CN108162534B - 一种三层共挤吹塑聚丙烯薄膜及其制备方法与应用 - Google Patents
一种三层共挤吹塑聚丙烯薄膜及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种三层共挤吹塑聚丙烯薄膜及其制备方法与应用,该聚丙烯薄膜是由包括形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料三层共挤吹塑成型而得,所述中层物料是由包括均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯及聚苯乙烯共混形成的。本发明聚丙烯薄膜为三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜,其具有易撕性好、耐高温灭菌性优良、焊接性能好等优点,满足医药包装和食品包装领域对材料的性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种三层共挤吹塑及其制备方法与应用,特别涉及一种无缺口易撕型三层共挤吹塑聚丙薄膜及其制备方法与应用。
背景技术
医用高温蒸煮消毒包装、食品蒸煮包装等在医院以及人们的日常生活中应用十分广泛,医生或者病人在使用医疗用品或者人们在食用食品的过程中,良好的耐高温灭菌性、焊接性和易撕性即保证了产品的安全又方便了人们的使用。
目前以PE薄膜为主的多层包装材料在市场上应用广泛,尽管其具有无色、无味、无毒,具有优良的耐低温性能和化学稳定性,并且薄膜的制备简单等优点,但其在耐蒸煮性、焊接性和易撕性都难以满足要求。
CN101376270B公开了一种易撕型聚丙烯包装膜的制造方法,其以符合卫生要求的聚丙烯薄膜为原料,采用单向定向拉伸的方法将薄膜加热到100℃到160℃后进行拉伸,拉伸比1.1至5,得到拉伸后的膜材。由于该方法是采用了现有的膜材进行二次加工,因而加工效率低,且横向强度明显偏低。
CN101175796B公开了一种具有高透光率、易撕裂性和低可萃取物的流延薄膜或吹塑薄膜及其制造方法和应用。该案中,当流延活吹塑该薄膜时,基质中的乙丙橡胶(EPR)颗粒发展为在一个方向上的高取向。由于薄膜只采用了一层结构,因此在改变颗粒取向以及聚丙烯晶型的同时,薄膜的焊接性能受到很大影响,且抗高温灭菌性能下降。
CN103154100A公开了一种用吹塑膜或者流延膜技术由混合PP树脂生产的聚丙烯膜。同样由于薄膜采用了单层结构,使得薄膜可以耐高温的同时,丧失了薄膜的焊接性能,使得薄膜在焊接过程中易产生变形。
综合而言,目前市场上所用薄膜存在易撕性差、不耐高温灭菌性、焊接性温度高等缺点。
发明内容
有鉴于现实需要,本发明的主要目的在于提供一种聚丙烯薄膜,以期能改善现有薄膜的易撕性、耐高温灭菌性及焊接性中的一个或多个,使其能够满足医药包装及食品包装领域的需求。
本发明的的另一目的在于提供一种所需聚丙烯薄膜的制备方法,以能获得该聚丙烯薄膜。
本发明的另一目的在于提供所述聚丙烯薄膜的应用。
本发明另一目的在于提供一种医药包装袋,其是由所述的聚丙烯薄膜制成,以期在医药包装领域有效应用该聚丙烯薄膜。
本发明的再一目的在于提供一种食品包装袋,其是由所述聚丙烯薄膜制成,以期在食品包装领域有效应用该聚丙烯薄膜。
为实现上述目的,一方面,本发明提供一种三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其是由包括形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料三层共挤吹塑成型而得,所述中层物料是由包括均聚聚丙烯(PPH)、无规共聚聚丙烯(PPR)及聚苯乙烯共混形成的;且以该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为70wt.%~90wt.%,该无规共聚聚丙烯的质量分数为10wt.%~30wt.%;该聚苯乙烯的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.5wt.%~5wt.%。
优选地,所述聚苯乙烯的熔点为80℃~100℃,在温度为240℃,压力为5Kg的条件下,熔融指数3~20g/10min。
在一些实施方式中,优选地,该中层物料中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
在一些实施方式中,优选地,该中层物料中的无规共聚聚丙烯的熔点为130℃~145℃。
本发明聚丙烯薄膜为无缺口易撕型聚丙烯薄膜,即不需要设置缺口就能将所述聚丙烯薄膜撕开,现有技术常用材料在没有缺口的情况下由于韧性好,很难撕开。本发明主要是由于中层物料中聚苯乙烯对聚丙烯的改性,使得材料本身的韧性发生改变而导致的。创造性地,本发明中层物料以PPH和PPR聚丙烯为基体,并在其中添加特定重量的聚苯乙烯,这不仅大大提高了薄膜的易撕性,而且保证了材料的可吹塑性,不但制备了易撕性薄膜,而且解决了现有材料吹塑成型难的难题。在本发明实施例中,获得的厚度为90μm~100μm的聚丙烯薄膜通过GB/T 16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为不大于5N/mm;而在中层物料中不加入聚苯乙烯获得的聚丙烯薄膜的相对抗撕裂性大于20N/mm。
在一些实施方式中,优选地,所述外层物料是由包括均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯及α-成核剂共混而成,且以该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为60wt.%~90wt.%,该无规共聚聚丙烯的质量分数为10wt.%~40wt.%;该α-成核剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的0.05wt.%~0.5wt.%。采用这些外层材料不但为薄膜提供了耐高温灭菌性,而且为薄膜提供了良好的印刷性。
在一些实施方式中,优选地,该外层中的α-成核剂包括苯甲酸钠、2,2’-亚甲基二(4,6-二叔丁基-苯基)-磷酸钠、1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇、苯二甲酸和聚乙烯基环己烷中的一种或多种。
在一些实施方式中,优选地,该外层物料中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
在一些实施方式中,优选地,该外层物料中的无规共聚聚丙烯的熔点为130℃~145℃。
在一些实施方式中,所述内层物料是由包括均聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯、α-成核剂及爽滑开口剂共混而成,且以该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为30wt.%~60wt.%,该三元共聚聚丙烯的质量分数为40wt.%~70wt.%;该α-成核剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.01wt.%~0.3wt.%;该爽滑开口剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.5wt.%~5wt.%。采用这些内层材料为薄膜提供了良好的焊接性,使得其在加工制袋过程中设备适应性良好。
在一些实施方式中,优选地,该内层中的α-成核剂包括苯甲酸钠、2,2’-亚甲基二(4,6-二叔丁基-苯基)-磷酸钠、1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇、苯二甲酸和聚乙烯基环己烷中的一种或多种。
在一些实施方式中,优选地,该内层中的爽滑开口剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、二氧化硅、十八烷基芥酸酰胺和PMMA微珠中的一种或多种。
在一些实施方式中,优选地,该内层中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
在一些实施方式中,优选地,该内层中的三元共聚聚丙烯的熔点为110℃~125℃。
本发明优选提供的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其是由包括形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料三层共挤吹塑成型而得;
所述外层物料是由包括均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯及α-成核剂共混而成,且以该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为60wt.%~90wt.%,该无规共聚聚丙烯的质量分数为10wt.%~40wt.%;该α-成核剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯总重量的0.05wt.%~0.5wt.%;
所述中层物料是由包括均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯及聚苯乙烯共混形成的;且以该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为70wt.%~90wt.%,该无规共聚聚丙烯的质量分数为10wt.%~30wt.%;该聚苯乙烯的质量分数为该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯总重量的0.5wt.%~5wt.%;
所述内层物料是由包括均聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯、α-成核剂及爽滑开口剂共混而成,且以该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为30wt.%~60wt.%,该三元共聚聚丙烯的质量分数为40wt.%~70wt.%;该α-成核剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.01wt.%~0.3wt.%;该爽滑开口剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.5wt.%~5wt.%。
在本发明优选提供的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜中,为了改善了纯PP材料或其他以PP为基体的改性材料韧性好,不易撕的特点,采用多种聚丙烯与特定比例的聚苯乙烯组合共混,三层物料相互结合,共同作用,不仅保证了材料良好的吹塑性,而且提供了易撕性好,同时,三层结构中外层与中层为薄膜提供了耐高温灭菌性优良,内层则为薄膜提供了焊接性能好,且薄膜拉伸性能优良、微生物限度合格,能够有效满足医药包装及食品包装领域的需求。其中,易撕性好主要体现在测得的相对抗撕裂性(MD)为不大于5N/mm;耐高温灭菌优良主要体现在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连;焊接性能好主要体现在热合温度不高于150℃,且热合强度为不小于25N/15mm;拉伸性能优良主要体现在拉伸强度不小于40MPa,拉伸断裂伸长率不小于100%;微生物限度合格主要体现在微生物限度值低于100CFU/100cm2。
在一些实施方式中,该三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的总厚度为10μm~200μm,优选80μm~150μm。
在一些实施方式中,优选地,以所述三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的总厚度为100%计,所述外层、中层与内层的厚度比为10%~20%:60%~80%:10%~20%。
另一方面,本发明提供所述三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的制备方法,其包括如下步骤:
(1)备齐所述外层物料、中层物料及内层物料;
(2)将步骤(1)所述的外层物料、中层物料及内层物料放入三层共挤吹塑机进行三层共挤吹塑;随后使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述三层共挤吹塑聚丙烯薄膜。之后可折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。
在本发明的一些实施方式中,在三层共挤过程时,用空气垂直于侧面进料模具方向向下吹出从口模熔融挤出的物料,且熔融挤出的温度为160℃~240℃,优选190℃~210℃;吹膜温度为170℃~230℃,优选180℃~220℃。
另一方面,本发明提供所述的聚丙烯薄膜作为医药包装材料、食品包装材料或纸塑复合材料中的应用。
另一方面,本发明提供一种医药包装袋,其是由所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜制成。该医药包装袋可以本发明的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜为原料采用常规的方法制备得到。
另一方面,本发明提供一种食品包装袋,其是由所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜制成。该食品包装袋可以本发明的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜为原料采用常规的方法制备得到。
综上可知,本发明提供了一种三层共挤吹塑聚丙烯薄膜及其制备方法与应用,该聚丙烯薄膜为三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜,其具有易撕性好、耐高温灭菌性优良、焊接性能好等优点,满足医药包装和食品包装领域对材料的性能要求。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现结合具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明,应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中,各原始试剂材料均可商购获得,未注明具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件,或按照仪器制造商所建议的条件。
实施例1
本实施例提供一种共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;无规共聚聚丙烯:40wt.%。成核剂为2,2’-亚甲基二(4,6-二叔丁基-苯基)-磷酸钠,其为该层聚丙烯基体总重量的0.2wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:90wt.%;无规共聚聚丙烯:10wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的1wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:50wt.%;三元共聚聚丙烯:50wt.%。成核剂为2,2’-亚甲基二(4,6-二叔丁基-苯基)-磷酸钠,其为该层聚丙烯基体的0.01wt.%。爽滑开口剂为PMMA微珠(粒径30μm),其为该层聚丙烯基体的2wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为95℃,其在温度为240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为8g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:190℃,吹膜温度为200℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:40rpm/min、80rpm/min、40rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:10%、80%、10%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为2.8N/mm。
具有热合温度140℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为26N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,拉伸强度为49MPa,测得断裂伸长率为180%。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为15CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
实施例2
本实施例提供一种共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;无规共聚聚丙烯:40wt.%;成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.15wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:90wt.%;无规共聚聚丙烯:10wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的1.5wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:50wt.%;三元共聚聚丙烯:50wt.%;成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.01wt.%;爽滑开口剂为二氧化硅,其为该层聚丙烯基体总重量的1.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为90℃,其在温度为240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为10g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:195℃,吹膜温度为205℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:43rpm/min、72rpm/min、45rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:13%、70%、17%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为2.5N/mm。
具有热合温度145℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为23N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为180%,拉伸强度为47MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为15CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
吹塑成的薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层所占的比例为:13%、70%、17%。
对比例1
本对比例提供一种共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;无规共聚聚丙烯:40wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.15wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:90wt.%;无规共聚聚丙烯:10wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:50wt.%;三元共聚聚丙烯:50wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.01wt.%。爽滑开口剂为二氧化硅,其为该层聚丙烯基体总重量的1.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:195℃,吹膜温度为205℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:43rpm/min、72rpm/min、45rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层所占的比例为:13%、70%、17%。
采用如下方法测试本对比例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为23N/mm。
具有热合温度145℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为30N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为480%,拉伸强度为49MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为15CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
但撕裂性较差,几乎无法进行无缺口撕裂。
对比例2
本对比例提供一种共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;无规共聚聚丙烯:40wt.%;成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.15wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:80wt.%;无规共聚聚丙烯:20wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的10wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体总重量为100%计,均聚聚丙烯:50wt.%;三元共聚聚丙烯:50wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.01wt.%。爽滑开口剂为二氧化硅,其为该层聚丙烯基体总重量的1.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;其在温度为240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为10g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:195℃,吹膜温度为205℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:43rpm/min、72rpm/min、45rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型;然而薄膜在吹膜过程中薄膜无法持续吹出,无法形成成型的产品,且薄膜厚度不均匀。这是由于聚苯乙烯含量较高物料无法满足吹膜性能导致的最终无法得到成品薄膜,无法进行制袋使用。
实施例3
本实施例提供一种三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,该方法包括:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:70wt.%;无规共聚聚丙烯:30wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体的总重量的0.2wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:90wt.%;无规共聚聚丙烯:10wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体的总重量的2.5wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:55wt.%;三元共聚聚丙烯:45wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.03wt.%。爽滑开口剂为二氧化硅,其为该层聚丙烯基体总重量的1.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为90℃,其在240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为10g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:195℃,吹膜温度为205℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:47rpm/min、70rpm/min、45rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:18%、65%、17%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为1.9N/mm。
具有热合温度142℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为26N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为160%,拉伸强度为44MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为14CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
实施例4
本实施例提供一种三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,该方法包括:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:80wt.%;无规共聚聚丙烯:20wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.2wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:80wt.%;无规共聚聚丙烯:20wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的2wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:30wt.%;三元共聚聚丙烯:70wt.%。成核剂为1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇,其为该层聚丙烯基体总重量的0.08wt.%。爽滑开口剂为油酸酰胺,其为该层聚丙烯总重量的2wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为100℃,其在240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为4.6g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:200℃,吹膜温度为205℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:45rpm/min、72rpm/min、45rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:15%、70%、15%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为4.1N/mm。
具有热合温度146℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为30N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为112%,拉伸强度为49MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为13CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
实施例5
本实施例提供一种三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,该方法包括:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:90wt.%;无规共聚聚丙烯:10wt.%。爽滑开口剂为苯甲酸钠,其为该层聚丙烯基体总重量的0.1wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:70wt.%;无规共聚聚丙烯:30wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的4wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;三元共聚聚丙烯:40wt.%。成核剂为苯甲酸钠,其为该层聚丙烯基体总重量的0.1wt.%。爽滑开口剂为十八烷基芥酸酰胺,其为该层聚丙烯基体总重量的0.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为100℃,其在240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为4.6g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:200℃,吹膜温度为210℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:42rpm/min、75rpm/min、43rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:12%、75%、13%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为3.6N/mm。
具有热合温度141℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为29N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为153%,拉伸强度为43MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为15CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
实施例6
本实施例提供一种三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,该方法包括:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:85wt.%;无规共聚聚丙烯:15wt.%。成核剂为苯甲酸钠,其为该层聚丙烯基体总重量的0.2wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:70wt.%;无规共聚聚丙烯:30wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的5wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;三元共聚聚丙烯:40wt.%。成核剂为苯甲酸钠,其为该层聚丙烯基体总重量的0.3wt.%。爽滑开口剂为十八烷基芥酸酰胺,其为该层聚丙烯基体总重量的0.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为100℃,其在240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为10g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:190℃,吹膜温度为195℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:45pm/min、72rpm/min、45rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:15%、70%、15%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为1.2N/mm。
具有热合温度143℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为25N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为109%,拉伸强度为41MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为15CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
实施例7
本实施例提供一种三层共挤吹塑成型的无缺口易撕型聚丙烯薄膜及其制备方法,该方法包括:
分别将形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料按照配方将所用的聚丙烯及添加剂进行物理共混,其中:
外层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:80wt.%;无规共聚聚丙烯:20wt.%。成核剂为苯二甲酸,其为该层聚丙烯基体总重量的0.3wt.%。
中层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:70wt.%;无规共聚聚丙烯:30wt.%。聚苯乙烯为该层聚丙烯基体总重量的4wt.%。
内层物料配方为:以该层聚丙烯基体的总重量为100%计,均聚聚丙烯:60wt.%;三元共聚聚丙烯:40wt.%。成核剂为苯甲酸钠,其为该层聚丙烯基体总重量的0.2wt.%。爽滑开口剂为PMMA微珠(粒径30μm),其为该层聚丙烯基体总重量的0.5wt.%。
在上述外层物料、中层物料及内层物料中,所述均聚聚丙烯的熔点为160℃;所述无规共聚聚丙烯的熔点为140℃;所述三元共聚聚丙烯的熔点为120℃;所述聚苯乙烯的熔点为100℃,其在240℃,压力为5Kg条件下的熔融指数为15g/min。
将共混后的料在三层共挤吹塑机上进行挤出吹塑,挤出温度为:190℃,吹膜温度为200℃,外中内三个挤出机的挤出速度分别为:40rpm/min、80rpm/min、40rpm/min。使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述聚丙烯薄膜;然后折叠并通过转向辊将得到的聚丙烯薄膜引导到卷绕器上。吹塑成型的聚丙烯薄膜最终厚度为100μm,其中外中内三层厚度所占的比例为:10%、80%、10%。
采用如下方法测试本实施例得到的聚丙烯薄膜:
按照标准GB/T16578.2-2009(埃莱门多夫法)测定的相对抗撕裂性(MD)为1.6N/mm。
具有热合温度137℃,按照YBB00122003-2015进行热合强度的测试,热合强度为27N/15mm。
按照GB/T13022-1991标准进行拉伸性能测试,测得断裂伸长率为123%,拉伸强度为42.5MPa。
根据2015版药典微生物限度检查法,检测薄膜微生物限度值为15CFU/100cm2。
薄膜在制袋机上经过剪切后,袋口依然展开,袋子内壁光滑,手摸无涩感,在装袋过程中,可轻易将包装物装进袋内,使用本实施例所得膜制成的袋子使用性好。并在121℃高压水浴中进行灭菌30min后,内壁无粘连。
最后说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点,而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,均应涵盖在本发明的保护范围当中。
Claims (23)
1.一种三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其是由包括形成外层的外层物料、形成中层的中层物料及形成内层的内层物料三层共挤吹塑成型而得,所述中层物料是由均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯及聚苯乙烯共混形成的;且以该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为70wt.%~90wt.%,该无规共聚聚丙烯的质量分数为10wt.%~30wt.%;该聚苯乙烯的质量分数为该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯总重量的0.5wt.%~5wt.%;
所述外层物料是由均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯及α-成核剂共混而成,且以该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为60wt.%~90wt.%,该无规共聚聚丙烯的质量分数为10wt.%~40wt.%;该α-成核剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯总重量的0.05wt.%~0.5wt.%;
所述内层物料是由均聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯、α-成核剂及爽滑开口剂共混而成,且以该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯的总重量为100%计,该均聚聚丙烯的质量分数为30wt.%~60wt.%,该三元共聚聚丙烯的质量分数为40wt.%~70wt.%;该α-成核剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.01wt.%~0.3wt.%,该爽滑开口剂的质量分数为该层中均聚聚丙烯和三元共聚聚丙烯总重量的0.5wt.%~5wt.%。
2.根据权利要求1所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述聚苯乙烯的熔点为80℃~100℃,在温度为240℃,压力为5Kg条件下,熔融指数3~20g/10min。
3.根据权利要求2所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述中层物料中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
4.根据权利要求3所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述中层物料中的无规共聚聚丙烯的熔点为130℃~145℃。
5.根据权利要求1所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述外层中的α-成核剂包括苯甲酸钠、2,2’-亚甲基二(4,6-二叔丁基-苯基)-磷酸钠、1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇、苯二甲酸和聚乙烯基环己烷中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述外层物料中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
7.根据权利要求6所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述外层物料中的无规共聚聚丙烯的熔点为130℃~145℃。
8.根据权利要求1所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述内层中的α-成核剂包括苯甲酸钠、2,2’-亚甲基二(4,6-二叔丁基-苯基)-磷酸钠、1,3:2,4-二(3,4-二甲基-苯亚甲基)-山梨糖醇、苯二甲酸和聚乙烯基环己烷中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述内层中的爽滑开口剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、二氧化硅和PMMA微珠中的一种或多种。
10.根据权利要求8或9所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述内层中的爽滑开口剂包括十八烷基芥酸酰胺。
11.根据权利要求9所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述内层中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
12.根据权利要求10所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述内层中的均聚聚丙烯的熔点为150℃~165℃。
13.根据权利要求11或12所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,所述内层中的三元共聚聚丙烯的熔点为110℃~125℃。
14.根据权利要求1所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的总厚度为10μm~200μm。
15.根据权利要求14所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的总厚度为80μm~150μm。
16.根据权利要求1或14所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜,其中,以该三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的总厚度为100%计,所述外层、中层与内层的厚度比为10%~20%:60%~80%:10%~20%。
17.权利要求1~16中任一项所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的制备方法,其包括如下步骤:
(1)备齐所述外层物料、中层物料及内层物料;
(2)将步骤(1)所述的外层物料、中层物料及内层物料放入三层共挤吹塑机进行三层共挤吹塑;随后使用水接触冷却环将物料冷却定型得所述三层共挤吹塑聚丙烯薄膜。
18.根据权利要求17所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的制备方法,其中,在三层共挤过程中,用空气垂直于侧面进料模具方向向下吹出从口模熔融挤出的物料,且熔融挤出的温度为160℃~240℃;吹膜温度为170℃~230℃。
19.根据权利要求18所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的制备方法,其中,熔融挤出的温度为190℃~210℃。
20.根据权利要求18所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜的制备方法,其中,吹膜温度为180℃~220℃。
21.权利要求1~16中任一项所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜作为医药包装材料、食品包装材料或纸塑复合材料中的应用。
22.一种医药包装袋,其是由权利要求1~16中任一项所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜制成。
23.一种食品包装袋,其是由权利要求1~16中任一项所述的三层共挤吹塑聚丙烯薄膜制成。
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