CN108527898B - 一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺 - Google Patents

一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，多层共挤膜的两表层分别为尼龙表层和热封表层，抗卷曲处理包括水浴、除水冷却、收卷和熟化步骤；水浴温度为45～65℃，膜速度为50～80m/min，膜张力为140～250N；熟化为将经水浴、除水冷却和收卷制得的膜卷常温常压下静置一段时间。本发明多层共挤膜的抗卷曲处理工艺利用了尼龙吸水韧性增加的特点，采用水浴法对具有尼龙表层和热封表层的多层共挤膜进行热处理，多层共挤膜中尼龙层吸水的同时，热量促进共挤膜层间内应力的释放，水浴处理后薄膜平整度提高，韧性等机械强度与水浴处理前无明显变化。

Description

一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺
技术领域
本发明属于共挤膜技术领域，具体涉及一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺。
背景技术
多层共挤出复合膜多采用ABCBA五层对称结构和七层等以PA或EVOH为阻隔层，PE为热封表层。从其功能组合上看，主要有阻隔、热封以及黏结3个功能。通过不同聚合物的组合满足包装物质防氧、防湿的要求，通常由4种聚合物组成，但市场上也已出现了七层、九层、十一层甚至更多层的共挤出复合膜。其中以PA和EVOH类为中间阻隔层的共挤复合膜发展最快，产量最大。
多层共挤膜的制袋过程为：首先将多层共挤膜分切成预定形状，然后热封。由于共挤膜由多种材料复合而成，各层物质性质不同，分切后膜体容易卷曲，必然造成制袋、包装、封口的困难。对于表层为尼龙材质的共挤膜来说，尤其是非对称结构的表层尼龙共挤膜，由于尼龙的吸湿性强，吸湿后薄膜伸长，造成内卷，收卷时容易产生翘边，印刷效果欠佳，印刷后热封边缘平整度差。
现有技术中，针对多层共挤膜的后处理包括水浴和喷雾加湿两种，CN104494269A中公开了上述两种后处理方式，但是其水浴温度为较低，具体为1-40℃，进一步的优选范围为20±5℃。上述方案解决的技术问题是尼龙层吸水低温冷冻后脆性增加，容易造成袋体的漏气破袋，并未提及改善共挤膜的卷曲性能；另外，说明书中提及，过高的水温易使膜材中应力释放，造成膜材变形。虽然吸水后尼龙材质的玻璃化转变温度均呈下降趋势，但是下降幅度的大小主要取决于尼龙材质以及尼龙层的含水量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，处理后的多层共挤膜下线后卷曲。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，多层共挤膜的两表层分别为尼龙表层和热封表层，抗卷曲处理包括水浴、除水冷却、收卷和熟化步骤；水浴温度为45～65℃，膜速度为50～80m/min，膜张力为 140～250N；熟化为将经水浴、除水冷却和收卷制得的膜卷常温常压下静置一段时间。进一步的，多层共挤膜的尼龙表层为尼龙6。
浸泡在水中的薄膜吸水，热量促进共挤膜内应力的释放，使高聚物分子由不平衡构相向平衡构象转变。经水浴处理下线的薄膜平整度高，韧性增加，满足印刷、分切、热封成袋的需要。膜张力过大，则会对薄膜过渡牵伸，导致膜变形；膜张力过小，则无法满足尼龙层吸水体积膨胀牵伸的需要，达不到水浴抗卷曲的效果。
由于水浴过程中爽滑剂会加速释放，若热封层中加入迁移型爽滑剂，由于爽滑剂亲水性较差，不会随水分吹离薄膜表面，而爽滑剂积聚在薄膜表面会影响油墨附着力和热封效果，为了避免上述问题，优选的技术方案为，尼龙表层和热封表层之间包含中间层，中间层的原料中包括迁移型爽滑剂，迁移型爽滑剂在所在膜层原料中的重量百分比为1.5～2%。与热封层中爽滑剂迁移相比，中间层至表层的迁移路径长，迁移较慢，水浴冷却后迁移至薄膜表面的爽滑剂量较少。
水浴处理后的薄膜表面特别是尼龙表层比较爽滑性差，为了保证薄膜在收卷的时候不发生粘连现象，优选的技术方案为，热封表层的原料中包含非迁移爽滑剂，非迁移爽滑剂在热封表层原料中的重量百分比为0.5～1.2%。
优选的技术方案为，水浴时长为10～20s，薄膜厚度为100～300μm。在上述范围中，薄膜厚度越厚，水浴温度一定时，水浴时长偏长；或者水浴时长一定时，水浴温度偏高设置；水浴时长为薄膜宽幅某一直线自进入水浴水体至出水浴水体的时间间隔。
为了进一步优化薄膜内应力的释放效果，优选的技术方案为，水浴槽体的槽底设置有超声波换能器，水预处理时薄膜的尼龙表层朝向槽底，超声水浴处理的超声波频率为11～13kHz。超声波频率过高会影响共挤膜的机械强度。
优选的技术方案为，熟化时长为至少72h。熟化过程中，中间层的迁移爽滑剂迁移至共挤膜表面，保持薄膜的高光性，同时可以避免薄膜因为相互摩擦而刮花。熟化温度升高时，熟化时长可适当缩短。
优选的技术方案为，迁移爽滑剂为油酸酰胺和/或芥酸酰胺，非迁移爽滑剂为有机硅酮爽滑剂。
优选的技术方案为，所述尼龙表层和热封表层之间包含尼龙中间层和/或聚乙烯中间层，多层共挤膜为七层以上的共挤膜。
优选的技术方案为，多层共挤膜为选自PA/TIE/PE/TIE/PA/TIE/PE、PA/TIE/PE/PE/PE/TIE/PA/TIE/PE、PA/TIE/ PE/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE中的一种，其中PA为尼龙层、PE为聚乙烯层、TIE为胶粘层。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明多层共挤膜的抗卷曲处理工艺利用了尼龙吸水韧性增加的特点，采用水浴法对具有尼龙表层和热封表层的多层共挤膜进行热处理，多层共挤膜中尼龙层吸水的同时，热量促进共挤膜层间内应力的释放，水浴处理后薄膜平整度提高，韧性等机械强度与水浴处理前无明显变化。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1-9
实施例1-9采用的薄膜厚度为150μm，薄膜结构为PA/TIE/PE/TIE/PA/TIE/PE七层非对称中阻隔共挤膜，平行试样5份。
实施例1-3
实施例1-3的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺包括水浴、除水冷却、收卷和熟化步骤；熟化为将经水浴、除水冷却和收卷制得的膜卷常温常压下静置3天；表层PE中含有迁移爽滑剂2%。实施例1水浴温度为46±1℃，膜速度为80m/min，水浴时长为10s，膜张力为140N；实施例2水浴温度为64±1℃，膜速度为50m/min，水浴时长为15s，膜张力为250N；实施例3水浴温度为55±1℃，膜速度为65m/min，水浴时长为20s，膜张力为200N。
实施例4-6
实施例4-6基于实施例3，区别在于：
实施例4的中间层PA中含有1.5%的油酸酰胺爽滑剂，热封层中不含有爽滑剂。
实施例5的中间层PE中含有2%的芥酸酰胺爽滑剂，热封层中含有硅酮爽滑剂0.5%。
实施例6中中间层PA和PE中均含有爽滑剂1.5%，热封层中含有硅酮爽滑剂2%。
实施例7-8
实施例7和8与实施例5的区别在于，水浴槽体的槽底设置有超声波换能器，水预处理时薄膜的尼龙表层朝向槽底，超声水浴处理的超声波频率分别为11kHz和13kHz。
实施例9
实施例9基于实施例7，区别在于超声水浴处理的超声波频率分别为20kHz。
对比例1
对比例1为不经后处理的薄膜。
对比例2的水浴温度为20±5，其他工艺参数同实施例1。
试样的卷曲程度检测方法：取边长约100mm的正方形膜块，对角线用刀片划开，测量翻卷高度，取5平行试样的平均值；
试样的内热封强度检测方法：参照QB/T2358中的方法检测底热封强度，取5平行试样的平均值。
实施例1-9及对比例1-2的翻卷高度实测值见下表：
翻卷高度（mm） 底热封强度（N/15mm）
实施例1 1.8 15.21
实施例2 2.1 13.88
实施例3 1.5 19.57
实施例4 1.5 22.35
实施例5 1.6 23.36
实施例6 1.5 24.50
实施例7 0.9 24.97
实施例8 0.9 24.25
实施例9 0.7 23.81
对比例1 4.3 19.84
对比例2 4.1 17.18
膜张力与膜材质和厚度相关，膜张力过大，如实施例2，虽然薄膜卷曲程度得到改善，但会导致膜体的机械强度和热封强度下降。
实施例9中增加超声频率，进一步降低了翻卷高度，内热封强度也无明显影响，但是共挤膜的拉伸强度较实施例7和8呈现降低趋势，具体的，按照GB/T1040.3检测，实施例7拉伸强度纵向和横向分别为33.82 N/15mm、32.9 N/15mm，实施例8拉伸强度纵向和横向分别为33.57 N/15mm、32.8N/15mm，实施例9拉伸强度纵向和横向分别为20.35 N/15mm、22.93N/15mm。
采用PA/TIE/PE/PE/PE/TIE/PA/TIE/PE、PA/TIE/ PE/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE和中阻隔、高阻隔的十一层共挤膜作为后处理试样，其中PA为尼龙层、PE为聚乙烯层、TIE为胶粘层所得试验结果变化趋势与实施例1-9趋于一致。
上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1. 一种多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，多层共挤膜的两表层分别为尼龙表层和热封表层，抗卷曲处理包括水浴、除水冷却、收卷和熟化步骤；水浴温度为45～65℃，膜速度为50～80m/min，膜张力为 140～250N；熟化为将经水浴、除水冷却和收卷制得的膜卷常温常压下静置一段时间；
尼龙表层和热封表层之间包含中间层，中间层的原料中包括迁移型爽滑剂，迁移型爽滑剂在所在膜层原料中的重量百分比为1.5～2%。
2.根据权利要求1所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，热封表层的原料中包含非迁移爽滑剂，非迁移爽滑剂在热封表层原料中的重量百分比为0.5～1.2%。
3.根据权利要求1或2所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，水浴时长为10～20s，薄膜厚度为100～300μm。
4.根据权利要求1所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，水浴槽体的槽底设置有超声波换能器，水预处理时薄膜的尼龙表层朝向槽底，超声水浴处理的超声波频率为11～13kHz。
5.根据权利要求1所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，熟化时长为至少72h。
6.根据权利要求3所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，迁移爽滑剂为油酸酰胺和/或芥酸酰胺，非迁移爽滑剂为有机硅酮爽滑剂。
7.根据权利要求2所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，所述尼龙表层和热封表层之间包含尼龙中间层和/或聚乙烯中间层，多层共挤膜为七层以上的共挤膜。
8.根据权利要求7所述的多层共挤膜的抗卷曲处理工艺，其特征在于，多层共挤膜为选自PA/TIE/PE/TIE/PA/TIE/PE、PA/TIE/PE/PE/PE/TIE/PA/TIE/PE、PA/TIE/ PE/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE中的一种，其中PA为尼龙层、PE为聚乙烯层、TIE为胶粘层。
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