CN105966018A - 一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜及其制作方法，这种薄膜由上、下表层和一个芯层组成，所述芯层由20‑30%的有光聚酯切片和70‑80%的回收切片组成，所述上、下表层均由70%的有光聚酯切片和30%的含硅切片组成，芯层部分使用了价格低廉但卫生清洁的PET回收切片；同时通过纵、横向拉伸工艺的调整，主要是降低纵向拉伸比2.8‑3.2，横向拉伸比3.5‑3.7，并采用80‑120度的特殊低温定型工艺，进一步减少薄膜的结晶倾向，控制薄膜结晶度，增加扭结性，研制出具有旋转540度，回弹小于45度的良好扭结性薄膜，成本降低40%左右。

Description

一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚酯薄膜技术领域，具体涉及一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，本发明还涉及该聚酯薄膜的制备方法。

背景技术

塑料薄膜是高分子材料行业最早的应用产品之一，近几年来，随着石油化工和塑料加工工业的发展，塑料薄膜的生产和应用得到了快速的发展，包括农业、工业、包装、电子、电器、建筑、能源、国防等领域，其中在包装领域的应用最为广泛。

从材料上分：塑料薄膜有PVC、PE、PP、PET（聚酯薄膜）、PA等；从加工方式上有流涎、压延、吹塑、双向拉伸等方法。

扭结包装为最传统的糖果包装方式之一，它和枕包、折叠式包装并称糖果包装三大包装方式。扭结膜在国内的兴起已经有超过20年的时间，最先起源于广东、福建和浙江生产的PVC材质扭结膜和部分进口玻璃纸为主。

扭结包装为最传统的糖果包装方式之一，它和枕包、折叠式包装并称糖果包装三大包装方式。扭结膜在国内的兴起已经有超过20年的时间，最先起源于广东、福建和浙江生产的PVC材质扭结膜和部分进口玻璃纸为主。

PVC扭结膜具有良好的化学稳定性，价格低廉，一度成为扭结薄膜的主要份额，但PVC本身有毒性，已被许多国家列为不得用于直接接触食品的包装；玻璃纸虽然没有毒性，但价格昂贵，且其制造原料为高档纸浆，纸浆生产过程中会产生大量废水、废渣，对环境造成极大的危害。

多层共挤双向拉伸聚酯薄膜（BOPET）具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点，无嗅、无味、无色、无毒、安全卫生，有极好的阻隔性能、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性，良好的耐油性和耐化学药品性等。

近年来，国内已开始研究以聚酯薄膜（PET）为主要成分的扭结膜取代带有毒性的PVC扭结薄膜。由于常规PET薄膜结晶度高，刚性好，扭结性差，达不到扭结包装要求，目前国内生产的所谓PET扭结膜大多是通过添加PETG（共聚酯）来改善薄膜的扭结性能，由于PETG价格昂贵，成本高，所生产的扭结薄膜没有市场竞争优势。印刷厂则鉴于成本和利润的原因，PVC薄膜并没有完全退出食品包装行业。开发成本低廉的环保型PET扭结膜代替PVC扭结膜，是一个必然的趋势。

发明内容

针对现有扭结包装薄膜成本高或不环保的缺点，本发明提供了一种兼具低成本和环保特点的双向拉伸扭结包装用聚酯薄膜及其制备方法。

一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜的厚度范围是18-36um，采用三层共挤双向拉伸生产设备制备，由上、下表层和一个芯层组成，所述芯层由20-30%的有光聚酯切片和70-80%的回收切片组成，所述上、下表层均由70%的有光聚酯切片和30%的含硅切片组成，所述含硅切片中二氧化硅浓度为3000ppm，粒径为3.9um，其中含硅切片中的二氧化硅起抗粘连作用。

优选的，所述上、下表层的重量各占所述聚酯薄膜总重量的5%-10%，所述芯层重量占所述聚酯薄膜总重量的80%-90%。

优选的，所述芯层用回收切片是由连续生产中产生的膜边经密闭不锈钢管道输送，在线粉碎、在线造粒，不加入任何助剂，没有受到任何污染的回收切片。

一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

A、芯层的制备：将配比好的芯层聚酯切片经过流化床以170℃的温度流化15-20min进入干燥塔，在干燥塔中以160℃的温度干燥4-5小时得干燥原料；所述干燥原料在主熔融挤出机中加热成熔融状态，主机挤出温度为270-280℃，经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得芯层熔体；

上、下表层的制备：将配比好的有光聚酯切片和含硅切片分别在两台辅助双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度270-275℃，通过抽真空排去杂质和水分、经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得上、下表层熔体；

芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合挤出混合熔体，模头加热温度280℃；

B、对于所述步骤A中挤出的混合熔体，经过激冷辊30度冷却，形成铸片；

C、铸片经70-90℃预热和纵向拉伸，纵向拉伸比2.8-3.2；再进入横拉机经90-100℃预热和横向拉伸，横向拉伸比3.5-3.7，然后进行80-120℃的低温定型处理；

D、将步骤 C所得薄膜进入牵引机，经冷却、展平、切边、在线测厚、电晕处理后进行收卷，即制得低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜。

本发明通过大比例利用粘度相对较低、价格低廉的PET回收切片代替新鲜有光聚酯切片和PETG切片，回收切片的特性粘度较低，特性粘度的降低，使薄膜的柔性增加，同样结晶度的情况下，有助于提高薄膜的扭结性。回收切片为本公司生产过程中边膜回收产生的再生切片，边膜通过不锈钢管道在线输送,在线粉碎、造粒，不加入任何助剂，也没有受到任何污染，保持了聚酯材料本身的卫生，安全、环保特性。

本发明通过优化拉伸、定型工艺，降低薄膜生产过程中的结晶速率和最终产品的结晶度，结晶度降低，薄膜刚性降低，回弹性就降低，扭结性就提高。

本发明与普通包装聚酯薄膜生产工艺相比，纵向拉伸比由3.3-3.5调整到2.8-3.2，横向拉伸比由3.8-4.0调整到3.5-3.7，大幅度地降低了纵、横向的拉伸比。拉伸比的降低，薄膜的分子预取向度降低，降低了薄膜的结晶倾向和结晶能力；定型温度由180-240℃降低到80-120℃，定型温度的降低更是直接导致薄膜在这个区域的分子活动能力受到限制，分子不能通过快速运动形成有规则排列的稳定结构（即结晶），因而结晶度大大降低。另一方面较低的预热拉伸、定型温度也节省了电耗。

通过以上工艺改进后所得的扭结膜经扭结性能测试：旋转540度，回弹40-45度，扭结性能与PET/PETG共混材料生产的薄膜扭结性相当，生产成本降低40%以上，有时甚至比PVC扭结膜的成本还低，具有很强的市场竞争力。

下列是典型的厚度为23um低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜与PET/PETG混料型扭结膜在原料、电耗方面的单位成本对照表。

核算依据：

1、按2016年1月份原料市场价格，分别是：有光聚酯切片5800元/吨，含硅切片6400元/吨，回收切片3500元/吨，PETG切片11000元/吨；

2、芯层厚度占20um，两个表层厚度均占1.5um；

3、PET/PETG型配方：芯层：65%有光聚酯切片，35%PETG切片；两个表层均为：35%有光切片，35% PETG切片，30%含硅切片；

4、PET回收切片型配方：芯层：20%有光聚酯切片，80%回收切片；两个表层均为：70%有光切片，30%含硅切片；

本发明的有益效果是：首先从原料和工艺两方面保持甚至增加聚酯薄膜的扭结性，其次本发明采用回收切片为原料，相比采用PETG的工艺，大大降低了生产成本，最后本发明的整个工艺流程不添加任何助剂，没受到任何污染，不产生三废物质，保持了聚酯材料本身的卫生、环保的特点。

具体实施方式

实施例一、厚度为23微米的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，采用三层共挤双向拉伸生产设备制备，生产车速：200m/min，由上、下表层和一个芯层组成。

芯层的厚度是20um，20%有光聚酯切片，80%回收聚酯切片，两个表层的厚度均为1.5um，70%的有光聚酯切片，30%的含硅聚酯切片（二氧化硅浓度3000ppm，粒径3.9um）。

本实例的生产工艺过程主要包括以下步骤：

A、芯层的制备：将配比好的芯层聚酯切片经过流化床以170℃的温度流化15-20min进入干燥塔，在干燥塔中以160℃的温度干燥4-5小时得干燥原料；所述干燥原料在主熔融挤出机中加热成熔融状态，主机挤出温度为270-280℃，经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得芯层熔体；

上、下表层的制备：将配比好的有光聚酯切片和含硅切片分别在两台辅助双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度270-275℃，通过抽真空排去杂质和水分、经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得上、下表层熔体；

芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合挤出混合熔体，模头加热温度280℃；

B、对于所述步骤A中挤出的混合熔体，经过激冷辊30度冷却，形成铸片；

C、铸片经70-90℃预热和纵向拉伸，纵向拉伸比3.0；再进入横拉机经90-100℃预热和横向拉伸，横向拉伸比3.6，然后进行80-120℃的低温定型处理；

D、将步骤 C所得薄膜进入牵引机，经冷却、展平、切边、在线测厚、电晕处理后进行收卷，制成厚度为23um的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜。

上述23um的低成本环保扭结包装用聚酯薄膜，其检测的主要性能指标如下：

该厚度为23um的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜与厚度为23um的PET/PETG混料型扭结膜在原料、电耗方面的单位成本对照表。

核算依据：

1、按2016年1月份原料市场价格，分别是：有光切片5800元/吨，含硅切片6400元/吨，回收切片3500元/吨，PETG切片11000元/吨；

２、PET/PETG型配方：芯层：65%有光切片，35%PETG切片；两个表层均为：35%有光切片，35% PETG切片，30%含硅切片。

由以上两个表格的数据可以看出厚度为23um低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜不仅具有扭结薄膜的良好扭结性，还大大降低了生产的成本，减少电力的消耗，提高了扭结膜使用的安全性和环保性。

实施例二、厚度为20微米的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，采用三层共挤双向拉伸生产设备制备，生产车速：230m/min，由上、下表层和一个芯层组成。

芯层的厚度是17um，25%有光聚酯切片，75%回收切片；两个表层的厚度分别是1.5um，70%的有光聚酯切片，30%的含硅聚酯切片（二氧化硅浓度3000ppm，粒径3.9um）。

本实例的生产工艺过程主要包括以下步骤：

A、芯层的制备：将配比好的芯层原料经过流化床以170℃的温度流化15-20min进入干燥塔，在干燥塔中以160℃的温度干燥4-5小时得干燥原料；所述干燥原料在主熔融挤出机中加热成熔融状态，主机挤出温度为270-280℃，经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得芯层熔体；

上、下表层的制备：将配比好的表层原料分别进入两台辅助双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度270-275℃，通过抽真空排去杂质和水分、经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得上、下表层熔体；

芯层熔体与两个表层熔体在三层模头中汇合挤出混合熔体，模头加热温度280℃；

B、对于所述步骤A中挤出的混合熔体，经过激冷辊30度冷却，形成铸片；

C、铸片经70-90℃预热和纵向拉伸，纵向拉伸比3.1；再进入横拉机经90-100℃预热和横向拉伸，横向拉伸比3.7，然后进行80-120℃的低温定型处理 ；

D、将步骤 C所得薄膜进入牵引机，经冷却、展平、切边、在线测厚、电晕处理后进行收卷，制成厚度为20um的低成本、环保型扭结包装用聚酯薄膜。

上述20um的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，其检测的主要性能指标如下：

该厚度为20um的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜与厚度为20um的PET/PETG混料型扭结膜在原料、电耗方面的单位成本对照表。

核算依据：

1、按2016年1月份原料市场价格，分别是：有光切片5800元/吨，含硅切片6400元/吨，回收切片3500元/吨，PETG切片11000元/吨；

２、PET/PETG型配方：芯层：65%有光切片，35%PETG切片；两个表层均为：35%有光切片，35% PETG切片，30%含硅切片。

由以上两个表格的数据可以看出厚度为20um低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜不仅具有扭结膜良好的扭结性，还大大降低了生产的成本，减少电力的消耗，提高了扭结膜使用的安全性和环保性。

实施例三、厚度为18微米的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，采用三层共挤双向拉伸生产设备制备，生产车速：250m/min，由上、下表层和一个芯层组成。

芯层的厚度是15um，30%有光切片，70%回收切片；两个表层的厚度分别是1.5um，70%的有光聚酯切片，30%的含硅聚酯切片（二氧化硅浓度3000ppm，粒径3.9um）。

本实例的生产工艺过程主要包括以下步骤：

A、芯层的制备：将配比好的芯层原料经过流化床以170℃的温度流化15-20min进入干燥塔，在干燥塔中以160℃的温度干燥4-5小时得干燥原料；所述干燥原料在主熔融挤出机中加热成熔融状态，主机挤出温度为270-280℃，经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得芯层熔体；

上、下表层的制备：将配比好的表层原料分别进入两台辅助双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度270-275℃，通过抽真空排去杂质和水分、经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得上、下表层熔体；

芯层熔体与两个表层熔体在三层模头中汇合挤出混合熔体，模头加热温度280℃；

B、对于所述步骤A中挤出的混合熔体，经过激冷辊30度冷却，形成铸片；

C、铸片经70-90℃预热和纵向拉伸，纵向拉伸比3.2；再进入横拉机经90-100℃预热和横向拉伸，横向拉伸比3.7，然后进行80-120℃的低温定型处理；

D、将步骤 C所得薄膜进入牵引机，经冷却、展平、切边、在线测厚、电晕处理后进行收卷，制成厚度为18um的低成本、环保型扭结包装用聚酯薄膜。

上述18um的低成本环保扭结包装用聚酯薄膜，其检测的主要性能指标如下：

该厚度为18um的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜与厚度为18um的PET/PETG混料型扭结膜在原料、电耗方面的单位成本对照表。

核算依据：

1、按2016年1月份原料市场价格，分别是：有光切片5800元/吨，含硅切片6400元/吨，回收切片3500元/吨，PETG切片11000元/吨；

２、PET/PETG型配方：芯层：65%有光切片，35%PETG切片；两个表层均为：35%有光切片，35% PETG切片，30%含硅切片。

由以上两个表格的数据可以看出厚度为18um低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜不仅具有扭结薄膜良好的扭结性，还大大降低了生产的成本，减少电力的消耗，提高了扭结膜使用的安全性和环保性。

其它厚度的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜的生产方法与上述三例类似，只是在生产车速、配料比例和拉伸比上略做调整即可，测得薄膜的性能指标与上述三例接近，扭结性能良好。

上述三例低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜与国内某公司PET / PETG混合型扭结膜性能对比表。

上表为本发明三个实例与从客户处取到的国内某公司生产的PET/PETG混合型扭结膜及本公司普通包装聚酯薄膜，在本公司同样的检测设备上、同样测试方法下的检测结果。

从上表可以看出：本发明最终得到的低成本、环保型扭结包装聚酯薄膜与目前市场上的PET/PETG混合型扭结膜扭结性相当，而成本能降低40%以上。经客户应用效果良好，完全可以替代现有的PET/PETG混合型扭结膜。

本发明所制备的低成本、环保型扭结包装聚酯薄膜与现有的PVC扭结膜相比具有卫生、环保的天然优势，而成本接近甚至还略微偏低（视不同时期原料价格波动情况），随着社会的发展，国家对环保要求标准的提高，国民环保意识的增强，必然会成为PVC扭结膜的换代产品，具有广阔的市场前景。

Claims (4)

1.一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，其聚酯薄膜的厚度范围是18-36um,其特征在于，所述聚酯薄膜由上、下表层和一个芯层组成，所述芯层由20-30%的有光聚酯切片和70-80%的回收切片组成，所述上、下表层均由70%的有光聚酯切片和30%的含硅切片组成，所述含硅切片中二氧化硅浓度为3000ppm，粒径为3.9um。

2.根据权利要求1所述的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，其特征在于，所述上、下表层的重量各占所述聚酯薄膜总重量的5%-10%，所述芯层重量占所述聚酯薄膜总重量的80%-90%。

3.根据权利要求1所述的低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜，其特征在于，所述芯层用回收切片是没有受到任何污染的回收切片。

4.一种低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

A、芯层的制备：将配比好的芯层聚酯切片经过流化床以170℃的温度流化15-20min进入干燥塔，在干燥塔中以160℃的温度干燥4-5小时得干燥原料；所述所述干燥原料在主熔融挤出机中加热成熔融状态，主机挤出温度为270-280℃，经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得芯层熔体；

上、下表层的制备：将配比好的有光聚酯切片和含硅切片分别在两台辅助双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度270-275℃，通过抽真空排去杂质和水分、经计量泵输送、过滤器过滤后进入模头，得上、下表层熔体；

芯层熔体与上、下表层熔体在三层模头中汇合挤出混合熔体，模头加热温度280℃；

B、对于所述步骤A中挤出的混合熔体，经过激冷辊30度冷却，形成铸片；

C、铸片经70-90℃预热和纵向拉伸，纵向拉伸比2.8-3.2；再进入横拉机经90-100℃预热和横向拉伸，横向拉伸比3.5-3.7，然后进行80-120℃的低温定型处理；

D、将步骤 C所得薄膜进入牵引机，经冷却、展平、切边、在线测厚、电晕处理后进行收卷，即制得低成本环保型扭结包装用聚酯薄膜。