵拉拉伸温度：100℃,纵拉定型温度120℃；横向拉伸倍率：890％，横拉预热温度：178℃，横拉拉伸温度：165℃，横拉定型温度：165℃；收卷拉伸比：100％。
其放置5天后，采用冷雾测试法测试，防雾等级达到E级。

Claims (9)

1.一种五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，包括上层、上次层、中层、下次层、下层共五层结构，其特征在于：所述上层由含有下述重量含量的原料配制成：93-99％共聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂、0.5-2％抗粘连剂；所述上次层由含有下述重量含量的原料配制成：100％防雾剂；所述中层由含有下述重量含量的原料配制成：95-99.5％均聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂；所述下次层由含有下述重量含量的原料配制成：100％防雾剂；所述下层由含有下述重量含量的原料配制成：92.5-98.5％共聚聚丙烯、0.5-5％防雾剂、1.0-2.5％抗粘连剂。
2.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的防雾剂为聚甘油脂肪酸酯。
3.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的抗粘连剂为合成硅石。
4.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的上层厚度为0.8-3μm。
5.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的上次层厚度为0.5-3μm。
6.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的中层厚度为14.4-37μm。
7.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的下次层厚度为0.5-3μm。
8.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜，其特征在于：所述的下层厚度为0.8-3μm。
9.如权利要求1所述的五层共挤的双向拉伸聚丙烯防雾膜的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)配料
按设定的比例进行混料，混料可人工混料或设备混料；
(2)挤出
五层原料经过比例混料后流入各自挤出机，上层挤出机温度：180-230℃；上次层挤出机温度：210-240℃；中层挤出机温度：230-250℃；下次层挤出机温度：210-240℃；下层挤出机温度：180-230℃，五层料挤出后在模头汇聚流出；
(3)铸片
将挤出机模头流出的树脂冷却成片材，使树脂的结晶度、晶体形态、晶体的大小达到理想状态，从而提高薄膜的物理性能，有利于下工序纵向和横向的拉伸，铸片机冷却温度：20-30℃；
(4)纵向拉伸
将从铸片机过来的片材进行预热，并在一定的速度下，将片材纵向拉长，使聚合物分子进行纵向取向；预热温度最佳为100-125℃，拉伸温度为80-90℃，定型温度为100-125℃，拉伸倍率为450-550％；
(5)横向拉伸
将纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有一定的扩张角的拉伸区进行横向拉伸，同样使聚合物分子在横向取向；预热温度最佳：165-180℃，预热温度由生产速度和产品厚度决定，速度快、厚度厚则预热温度高；拉伸温度：140-165℃，定型温度：165-175℃，拉伸倍率最佳为800-1000％；
(6)电晕处理
对横向拉伸后的薄膜进行电晕处理，电晕处理强度的设定要适当，控制在8-10Wmin/m2；生产中使用单电极对下层进行电晕处理，使下层润湿张力达到：38-40达因/厘米；
(7)收卷
横拉出来的薄膜经过切边和电晕处理后通过展平辊展平，然后经过收卷机进行收卷；收卷工艺跟薄膜的性能有关，可跟据收卷情况对收卷张力、衰减率、接触辊压力进行调整，拉伸比为100±2％。
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