CN107813580A - 一种耐低温冷冻多层共挤流延膜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐低温冷冻多层共挤流延膜，所述的多层共挤流延膜共十一层结构，从上到下依次为第一PA层、第二PE粘合剂层、第三PE层、第四PE粘合剂层、第五PA层、第六PA层、第七PA层、第八PE粘合剂层、第九PE层、第十PE层、第十一PE热封层；所形成具有不同结构、层次分明、具有阻隔功能和热封功能的新型适合低温冷冻产品的包装材料。减少了多次复合的加工工序，避免了因复合而引起的资源浪费等问题。不仅简化了生产工艺，提高了生产效率，同时具有一定的阻隔功能、高透明性、抗穿刺性能和耐低温性能。

Description

一种耐低温冷冻多层共挤流延膜及其生产方法
技术领域
本发明属于食品包装技术领域，具体涉及一种耐低温冷冻多层共挤流延膜及其生产方法。
背景技术
在塑料软包装材料中，食品包装是其最大的应用市场，随着消费水平的提高，对食品包装的要求也越来越严格，这促进了高阻隔多功能性包装薄膜材料的发展。耐低温冷冻多层共挤流延膜市场应用广泛，适合应用于粮食、坚果、水产品等的产品包装。完全可以替代传统复合结构的包装材料，生产工艺简单，一次共挤流延成型。传统复合结构的包装膜，需采用特殊材料(PA)经过挤出后双向拉伸，然后经过下一道工序，用胶黏剂复合挤出流延CPP膜形成热封层，生产工艺复杂，生产效率低，而且浪费材料，不环保。
专利申请号为2013104492547，一种低温冷冻多层共挤膜及其制备方法，是采用下吹水冷方式制备而成的PVC膜，其实施例1～6制得的耐低温环保PVC材料，其中PVC膜主要成分为聚氯乙烯，对于现今食品安全和环保，已不适合使用，更不适合作为食品包装。
发明内容
为了克服背景技术所述的不足,本发明提供一种耐低温冷冻多层共挤流延膜及其生产方法，形成具有不同结构、层次分明、具有阻隔功能和热封功能的新型适合低温冷冻产品的包装材料。减少了多次复合的加工工序，避免了因复合而引起的资源浪费等问题。不仅简化了生产工艺，提高了生产效率，同时具有一定的阻隔功能、高透明性、抗穿刺性能和耐低温性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种耐低温冷冻多层共挤流延膜，所述的多层共挤流延膜共十一层结构，从上到下依次为第一PA层、第二PE粘合剂层、第三PE层、第四PE粘合剂层、第五PA层、第六PA层、第七PA层、第八PE粘合剂层、第九PE层、第十PE层、第十一PE热封层。
所述的第一PA层厚度为10-20μm、第二PE粘合剂层厚度为5-12μm、第三PE层厚度为8-30μm、第四PE粘合剂层厚度为5-11μm、第五PA层厚度为5-11μm、第六PA层厚度为5-11μm、第七PA层厚度为5-11μm、第八PE粘合剂层厚度为5-11μm、第九PE层厚度为12-21μm、第十PE层厚度为12-21μm、第十一PE热封层厚度为8-20μm。
优选的，所述的第一PA层采用均聚和共聚尼龙共混，相对粘度为3.2，密度为1.13g/cm3；
优选的，所述的第三PE层采用：熔融指数为4，密度为0.924 g/cm3的LDPE；熔融指数为3.5，密度0.915 g/cm3的LLDPE；熔融指数为3.8，密度为0.903 g/cm3的LLDPE；按照质量比为4:3:3的比例共混。
优选的，所述第五PA层、第六PA层、第七PA层均采用均聚和共聚尼龙共混得到，相对粘度为3.2，密度为1.13 g/cm3。
优选的，所述第九PE层、第十PE层均采用：熔融指数为4，密度为0.924 g/cm3的LDPE；熔融指数为3.5，密度为0.915 g/cm3的LLDPE；按照质量比为1：2的比例共混。
优选的，所述第十一PE热封层采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3LDPE；熔融指数为3.5，密度为0.915 g/cm3的MDPE；熔融指数为3.5，密度为0.903 g/cm3的MDPE；熔融指数为7.5，密度为0.902g/cm3的弹性体材料；按照质量比为2：4：2：1的比例共混。
一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，所述的生产方法包括以下步骤：
(1)原料的准备与称量：根据多层共挤流延膜十一层结构的组分准备原料颗粒，通过吸料器和称重器将原料颗粒分别送入对应的加料斗；
(2)挤出机剪切加热：十一个挤出机分别对其加料斗内的原料颗粒进行剪切加热，得到熔融状态下的原料，并通过接口输送至模头；
(3)模头挤出吹胀：在圆形模头的挤出口将十一层熔融原料挤出融合，并有吹膜机吹胀装置对薄膜进行吹胀得到膜泡；
(4)风环冷却：风环上设置有加热点，膜泡在牵引作用下向上运行，由风环鼓风对膜泡进行冷却，根据厚度测量系统将膜泡一周的厚度数据传输给控制系统控制加热点的温度，以调整膜泡的薄厚偏差；风环从膜泡的周围外侧向膜泡吹风冷却，并且膜泡内侧的鼓风能够使膜泡保持膨胀状态，便于进行冷却、厚度调整等操作；
(5)定径笼：通过对定径笼的高度、直径的调整稳定膜泡的大小，以控制膜泡的宽度；
(6)牵引：膜泡经过人字板逐渐被压扁，在牵引处设置有一根带有驱动的牵引铁棍和一根牵引压胶辊，膜泡通过牵引被提升；
(7)纠偏：经过横向纠偏系统控制膜泡在牵引铁棍和牵引压胶辊中间位置，便于收卷端面整齐；
(8)剖切分片：由切刀分切机构将膜泡分切为两片的多层共挤包装袋膜；
(9)收卷：由A、B两个收卷轴分别收卷，得到多层共挤包装袋膜，每卷米数控制在3500米。
优选的，步骤(2)中的十一个挤出机分别加工多层共挤流延膜的第一至第十一层的原料颗粒，每个挤出机的温度分别是：第一挤出机：245-255℃；第二挤出机：220-225℃；第三挤出机：225-230℃；第四挤出机：220-225℃；第五挤出机：245-255℃；第六挤出机：245-255℃；第七挤出机：245-255℃；第八挤出机：220-225℃；第九挤出机：225-230℃；第十挤出机：225-230℃；第十一挤出机：225-230℃。
优选的，步骤(4)中，风环的加热点共设置有48个，加热点均匀的分布在风环内侧面。
本发明的优点是：耐低温冷冻多层共挤流延膜的市场应用广泛，适合应用于粮食、肉食、坚果、水产品等的产品包装。完全不同于其他同类冷冻产品的包装材料。采用共挤技术，使不同材料在挤出机中塑化后熔融状态下通过流延机梯形模头共同挤出，形成具有不同结构、层次分明、具有阻隔功能和热封功能的新型适合低温冷冻产品的包装材料。不仅简化了生产工艺，提高了生产效率，同时具有一定的阻隔功能、高透明性、抗穿刺性能和耐低温性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明所用挤出机的结构示意图；
图3为本发明所用的吹胀装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明：
实施例1
(1)原料的准备与称量：根据多层共挤包装袋膜十一层结构的组分准备原料颗粒，通过吸料器和称重器将原料颗粒分别送入对应的加料斗10；
(2)挤出机11剪切加热：十一个挤出机11分别对其加料斗10内的原料颗粒进行剪切加热，得到熔融状态下的原料，并通过接口输送至模头13；
(3)模头13挤出吹胀：在圆形模头13的挤出口将十一层熔融原料挤出融合，并有吹膜机吹胀装置对薄膜进行吹胀得到膜泡14；
(4)风环15冷却：风环15上设置有48个加热点16，膜泡14在牵引作用下向上运行，由风环15鼓风对膜泡14进行冷却，根据厚度测量系统将膜泡14一周的厚度数据传输给控制系统控制加热点16的温度，以调整膜泡14的薄厚偏差；
(5)定径笼17：通过对定径笼17的高度、直径的调整稳定膜泡的大小，以控制膜泡14的宽度；
(6)牵引：膜泡14经过人字板18逐渐被压扁，在牵引处设置有一根带有驱动的牵引铁棍19和一根牵引压胶辊20，膜泡14通过牵引被提升；
(7)纠偏：经过横向纠偏系统控制膜泡14在牵引铁棍19和牵引压胶辊20中间位置，便于收卷端面整齐；
(8)剖切分片：由切刀分切机构将膜泡14分切为两片的多层共挤包装袋膜；
(9)收卷：由A、B两个收卷轴分别收卷，得到多层共挤包装袋膜。
步骤(2)中的十一个挤出机分别加工多层共挤流延膜的第一至第十一层的原料颗粒，每个挤出机的温度分别是：第一挤出机：245-255℃；第二挤出机：220-225℃；第三挤出机：225-230℃；第四挤出机：220-225℃；第五挤出机：245-255℃；第六挤出机：245-255℃；第七挤出机：245-255℃；第八挤出机：220-225℃；第九挤出机：225-230℃；第十挤出机：225-230℃；第十一挤出机：225-230℃。
步骤(5)中的加热膨胀螺栓设置有118个。
上述各个挤出机11的温度能够根据实际情况具体调整，能够确保对原料熔融处理的最佳效果，并且保证模头挤出时各个原料的最佳温度，确保各层能够进行有效的粘合，保证多层共挤密封条层次结构分明，同时分批多次加热也能减小能源的损耗，达到节能环保的目的。
本实施例中的膜泡14厚度检测、加热点16加热、剖切分片和收卷的操作，均为现有的成熟技术，本领域的普通技术人员即可实现上述操作并达到预期效果，在此不作叙述。
实施例2
采用实施例1制备得到的一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，所述的多层共挤流延膜共十一层结构，从上到下依次为第一PA层21、第二PE粘合剂层22、第三PE层23、第四PE粘合剂层24、第五PA层25、第六PA层26、第七PA层27、第八PE粘合剂层28、第九PE层29、第十PE层30、第十一PE热封层31。
所述的第一PA层厚度21为17μm、第二PE粘合剂22层厚度为8μm、第三PE层23厚度为20μm、第四PE粘合剂层24厚度为8μm、第五PA层25厚度为5μm、第六PA层26厚度为5μm、第七PA层27厚度为5μm、第八PE粘合剂层28厚度为8μm、第九PE层29厚度为13μm、第十PE层30厚度为13μm、第十一PE热封层31厚度为18μm。
所述的第一PA层21采用均聚和共聚尼龙共混，相对粘度为3.2，密度为1.13g/cm3。
所述的第三PE层23采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3的LDPE；熔融指数为3.5，密度0.915g/cm3的LLDPE；熔融指数为3.8，密度为0.903g/cm3的LLDPE；按照质量比为4:3:3的比例共混。
所述第五PA层25、第六PA层26、第七PA层27均采用均聚和共聚尼龙共混得到，相对粘度为3.2，密度为1.13g/cm3。
所述第九PE层29、第十PE层30均采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3的LDPE；熔融指数为3.5，密度为0.915g/cm3的LLDPE；按照质量比为1：2的比例共混。
所述第十一PE热封层31采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3LDPE；熔融指数为3.5，密度为0.915g/cm3的MDPE；熔融指数为3.5，密度为0.903g/cm3的MDPE；熔融指数为7.5，密度为0.902g/cm3的弹性体材料；按照质量比为2：4：2：1的比例共混。
实施例3
采用实施例1制备得到的一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，所述的多层共挤流延膜共十一层结构，第一PA层厚度21为10μm、第二PE粘合剂22层厚度为5μm、第三PE层23厚度为8μm、第四PE粘合剂层24厚度为5μm、第五PA层25厚度为5μm、第六PA层26厚度为5μm、第七PA层27厚度为5μm、第八PE粘合剂层28厚度为5μm、第九PE层29厚度为12μm、第十PE层30厚度为12μm、第十一PE热封层31厚度为8μm。其它部分与实施例2完全一致。
实施例4
采用实施例1制备得到的一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，所述的多层共挤流延膜共十一层结构，第一PA层厚度21为20μm、第二PE粘合剂22层厚度为12μm、第三PE层23厚度为30μm、第四PE粘合剂层24厚度为11μm、第五PA层25厚度为11μm、第六PA层26厚度为11μm、第七PA层27厚度为11μm、第八PE粘合剂层28厚度为11μm、第九PE层29厚度为21μm、第十PE层30厚度为21μm、第十一PE热封层31厚度为20μm。其它部分与实施例2完全一致。
产品性能检测：
将实施例2、3、4所取得的耐低温冷冻多层共挤流延膜进行产品性能检测，检测项目包括：阻隔性能、透明性能、拉伸强度、断裂伸长率、热封强度和耐低温温度。
产品阻隔性检测方法：《GB/T 19789包装材料塑料薄膜合薄片氧气透过性试验库仑计检测法》。
拉伸性能检测的标准为《GB/T104.3》，采用拉伸法和拉伸试验机进行性能检测。
强度检测的标准为《GB/T9639.1》，采用落镖冲击试验机进行性能检测。
按照《中华人民共和国食品安全法》要求对各项指标进行检测。
采用上述方法和标准检测产品的性能，检测结果如下：
1、高阻隔性能：氧气透过量≤100cm3/(m2.24h.0.1Mpa)，水蒸气透过量≤8g/m2*24h；
2、透明性能：透光率≥90％，雾度≤10％；
3、拉伸强度：横纵向拉伸强度≥30MPa；
4、断裂伸长率：≥390％；
5、热封强度：1350℃，15N；
6、耐低温温度：-30℃。
分析整理得到如下结果：
(1)产品热封温度符合标准；
(2)拉伸性能和强度符合相应标准；
(3)阻隔性进行检测符合标准；
(4)各项检测指标符合《中华人民共和国食品安全法》要求。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种耐低温冷冻多层共挤流延膜，其特征在于，所述的多层共挤流延膜共十一层结构，从上到下依次为第一PA层、第二PE粘合剂层、第三PE层、第四PE粘合剂层、第五PA层、第六PA层、第七PA层、第八PE粘合剂层、第九PE层、第十PE层、第十一PE热封层；
所述的第一PA层厚度为10-20μm、第二PE粘合剂层厚度为5-12μm、第三PE层厚度为8-30μm、第四PE粘合剂层厚度为5-11μm、第五PA层厚度为5-11μm、第六PA层厚度为5-11μm、第七PA层厚度为5-11μm、第八PE粘合剂层厚度为5-11μm、第九PE层厚度为12-21μm、第十PE层厚度为12-21μm、第十一PE热封层厚度为8-20μm。
2.如权利要求1所述的一种耐低温冷冻多层共挤流延膜，其特征在于，
所述的第一PA层采用均聚和共聚尼龙共混，相对粘度为3.2，密度为1.13g/cm3；
所述的第三PE层采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3的LDPE；熔融指数为3.5，密度0.915g/cm3的LLDPE；熔融指数为3.8，密度为0.903g/cm3的LLDPE；按照质量比为4:3:3的比例共混；
所述第五PA层、第六PA层、第七PA层均采用均聚和共聚尼龙共混得到，相对粘度为3.2，密度为1.13g/cm3；
所述第九PE层、第十PE层均采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3的LDPE；熔融指数为3.5，密度为0.915g/cm3的LLDPE；按照质量比为1：2的比例共混；
所述第十一PE热封层采用：熔融指数为4，密度为0.924g/cm3LDPE；熔融指数为3.5，密度为0.915g/cm3的MDPE；熔融指数为3.5，密度为0.903g/cm3的MDPE；熔融指数为7.5，密度为0.902g/cm3的弹性体材料；按照质量比为2：4：2：1的比例共混。
3.一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，其特征在于，所述的生产方法包括以下步骤：
(1)原料的准备与称量：根据多层共挤流延膜十一层结构的组分准备原料颗粒，通过吸料器和称重器将原料颗粒分别送入对应的加料斗；
(2)挤出机剪切加热：十一个挤出机分别对其加料斗内的原料颗粒进行剪切加热，得到熔融状态下的原料，并通过接口输送至模头；
(3)模头挤出吹胀：在圆形模头的挤出口将十一层熔融原料挤出融合，并有吹膜机吹胀装置对薄膜进行吹胀得到膜泡；
(4)风环冷却：风环上设置有加热点，膜泡在牵引作用下向上运行，由风环鼓风对膜泡进行冷却，根据厚度测量系统将膜泡一周的厚度数据传输给控制系统控制加热点的温度，以调整膜泡的薄厚偏差；风环从膜泡的周围外侧向膜泡吹风冷却，并且膜泡内侧的鼓风能够使膜泡保持膨胀状态，便于进行冷却、厚度调整等操作；
(5)定径笼：通过对定径笼的高度、直径的调整稳定膜泡的大小，以控制膜泡的宽度；
(6)牵引：膜泡经过人字板逐渐被压扁，在牵引处设置有一根带有驱动的牵引铁棍和一根牵引压胶辊，膜泡通过牵引被提升；
(7)纠偏：经过横向纠偏系统控制膜泡在牵引铁棍和牵引压胶辊中间位置，便于收卷端面整齐；
(8)剖切分片：由切刀分切机构将膜泡分切为两片的多层共挤包装袋膜；
(9)收卷：由A、B两个收卷轴分别收卷，得到多层共挤包装袋膜，每卷米数控制在3500米。
4.如权利要求3所述的一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，十一个挤出机分别加工多层共挤流延膜的第一至第十一层的原料颗粒，每个挤出机的温度分别是：第一挤出机：245-255℃；第二挤出机：220-225℃；第三挤出机：225-230℃；第四挤出机：220-225℃；第五挤出机：245-255℃；第六挤出机：245-255℃；第七挤出机：245-255℃；第八挤出机：220-225℃；第九挤出机：225-230℃；第十挤出机：225-230℃；第十一挤出机：225-230℃。
5.如权利要求3所述的一种耐低温冷冻多层共挤流延膜的生产方法，其特征在于，步骤(4)中，风环的加热点共设置有48个，加热点均匀的分布在风环内侧面。
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