CN104385748A - 一种共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜及其制造方法，该薄膜包括上层、上次层、中层、下次层、下层、镀氧化铝层，共六层结构。所述上层由含有下述重量含量的原料配制成：96-98％共聚聚丙烯，2-4％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％均聚聚丙烯；所述中层由含有下述重量含量的原料配制成：95-97％均聚聚丙烯，3-5％共聚乙烯；所述下次层由含有下述重量含量的原料配制成：75-85％粘合树脂，15-25％共聚聚丙烯树脂；所述下层由含有下述重量含量的原料配制成：40-50％高粘度非晶共聚酰胺，50-60％聚酰胺；所述镀氧化铝层厚度为300-600埃。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用共挤双向拉伸技术生产CO/PP/PP/AD/PA阻隔膜，然后在该阻隔膜上镀氧化铝，属高分子领域。
背景技术
目前市场上采取的干复合、涂覆、共挤吹塑或共挤流延法生产的阻隔膜，有较好的阻隔效果，广泛应用于食品、医药等材料领域，但是由于其氧气、水蒸气阻隔性的局限，使得食品、医药有较短的保质期，往往达不到理想的保质时间。然而，若在采用双向拉伸技术生产的CO/PP/PP/AD/PA五层共挤双向拉伸阻隔膜上镀氧化铝，将赋予该阻隔膜超高的阻氧、阻水性能，大大增加了食品、医药的保质期，同时使其具备高透明度，增加了产品的可视性，可以进一步扩大其应用范围。
发明内容
本发明利用双向拉伸膜具有良好的拉伸强度、弹性模量、冲出强度、耐弯曲性、耐寒耐热性、拆射率、面积系统、材料利用率与薄膜厚度均匀性的优点，通过一次性共挤拉伸，形成五层阻隔基材膜，然后在其表层镀氧化铝，氧化铝紧密的贴附在薄膜的表层，并填充基材薄膜分子间的间隙，大大提高其阻氧防湿的效果，且氧化铝为透明的，赋予了薄膜高透明度。
本发明提供的共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜，包括上层、上次层、中层、下次层、下层、镀氧化铝层，共六层结构(见图1)。其中，五层共挤基材膜总厚度为15-30um；所述上层厚度为0.8-2.0um，由含有下述重量含量的原料配制成：96-98％共聚聚丙烯，2-4％抗粘连剂；所述上次层厚度为2-5um，由含有下述重量含量的原料配制成：100％均聚聚丙烯；所述中层厚度为11-20.6um，由含有下述重量含量的原料配制成：95-97％均聚聚丙烯，3-5％共聚乙烯；所述下次层厚度为0.6-1.2um，由含有下述重量含量的原料配制成：75-85％粘合树脂，15-25％共聚聚丙烯树脂；所述下层厚度为0.6-1.2um，由含有下述重量含量的原料配制成：40-50％高粘度非晶共聚酰胺，50-60％聚酰胺；所述镀氧化铝层为在真空状态下通入氧气、经过等离子处理，将铝氧化为氧化铝并均匀地覆盖于基材膜表层形成的镀层，该镀层厚度为300-600埃；所述抗粘连剂为有机硅；所述粘合树脂为聚丙烯聚乙烯醇粘合树脂。
本发明还提供一种共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜的制造方法，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→收卷→镀氧化铝。
(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。聚酰胺树脂必须进行充分干燥，干燥温度为85～95度，干燥后树脂的含水率小于0.1％。
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：220～235度；上次层挤出机温度：240-260度；中间层双螺杆挤出机温度：230～255度；下次层挤出机温度：215-235度，下层挤出机温度：220-230度；五层料挤出后在模头汇聚后流出。
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：22-30度。
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：75-105度；拉伸温度：85-100度，定型温度：80-90度，拉伸倍率：430-480％。
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较大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：170～190度，预热温度由单位时间的产量决定，产量高温度高；拉伸温度：155～165度，定型温度：160～170度。为了减少内应力，定型区的拉伸宽幅小于拉伸区2～7％；拉伸倍率最佳在750～900％。
6、收卷
横拉出来的薄膜经过切边后的薄膜经过收卷机进行收卷。收卷工艺跟薄膜的性能有关，可跟据收卷情况设定收卷张力、衰减率、压辊压力调整，拉伸比100±2％。
7、镀氧化铝
收卷的基材薄膜经过密封存放2天性能稳定后，在真空状态下通入氧气，经过等离子处理，将铝氧化为氧化铝并均匀地覆盖于五层共挤双向拉伸的基材薄膜表层，镀氧化铝层厚度为300-600埃。
取上述制得的阻隔膜样品进行检测，结果如表1、2所示，本发明制得的共挤双向拉伸镀 氧化铝超高阻隔膜，具有良好的厚薄度、弹性模量、拉伸强度、抗冲击性等性能；同时与常规阻隔膜相比，本发明在兼备良好的透明度前提下，具有突出的阻氧性能(0.18-0.90cc/m2.24h)和阻水汽性能(0.35-1.00g/m2.24h)，可以广泛用于蛋糕、肉类、坚果等油脂类食品与药品的安全阻隔包装，进一步扩大其应用范围。
表1产品典型值
表2常规阻隔膜与本发明双向拉伸镀氧化铝阻隔薄膜阻氧、阻水汽、透明度对比表
注：雾度—根据GB/T2410-2008标准进行检测；
透氧量—根据GB/T19789标准进行检测；
透湿量—根据GB/T21529标准。
附图说明
附图1为共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜的结构示意图
图中：1为上层，2为上次层，3为中层，4为下次层，5为下层，6为镀氧化铝层。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明的共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜及其制造方法作进一步说明。
实施例1
配料：生产厚度15um镀氧化铝薄膜。基材上层厚0.8um，其中共聚聚丙烯含量为98.0％， 抗粘连剂2.0％；基材上次层厚2um，其中均聚聚丙烯含量100％；基材中间层厚11um,其中均聚聚丙烯聚合物97％，共聚乙烯3％；基材下次层厚0.6um，其中聚丙烯聚乙烯醇粘合树脂80％，共聚聚丙烯树脂20％；基材下层厚0.6um，其中高粘度非晶共聚酰胺50％，聚酰胺50％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的五层阻隔基材膜，其中上层挤出机温度：230度；上次层挤出机温度：245度；中层挤出机温度：250度；下次层挤出机温度：220度；下层挤出机温度：220度，铸片机温度：24度；纵向拉伸倍率：430％，纵拉预热温度：75度；纵拉拉伸温度：85度；纵拉定型温度：87度；横向拉伸倍率：850％，横拉预热温度：170度，横拉拉伸温度：155度，横拉定型温度：170度。收卷拉伸比：100％。
镀氧化铝：在真空环境中，铝丝在高温蒸发皿中与注入的氧气反应产生氧化铝，涂覆在薄膜的表面，形成镀氧化铝薄膜，镀氧化铝层厚度为300埃。蒸发皿温度1450度，设备使用BOBST公司的K5000镀膜机。
经检测，本发明的共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的雾度为1.8％(参考GB/T2410-2008)，透氧量为0.90cc/m2.24h(参考GB/T19789)，透湿量为1.0g/m2.24h(参考GB/T21529)。
实施例2
配料：生产厚度21.3um镀氧化铝薄膜。基材上层厚1.6um，其中共聚聚丙烯含量为98.0％，抗粘连剂2.0％；基材上次层厚4um，其中均聚聚丙烯含量100％；基材中间层厚14um,其中均聚聚丙烯聚合物97％，共聚乙烯3％；基材下次层厚0.9um，其中聚丙烯聚乙烯醇粘合树脂75％，共聚聚丙烯树脂25％；基材下层厚0.8um，其中高粘度非晶共聚酰胺42％，聚酰胺58％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的五层阻隔基材膜，其中上层挤出机温度：220度；上次层挤出机温度：240度；中层挤出机温度：230度；下次层挤出机温度：215度；下层挤出机温度：230度，铸片机温度：25度；纵向拉伸倍率：450％，纵拉预热温度：80度；纵拉拉伸温度：90度；纵拉定型温度：90度；横向拉伸倍率：750％，横拉预热温度：170度，横拉拉伸温度：155度，横拉定型温度：170度。收卷拉伸比：100％。
镀氧化铝：在真空环境中，铝丝在高温蒸发皿中与注入的氧气反应产生氧化铝，涂覆在薄膜的表面，形成镀氧化铝薄膜，镀氧化铝层厚度为500埃。蒸发皿温度1450度，设备使用BOBST公司的K5000镀膜机。
经检测，本发明的共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的雾度为2.3％(参考GB/T2410-2008)，透氧量为0.45cc/m2.24h(参考GB/T19789)，透湿量为0.64g/m2.24h(参考GB/T21529)。
实施例3
配料：生产厚度22um镀氧化铝薄膜。基材上层厚1.2um，其中共聚聚丙烯含量为97.0％，抗粘连剂3.0％；基材上次层厚3um，其中均聚聚丙烯含量100％；基材中间层厚16.4um,其中均聚聚丙烯聚合物96％，共聚乙烯4％；基材下次层厚0.8um，其中聚丙烯聚乙烯醇粘合树脂85％，共聚聚丙烯树脂15％；基材下层厚0.6um，其中高粘度非晶共聚酰胺45％，聚酰胺55％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的五层阻隔基材膜，其中上层挤出机温度：232度；上次层挤出机温度：248度；中层挤出机温度：255度；下次层挤出机温度：225度；下层挤出机温度：220度，铸片机温度：23度；纵向拉伸倍率：460％，纵拉预热温度：85度；纵拉拉伸温度：94度；纵拉定型温度：85度；横向拉伸倍率：820％，横拉预热温度：175度，横拉拉伸温度：158度，横拉定型温度：167度。收卷拉伸比：100％。
镀氧化铝：在真空环境中，铝丝在高温蒸发皿中与注入的氧气反应产生氧化铝，涂覆在薄膜的表面，形成镀氧化铝薄膜，镀氧化铝层厚度为400埃。蒸发皿温度1450度，设备使用BOBST公司的K5000镀膜机。
经检测，本发明的共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的雾度为2.5％(参考GB/T2410-2008)，透氧量为0.72cc/m2.24h(参考GB/T19789)，透湿量为0.79g/m2.24h(参考GB/T21529)。
实施例4
配料：生产厚度30.0um镀氧化铝薄膜。基材上层厚2.0um，其中共聚聚丙烯含量为96.0％，抗粘连剂4.0％；基材上次层厚5um，其中均聚聚丙烯含量100％；基材中间层厚20.6um,其中均聚聚丙烯聚合物95％，共聚乙烯5％；基材下次层厚1.2um，其中聚丙烯聚乙烯醇粘合树脂78％，共聚聚丙烯树脂22％；基材下层厚1.2um，其中高粘度非晶共聚酰胺40％，聚酰胺60％。
制膜：采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的五层阻隔基材膜，其中上层挤出机温度：235度；上次层挤出机温度：255度；中层挤出机温度：240度；下次层挤出机温度：235度；下层挤出机温度：225度，铸片机温度：22度；纵向拉伸倍率：480％，纵拉预热温度：90度；纵拉拉伸温度：100度；纵拉定型温度：80度；横向拉伸倍率：900％，横拉预热温度：190度，横拉拉伸温度：165度，横拉定型温度：160度。收卷拉伸比：100％。
镀氧化铝：在真空环境中，铝丝在高温蒸发皿中与注入的氧气反应产生氧化铝，涂覆在薄膜的表面，形成镀氧化铝薄膜，镀氧化铝层厚度为600埃。蒸发皿温度1450度，设备使用BOBST公司的K5000镀膜机。
经检测，本发明的共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的雾度为1.9％(参考 GB/T2410-2008)，透氧量为0.18cc/m2.24h(参考GB/T19789)，透湿量为0.35g/m2.24h(参考GB/T21529)。
Claims (5)
1.一种共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜，其特征在于：包括上层、上次层、中层、下次层、下层、镀氧化铝层，共六层结构；所述上层由含有下述重量含量的原料配制成：96-98％共聚聚丙烯，2-4％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％均聚聚丙烯；所述中层由含有下述重量含量的原料配制成：95-97％均聚聚丙烯，3-5％共聚乙烯；所述下次层由含有下述重量含量的原料配制成：75-85％粘合树脂，15-25％共聚聚丙烯树脂；所述下层由含有下述重量含量的原料配制成：40-50％高粘度非晶共聚酰胺，50-60％聚酰胺；所述镀氧化铝层为在真空状态下通入氧气、经过等离子处理，将铝氧化为氧化铝并均匀地覆盖于基材膜表层形成的镀层。
2.如权利要求1所述的共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜，其特征在于：所述上层厚度为0.8-2.0um；所述上次层厚度为2-5um；所述中层厚度为11-20.6um；所述下次层厚度为0.6-1.2um；所述下层厚度为0.6-1.2um；所述镀氧化铝层厚度为300-600埃。
3.如权利要求1所述的共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜，其特征在于：所述抗粘连剂为有机硅。
4.如权利要求1所述的共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜，其特征在于：所述粘合树脂为聚丙烯聚乙烯醇粘合树脂。
5.如权利要求1所述的共挤双向拉伸镀氧化铝超高阻隔膜的制造方法，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；聚酰胺树脂必须进行充分干燥，干燥温度为85～95度，干燥后树脂的含水率小于0.1％；
(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：220～235度，上次层挤出机温度：240-260度，中间层双螺杆挤出机温度：230～255度，下次层挤出机温度：215-235度，下层挤出机温度：220-230度；五层料挤出后在模头汇聚后流出；
(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：75-105度，拉伸温度：85-100度，定型温度：80-90度，拉伸倍率：430-480％；
(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：170～190度，预热温度由单位时间的产量决定，产量高温度高；拉伸温度：155～165度，定型温度：160～170度，定型区的拉伸宽幅小于拉伸区2～7％，拉伸倍率最佳在750～900％；
(6)收卷
横拉出来的薄膜经过切边后的薄膜经过收卷机进行收卷，收卷工艺跟薄膜的性能有关，可跟据收卷情况设定收卷张力、衰减率、压辊压力调整，拉伸比100±2％；
(7)镀氧化铝
收卷的基材薄膜经过密封存放2天性能稳定后，在真空状态下通入氧气，经过等离子处理，将铝氧化为氧化铝并均匀地覆盖于五层共挤双向拉伸的基材薄膜表层，镀氧化铝层厚度为300-600埃。
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Denomination of invention: Extra-high obstruction membrane plated with aluminium oxide through coextrusion and biaxial tension and manufacturing method of extra-high obstruction membrane Effective date of registration: 20190702 Granted publication date: 20160824 Pledgee: China Construction Bank Co., Ltd. Haikou Daying Shan Branch Pledgor: Hai'nan Sainuo Industry Co., Ltd. Registration number: 2019460000008 |
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