CN107696623B - 一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热收缩膜领域，具体是一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜，包括位于外表面的表层，位于内表面的热封层，和设置在表层和热封层之间的阻隔层；所述的阻隔层包括一层EVOH阻隔中间层，所述的EVOH阻隔中间层至少一侧设有一层阻隔层保护层，所述的阻隔层保护层为PA层；所述的表层为PA层；所述的热封层为POP层或mLLDPE层、ULDPE层、Surlyn树脂层中的一种，或POP和mLLDPE的共混层；所述的表层和阻隔层、阻隔层和热封层之间分别通过粘接树脂连接。本发明的热收缩膜具有高阻隔，高强度，热封性能好，同时具有优良的走机性能，适用于全自动在线包装，本发明将改变收缩袋的包装方式及包装效率。

Description

一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜
技术领域
本发明涉及热收缩膜技术领域，具体地说，是一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜。
背景技术
收缩膜广泛应用于食品、药品、消毒餐具、文体用品、工艺礼品、印刷品、五金塑料制品、电话、电子电器等等各种产品的外包装，尤其是在不规则形体物品或商品的组合式(集束)包装方面，既能满足商品的防潮防尘、防触摸偷换、透明展示等功能，又能增加产品外观吸引力，也可用于代替各类纸盒。传统的收缩袋包装方式效率较低，无法实现在线自动包装。
中国专利文献CN106739356公开了一种多层共挤收缩膜，包括位于共挤收缩膜内表面的热封层和外表面的抗机械损伤层，热封层和抗机械损伤层之间设置有阻隔中间层，阻隔中间层包含至少一层乙烯-乙烯醇共聚物阻隔芯层和分别设置在阻隔芯层两侧的至少一层次内层，次内层与抗机械损伤层之间设置有次外层，次外层与抗机械损伤层以及位于阻隔中间层表面的次内层之间分别通过粘接树脂层连接；热封层的材质为聚乙烯；次内层的材质为聚酰胺或聚乙烯。但是关于一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜。
本发明解决的技术问题在于：1.薄膜的热封性能-低温热封且热封强度要高；2.薄膜的走机性能-较好的薄膜平整度，柔软性；3.薄膜的收缩性能-较高的热收缩率。
原有技术：1)吹膜2)印刷-制袋3)人工包装4)抽真空封口5)热收缩-包装成品。而本发明：1)吹膜2)印刷-分切3)上机自动包装-切割-抽真空封口-热收缩-包装成品，大大提高包装效率，减少操作流程与步骤，降低产品的污染风险。本发明具有收缩袋所拥有的优异性能高阻隔，高强度，热封性能好，同时具有优良的走机性能，适用于全自动在线包装。
本发明的第一方面，提供一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜，包括位于外表面的表层，位于内表面的热封层，和设置在表层和热封层之间的阻隔层；所述的阻隔层包括一层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)阻隔中间层，所述的EVOH阻隔中间层至少一侧设有一层阻隔层保护层，所述的阻隔层保护层为聚酰胺(PA)层；所述的表层为PA层或聚酯(PET)层；所述的热封层为POP层或茂金属线型低密度聚乙烯(mLLDPE)层、超低密度聚乙烯(ULDPE)层、Surlyn树脂层中的一种，或POP和mLLDPE的共混层；所述的表层和阻隔层、阻隔层和热封层之间分别通过粘接树脂(简称Tie)连接。
所述的聚酯(PET)，由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，主要指聚对苯二甲酸乙二酯。可选择equipolymers，EASTMAN，Dufor牌号C系列，GN系列，FX系列等。
所述的Surlyn树脂是杜邦美国杜邦公司利用独特的生产工艺聚合而成，是由高压自由基聚合的乙烯-甲基丙烯酸共聚物经部分或全部中和而制成的一种共聚物。
所述的POP是乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，俗称“聚合物多元醇”(PolyetherPolyol)，简称聚醚(POP)，是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体。可选择SABIC，Exxonmobil，DOW牌号COHERE 8380，COHERE8185，9061，9071，9182，KC8852G，VP8770G1，1881G，1850G等。
所述的茂金属线型低密度聚乙烯(metallocene linear low densitypolyethylene，简称mLLDPE)用茂金属化合物做催化剂，经配位聚合得到的具有窄分布分子量的乙烯和物-烯烃的线型共聚物。可选择PRIME，Exxonmobil，DOW牌号1018MF，2018KB，1012HJ，SP 1520等。
优选的，所述的表层和阻隔层之间设有结构层，所述的结构层为选自聚乙烯(PE)层、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)层、POP层、PP层中的一种或两种的共混层，所述的结构层与表层、阻隔层之间分别通过粘接树脂连接。更优选的，所述的PE为较低密度(≤0.91g/cm3)的PE。可选择Exxonmobil，DuPont，DOW牌号701，705，3165，3129，1881，1850等。
优选的，所述的热封层和阻隔层之间还设有次内层，所述的次内层为选自聚乙烯(PE)层、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)层、POP层中的一种或两种的共混层，所述的次内层与阻隔层之间通过粘接树脂连接。
优选的，所述的表层PA层由PA6、共聚PA和无定型PA共混而成，树脂中无定型PA的质量百分比为10～30％(更优选为20％)，共聚PA的质量百分比为10～60％(更优选为10％)。
优选的，所述的阻隔层保护层的PA层的树脂由PA6、共聚PA和无定型PA共混而成，PA层的树脂中无定型PA的质量百分比不大于40％。
优选的，所述的PA、共聚PA、无定型PA的相对粘度3.5-4.17，密度1.12-1.19g/cm3。
优选的，所述的热封层为POP和mLLDPE的共混层，其中热封层中POP的含量为30-90％(更优选为50％)。
优选的，所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜的膜层数为4～11层。
优选的，所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜的总厚度为40～100um(优选75um)。其中表层占总厚度的5-15％，阻隔层占总厚度的4-10％，热封层占总厚度的18-35％，结构层占总厚度的30-50％。
优选的，所述的热收缩膜：纵向/横向收缩率20-45(90℃)，伸长率80-180，表面张力36-40达因，热起封温度80-90℃，熔点90-220℃。
优选的，所述的热封层中还包括开口剂，外表层还包括爽滑剂。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的热收缩膜由外至内依次包括表层(PA)、结构层(PE)、阻隔层(PA/EVOH/PA，包括EVOH阻隔中间层和两侧的阻隔层保护层为PA层)、热封层(POP+mLLDPE)。所述的表层、结构层、阻隔层和热封层之间分别通过粘接树脂(Tie)连接。
具体膜结构为：PA/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
其中表层和中间两层的PA均采用PA6、共聚PA和无定型PA共混而成，PA层的树脂中共聚PA的质量百分比为10％，热封层POP的含量为90％，薄膜总厚度为75um。
在本发明的其他优选实施方式中，所述的热收缩膜由外至内具体的膜结构选自：
PA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP；
PA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
PA/Tie/PE/Tie/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PA/Tie/EVA/Tie/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PA/Tie/EVOH/PA/Tie/POP；
PA/Tie/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PA/Tie/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
PA/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP；
PA/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PA/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
PET/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/PE；
PET/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP；
PET/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PET/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
PET/Tie/PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/PE；
PET/Tie/PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP；
PET/Tie/PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PET/Tie/PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
PET/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/PE；
PET/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP；
PET/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/mLLDPE；
PET/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的热收缩膜具体膜结构为：
PA/Tie/EVA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE。
本发明的第三方面，提供一种如上所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜的生产工艺，包括以下步骤：
生产工艺，包括挤出塑化、多层共挤模头成型、冷却水骤冷、第一膜管预热、二次吹胀、牵引、热定型、牵引、收卷，多层共挤模头成型步骤中对形成阻隔层保护层的PA树脂的加热温度为255～265℃，冷却水骤冷定型步骤中冷却水的温度为5～15℃。热封层的POP和PE的加热温度为220～230℃。
优选的，具体包括以下步骤：
S1：将原料置于挤出机中共挤制得膜管，对膜管冷却处理；
S2：加热冷却后的膜管至预热温度，对膜管进行拉伸，然后利用压缩空气进行二次吹胀；
S3：将二次吹胀所得薄膜牵引至定型机构，再次加热至定型温度对薄膜定型处理，得多层共挤收缩膜成品。
其中，S1共挤薄膜由上而下挤出采用水冷，实现薄膜猝冷，控制结晶的生成，以利于分子链段的取向，可降低薄膜的雾度。优选的，S1中的水冷处理水温为5～15℃，流速为20～35L/min。
优选的，S2中预热温度为30～80℃；二次吹胀的吹胀比为1.5～4，牵引比为2.5～3.0。二次吹胀的吹胀比和牵引比与S1中共挤薄膜的结晶度相匹配。吹胀比和牵引比太大容易造成膜泡不稳定，且薄膜容易出现皱折；太小则成品的收缩率低于30％，达不到成品包装的要求。
优选的，S3中定型温度为30～70℃。三泡的定型作用可以有效的抑制普通收缩膜在存储过程中的自由收缩(存储环境温度下，分子链的自然解取向)。
更优选的，S1中的水冷处理水温为10℃，流速为20～30L/min。
S2中预热温度为75℃；二次吹胀的吹胀比为3.0，牵引比为3.0。
S3中定型温度为60℃。
与现有技术相比，本发明优点和有益效果在于：
1、热封材料的选择：为提高材料的抗污染热封能力及热封热粘强度，在热封层使用POP、ULDPE、SURLYN等材料；热封层采用了密度在0.9g/cm3左右的PE热封层，或沙林热封层。具有优异的低温热封性与高效的抗污染热封性能。起封温度比常规材料降低10-20℃。
除了低起封温度，还需要提高热封强度上升速度，即在同样的温度区间内，热封强度增加更多。通常低熔点的材料会有较低的起封温度，但是其热封强度相应较弱，在快速自动包装的过程中，由于材料受热时间较短，瞬间热封强度不够会导致热封问题，因此在降低热封起封温度的同时，提高热封强度是这种自动包装线应用需解决的一大要点。本发明通过热封层和次内层做辅助热封，来达到低起封温度和高热封强度的协调。
2、薄膜平整度：通过结构层材料的选择来控制薄膜的柔软度，使用较低密度≤0.91g/cm3的PE，或EVA等较柔软的材料用在结构层，使其具有较好的薄膜平整度，柔软性。
3.薄膜的收缩性能：一方面通过工艺条件来控制，另一方面通过材料来控制，特别是PA层材料会限制薄膜的收缩率，选择结晶较慢的PA材料，增加共聚尼龙的比例，添加无定型尼龙等来提高薄膜的收缩率。
本发明的新型热收缩膜具有收缩袋所拥有的优异性能高阻隔，高强度，热封性能好，同时具有优良的走机性能，适用于全自动在线包装，本发明将改变收缩袋的包装方式及包装效率。
附图说明
图1是实施例1中热收缩膜的截面结构示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1-表层 2-结构层
3-阻隔层 4-热封层
5-粘接树脂 31-EVOH阻隔中间层
32-阻隔层保护层
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
实施例1
所述的热收缩膜由外至内依次包括表层1(PA)、结构层2(PE)、阻隔层3(PA/EVOH/PA，包括EVOH阻隔中间层31和两侧的阻隔层保护层32为PA层)、热封层4(POP+mLLDPE)。所述的表层1、结构层2、阻隔层3和热封层4之间分别通过粘接树脂5(Tie)连接。
具体膜结构为：PA/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；
表层1和中间两层的PA均采用PA6、共聚PA和无定型PA共混而成，PA层的树脂中共聚PA的质量百分比为10％，热封层4POP的含量为90％，薄膜总厚度为75um。PE为较低密度(≤0.91g/cm3)的PE。
生产工艺包括以下步骤：
S1：将原料置于挤出机中共挤制得膜管，对膜管冷却处理；S1中的水冷处理水温为10℃，流速为20～30L/min。
S2：加热冷却后的膜管至预热温度，对膜管进行拉伸，然后利用压缩空气进行二次吹胀；S2中预热温度为75℃；二次吹胀的吹胀比为3.0，牵引比为3.0。
S3：将二次吹胀所得薄膜牵引至定型机构，再次加热至定型温度对薄膜定型处理，得多层共挤收缩膜成品。S3中定型温度为60℃。
实施例2-4
在热封层加入茂金属材料mLLDPE，与实施例1的区别是热封层POP的含量分别为85％、70％、50％。
实施例5-8
表层和中间两层PA，PA层的树脂中共聚PA的质量百分比分别为20％、30％、40％、50％。其中S2中二次吹胀的吹胀比为2.0-4.5，牵引比为3.0-3.5。
对比例1
具体膜结构为：PA/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/PE。
对比例2
具体膜结构为：PA/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP。
对比例1-2的生产工艺步骤与实施例1相同，表层和中间两层的PA均采用PA6。
实施例9
性能检测对比：
对实施例1-8和对比例1-2薄膜的低温热封性和收缩率进行对比。
实施例1-5和对比例1-2低温热封性数据(取热封温度点值90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃)见下表1，实施例1-8和对比例1-2的90℃收缩率％见下表2：
表1
Figure BDA0001438781550000071
表2
90℃收缩率％ 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
MD 36.75 37.50 41.00 44.13 45.38 30.65 31.50
TD 36.65 37.50 37.88 42.75 43.88 30.55 30.85
表2(续)
90℃收缩率％ 实施例6 实施例7 实施例8
MD 45.4 45.8 46.45
TD 44.12 44.57 45.53
(1)通过对比例1和2可以看到，热封层单使用POP或mLLDPE，薄膜均不具备低温热封的性能，且热封强度在所需要的温度区间都不高。
(2)通过对比例1和2和实施例1可以看到，在PA层加入共聚PA和无定型PA后，薄膜的热收缩率有了明显的提高。
(3)通过实施例5/6/7/8可以看到，通过增加共聚PA的比例，可以提高薄膜的热收缩率。这主要是由于共聚PA中可取向的无规链段更多。
(4)通过实施例3～4可以看到，通过POP和mLLDPE的辅配，具有很好的协同效应，既降低了起封温度，又提高了热封强度，解决了低起封温度，在同样的温度区间内，热封强度增加更多的问题。
(5)通过实施例1和对比例1对比例2，POP的加入使得薄膜的起封温度降低20-40℃，随着混合POP的量减少mLLDPE增加，低温热封强度有所提升。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种适用于生产线自动快速包装的热收缩膜，其特征在于，所述的热收缩膜由外至内依次包括表层PA层、结构层PE层、阻隔层PA/EVOH/PA，包括EVOH阻隔中间层和两侧的阻隔层保护层PA层、热封层POP+mLLDPE；所述的表层、结构层、阻隔层和热封层之间分别通过粘接树脂Tie连接；具体膜结构为：PA/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP+mLLDPE；表层和中间两层的PA均采用PA6、共聚PA和无定型PA共混而成，PA层的树脂中共聚PA的质量百分比为10%，热封层POP的含量为50%-70%，薄膜总厚度为75um；PE为密度≤0.91g/cm3的PE；所述的POP是乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜，其特征在于，所述的热封层和阻隔层之间还设有次内层，所述的次内层为选自PE层、EVA层、POP层中的一种或两种的共混层，所述的次内层与阻隔层之间通过粘接树脂连接。
3.一种如权利要求1或2任一所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将原料置于挤出机中共挤制得膜管，对膜管冷却处理；
S2：加热冷却后的膜管至预热温度，对膜管进行拉伸，然后利用压缩空气进行二次吹胀；
S3：将二次吹胀所得薄膜牵引至定型机构，再次加热至定型温度对薄膜定型处理，得多层共挤收缩膜成品。
4.根据权利要求3所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜的生产工艺，其特征在于，S2中预热温度为30～80℃；二次吹胀的吹胀比为1.5～4，牵引比为2.5～3.0。
5.根据权利要求3所述的适用于生产线自动快速包装的热收缩膜的生产工艺，其特征在于，S3中定型温度为30～70℃。
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