CN106739033A - 一种用于热熔结合的七层共挤膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于热熔结合的七层共挤膜生产工艺，属共挤膜技术领域。采用吹膜工艺，原料分别经七个挤出机头熔融挤出模坯并吹涨成型，自然冷却后收卷制成七层共挤膜。本发明采用七个热熔挤出机头，可生产出具有七层结构的薄膜，根据每层膜的特点进行配比优化，同时合理分布阻隔层、支撑层和粘合层，使得最后的制品具有较好的阻隔性、环保无污染、成本低等优点，适合工业化生产。该七层共挤膜一个重要的应用领域是液体用纸塑铝复合包装的灌装密封，克服了现有薄膜易出现翻转的缺点，具有更好的层间剥离强度，可大量应用于液态奶、果汁饮料、酒类产品以及饮用水的包装，市场前景良好。

Description

一种用于热熔结合的七层共挤膜及制备方法
技术领域
本发明公开了一种用于热熔结合的七层共挤膜生产工艺，属于共挤膜技术领域。
背景技术
塑料薄膜是现在人们常见的生活用品，塑料薄膜具有透明性好、阻湿性好、耐热性优良、使用方便、价格便宜等优点被广泛应用于各行各业。但目前市场上的塑料薄膜基本以单层聚乙烯为主，样式比较单一，不能有效满足一些特殊领域的使用要求。如有些领域需要塑料薄膜的一侧光滑，另一侧粗糙，显然采用现有生产工艺并不能实现。本发明涉及适合于包装的多层膜。这种膜用于包装，例如松散农用物质如青草和干草到小的百货店物品如肉类和蔬菜之类的各种物品。对于所有这些物品来说，通常期望具有结实的弹性膜。例如，对于松散的农用物质例如青草和干草来说，重要的是具有与强度有关的优良拉伸和伸长性能，以耐受来自例如成捆包装物的刺穿和撕裂。另外，常常希望膜具有抗UV性且在冷而干燥的条件下和热而潮湿的条件下表现良好。在这种青贮饲料膜中，聚异丁烯(PIB)常常在吹制的青贮饲料膜中用作迁移粘着添加剂。遗憾的是，含PIB的膜有时常常难以有效地退绕，和更具体地，常常具有高的退绕噪音水平。
食品例如家禽、蔬菜、新鲜的红肉、奶酪以及非食品的工业和零售物品，例如常常通过收缩的表层拉伸和/或真空包裹方法来包装。收缩包装方法包括将制品置于由可热收缩的膜材料制造的袋子内，然后密闭或热密封袋子，之后将该袋子置于充足的热量下，引起袋子收缩以及袋子与制品紧密接触。可通过常规的热源，例如加热的空气、红外辐射、热水、燃烧的火焰等提供热量。收缩包裹食品制品有助于保鲜，是吸引人的、卫生且允许更加靠近地观察包装食品的质量。收缩包裹工业和零售物品(或者，在本领域和本申请称为工业和零售捆扎)使产品保持清洁且还是方便的捆扎方式以供统计目的。对于食品的拉伸包裹来说，寻找聚氯乙烯(PVC)膜的替代品是不得不依赖于昂贵膜材料的包装的另一实例。这种替代品通常是烯烃多层膜。然而，因为PVC具有非所需的增塑剂迁移倾向以及增长的关于氯化聚合物的环境担心，这种搜寻是重要的。尽管公开了具有与PVC类似的急速弹回或弹性回复率的各种多层膜(例如，在美国专利No s. 5112674和5006398中，和在EP00243965,EP00333508和EP00404969中)，但这些解决方法中的许多方案牵涉与乙烯共聚物，例如乙烯乙酸乙烯酷(EVA)和乙烯丙烯酸(EAA)共聚物共挤出。使用这些极性共聚物产生加工局限性，其中包括热稳定性和循环/边角料的不相容性。在EPO 0404368中公开了对于已知的烯烃聚合物的另一所需改进，其中表明当借助简单的吹塑膜挤出进行加工时，Ziegler催化的乙烯a一烯烃共聚物，例如乙烯/1-丁烯、乙烯/1-己烯和乙烯/1-辛烯共聚物要求与LDPE共混，提供具有充足的收缩性能的膜材料(特别是在横向上)。
因此，尽管许多组合物用于膜应用，例如挠性包装或包裹目的，但仍需要具有合适的性能平衡的流延或吹塑的多层膜；这些性能包括例如拉伸、撕裂、粘着、加工、抗冲击性、弹性、刺穿、伸长以及回复率、收缩特征、真空牵伸性、耐不良使用或内爆性；本发明的七层膜性价比较高、同时克服了现有加工工艺的缺陷，环保无污染，阻隔性好。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种用于热熔结合的七层共挤膜，该多层共挤膜性能好、成本低、加工工艺简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：用于热熔结合的七层共挤膜及制备方法，其组成成分及重量分数配比为：
PE 70~80份
PA 15~20份
EVOH 15~25份
TIE（树脂粘合剂） 15~25份。
本发明所述的用于热熔结合的七层共挤膜一个重要的应用领域是液体用纸塑铝复合包装的灌装密封，可应用于液态奶、果汁饮料、酒类产品以及饮用水的包装。
本发明所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其中所述膜的总厚度为约20—200um。
本发明所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述阻隔层为PA层，是该七层共挤膜中的第三层和第五层；PA层与PA层之间的是EVOH层。
本发明所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：粘结层有两层，其中PA层与PE层之间的为TIE(树脂粘合剂)。
本发明所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：支撑层为PE层。本发明所述的一种用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述的七层膜从外层到内层的厚度依次为20~80um、15~65um、65~80um、20~80um、65~80um、15~65um、20~80um。
本发明所述一种用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述的七层膜从外层到内层的厚度依次为35um、20um、28um、24um、28um、20m、35um。
本发明所述的一种用于热熔结合的七层共挤膜制备步骤如下：选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品。
本发明的有益效果在于：
1、本专利中所描述的共挤七层膜一个重要的应用领域是液体用纸塑铝复合包装的灌装密封，纸塑铝包装材料在灌装过程中，经切断，折叠成盒、灌装、热封成形后，在包装内部，复合包装材料的端面会浸泡在液态的内容物中；
见图1共挤七层膜应用于液体用纸塑铝复合包装的灌装密封。
目前业内的解决方案是将本专利描述的薄膜分切成细条状，经热封，覆盖在包装材料端面处，对包装材料和内容物进行阻隔和保护；此应用对薄膜的要求是阻隔性好、易切断、起封温度低、热封强度好；目前市场上适合此类应用的薄膜有两种工艺，一种是本专利所述，另一种是以BOPET为基材，通过淋膜复合制成的薄膜，大致结构为MLLDPE+LDPE/LDPE/AC剂/BOPET/AC剂/LDPE/MLLDPE+LDPE；在实际应用中，两种薄膜的区别在于：BOPET基材薄膜断裂伸长率低，易切断，适合高速灌装；缺点是阻隔性一般，抗设备磨损性差，使用中容易出现翻转。
而本专利所述薄膜在使用中克服了这一缺点，薄膜不易出现翻转，层间剥离强度要优于BOPET基材薄膜；缺点是切断性差，但是可以改进的，目前市面的上采用本专利所述技术生产的薄膜已经有在高速灌装机上使用的案例。
2、高阻隔性：加入PA和EVOH，不仅大大提高了多层薄膜对氧气和香味的阻隔性；同时，利用不同塑料材料阻隔的性能相差迥异，七层共挤薄膜，达到对氧气、水、二氧化碳、气味等高阻隔的效果。
3、功能强：由于添加了几种树脂，实现了各种材料的功能，达到耐油、耐潮湿、耐高温蒸煮，耐低温冷冻、保质、保鲜、保气味的要求，可用于真空包装、无菌包装、充气包装。
4、成本低：相对玻璃包装、铝箔包装及其他塑料包装，要达到的同样的阻隔效果，七层共挤薄膜在成本上具有较大的优势；由于工艺简单，所生产的薄膜产品成本与干式复合薄膜和其他复合薄膜相比可以减少10-20%。
5、结构设计灵活：采用不同的结构设计，可以达到您对不同的保质需求。
6、强度高：七层共挤薄膜在加工过程中具有拉伸的特点，塑料拉伸后可相应提高强度，也可以在中间加入尼龙、茂金属聚乙烯等塑料材料，使其具备超过一般塑料包装的复合强度，不存在分层剥离现象，柔软性好，热封性能优良。
7、容量比小：七层共挤薄膜可以采用真空收缩包装，容量体积比近乎100%，这是玻璃、铁罐、纸包装所无法比拟的。
8、无污染：无残留溶剂污染问题，绿色环保；
附图说明：
图1是共挤七层膜应用于液体用纸塑铝复合包装的灌装密封图。
具体实施方式
实施例1
原料质量份数组成为PE 70份，PA 15份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
对比例1
原料质量份数组成为PE 50份，PA 15份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
实施例2
原料质量份数组成为PE 70份，PA 20份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
对比例2
原料质量份数组成为PE 70份，PA 10份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
实施例3
原料质量份数组成为PE 80份，PA 15份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
对比例3
原料质量份数组成为PE 70份，PA 20份，EVOH 5份，TIE（树脂粘合剂） 5份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
实施例4
原料质量份数组成为PE 75份，PA 15份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
对比例4
原料质量份数组成为PE 50份，PA 15份，EVOH 30份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
实施例5
原料质量份数组成为PE 75份，PA 15份，EVOH 10份，TIE（树脂粘合剂） 10份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
对比例5
原料质量份数组成为PE 75份，PA 5份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 15份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
实施例6
原料质量份数组成为PE 80份，PA 15份，EVOH 15份，TIE（树脂粘合剂） 20份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
对比例6
原料质量份数组成为PE 70份，PA 20份，EVOH 5份，TIE（树脂粘合剂） 5份；
按照配方所述选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品；所得成品进行性能测试，测试结果见表1。
附表1 各实施例的性能测试结果
样品 耐压性/Q 耐跌范性/A 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 直角撕裂长度/N﹒cm-1 封口剥离力/ N 水蒸气透过率 G/m 2.24h
实施例1 无渗透、无破裂 无渗透、无破裂 23 267 855 18 1.1
对比例1 渗透、破裂 渗透、破裂 18 198 650 13 5.0
实施例2 无渗透、无破裂 无渗透、无破裂 24 279 861 17 1.0
对比例2 渗透、破裂 渗透、破裂 19 188 700 11 5.5
实施例3 无渗透、无破裂 无渗透、无破裂 28 293 895 21 0.7
对比例3 渗透、破裂 渗透、破裂 14 159 632 9 7.5
实施例4 无渗透、无破裂 无渗透、无破裂 26 261 865 18 1.1
对比例4 渗透、破裂 渗透、破裂 19 198 659 13 5.0
实施例5 无渗透、无破裂 无渗透、无破裂 24 283 859 19 3.0
对比例5 渗透、破裂 渗透、破裂 15 178 701 14 4.1
实施例6 无渗透、无破裂 无渗透、无破裂 27 289 900 25 0.7
对比例6 渗透、破裂 渗透、破裂 18 161 678 10 55.8

Claims (11)

1.一种用于热熔结合的七层共挤膜及制备方法，其特征在于该共挤膜为七层共挤膜，且为对称结构：PE/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE。
2.一种用于热熔结合的七层共挤膜及制备方法，其特征在于其组分及质量百分比如下：
PE 70~80份
PA 15~20份
EVOH 15~25份
TIE（树脂粘合剂） 15~25份。
3.一种用于热熔结合的七层共挤膜及制备方法，其特征在于其：该七层共挤膜一个重要的应用领域是液体用纸塑铝复合包装的灌装密封，纸塑铝复合包装材料是由聚乙烯、纸、铝箔等复合而成的纸质包装，目前大量应用于液态奶、果汁饮料、酒类产品以及饮用水的包装。
4.一种如1所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其中所述膜的总厚度为约20—200um。
5.根据权利1要求所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述阻隔层为PA层，是该七层共挤膜中的第三层和第五层；PA层与PA层之间的是EVOH层，阻隔层对产品整体性能起着主导作用，一般处于共挤膜的中间层，两面均有支撑层保护，阻隔层树脂有极好的阻气性、阴湿性。
6.根据权利要求1所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：粘结层有两层，其中PA层与PE层之间的为TIE(树脂粘合剂)，粘结层的一层黏住阻隔层和热封层，另一层黏住阻隔层和印刷层，其厚度取决于粘结强度，粘结强度不够共挤膜就会脱层，严重影响产品质量。
7.根据权利要求1所述的用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：支撑层为PE层，支撑层有两个作用，一面用于热封，一面用于印刷，支撑层一般具有良好的机械强度、热封性、阻隔性、透明性和印刷性。
8.根据权利要求2~5所述的任一项所述的一种用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述的七层膜从外层到内层的厚度依次为1.5~2：1.25~1.75：1.75~2：1~2：1.75~2：1.25~1.75：1.5~2。
9.根据权利要求2~5所述的任一项所述的一种用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述的七层膜从外层到内层的厚度依次为20~80um、15~65um、65~80um、20~80um、65~80um、15~65um、20~80um。
10.根据权利要求2~5所述的任一项所述的一种用于热熔结合的七层共挤膜，其特征在于：所述的七层膜从外层到内层的厚度依次为35um、20um、28um、24um、28um、20m、35um。
11.根据权利要求1~9所述的任一项所述的一种用于热熔结合的七层共挤膜制备步骤如下：选取相应原料组分，分别经过熔融后从各自的挤出机机头挤出，随后进入吹模机的不同加工流道；吹模机中通入空气将模坯吹涨成膜泡，并向上提升，在提升过程中自然冷却，提升后经上方设置的收口机构转变成七层共挤膜；再经牵引辊组牵引，最后进行收卷，得到成品。
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