CN109263200A - 一种双向直线易撕聚乙烯膜及其生产工艺 - Google Patents

一种双向直线易撕聚乙烯膜及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双向直线易撕聚乙烯膜及其生产工艺。所述聚乙烯膜通过流延工艺加工获得,所述聚乙烯膜包括热封层、中间层以及电晕层;所述热封层包括重量组分:80‑84%低密度聚乙烯、15‑18%聚丁烯、0.5‑1.0%爽滑剂以及0.5‑1.0%开口母粒;所述中间层包括重量组分:65‑70%低密度聚乙烯、20‑25%高密度聚乙烯、0.1‑0.5%加工助剂以及8‑12%聚丁烯;所述电晕层包括重量组分:99.5‑99.9%低密度聚乙烯以及0.1‑0.5%加工助剂。所述聚乙烯膜雾度低、透光率高、机械性能好、直线易撕性能优异,加工成本低。

Description

一种双向直线易撕聚乙烯膜及其生产工艺
技术领域
本发明属于包装膜材料领域,具体是涉及一种双向直线易撕聚乙烯膜及其生产工艺。
背景技术
随着包装技术的日益提升,人们不再仅仅满足于食品包装简单的保护食品、延长食品保质期等必要功能,而对食品包装实际使用过程中的易用性提出了越来越高的要求。其中,包装的易撕裂性便是人们比较关注的实用性功能之一。现市场上传统直线易撕PE膜多是通过环状烯烃共聚物(COC)改性加工而成,雾度高、透光率低,机械性能较差(包括拉伸强度低、抗冲击力低),且直线易撕性能一般,需同其它改性的PET、铝箔等易撕材质一起复合使用,同时环状烯烃共聚物价格高,致使材料成本高。所以开发一款雾度低、透光率高、机械性能好、直线易撕性能优异,加工成本低的包装膜成为亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种双向直线易撕聚乙烯膜。
为了实现本发明的目的,本发明采用了以下技术方案:
一种双向直线易撕聚乙烯膜,所述聚乙烯膜通过流延工艺加工获得,所述聚乙烯膜包括热封层、中间层以及电晕层;
所述热封层包括重量组分:80-84%低密度聚乙烯、15-18%聚丁烯、0.5-1.0%爽滑剂以及0.5-1.0%开口母粒;
所述中间层包括重量组分:65-70%低密度聚乙烯、20-25%高密度聚乙烯、0.1-0.5%加工助剂以及8-12%聚丁烯;
所述电晕层包括重量组分:99.5-99.9%低密度聚乙烯以及0.1-0.5%加工助剂。
进一步的技术方案:所述热封层厚度11-15μm,中间层厚度23-27μm,电晕层厚度10-14μm。
进一步的技术方案:所述热封层中低密度聚乙烯由重量相等的第一类低密度聚乙烯与第二类低密度聚乙烯共混而成,所述第一类低密度聚乙烯融指3.8-4.2g/min、密度0.92-0.94g/cm3,所述第二类低密度聚乙烯融指1.8-2.2g/min、密度0.91-0.93g/cm3,所述热封层中聚丁烯融指11.8-12.2g/min、密度0.90-0.92g/cm3
所述中间层中低密度聚乙烯融指3.8-4.2g/min、密度0.92-0.94g/cm3,所述中间层中高密度聚乙烯融指7.8-8.2g/min、密度0.95-0.97g/cm3,所述中间层中聚丁烯融指11.8-12.2g/min、密度0.90-0.92g/cm3
所述电晕层中低密度聚乙烯融指3.8-4.2g/min、密度0.92-0.94g/cm3
进一步的技术方案:所述热封层中第一类低密度聚乙烯由中石化生产且牌号为4533H,所述热封层中第二类低密度聚乙烯由埃克森公司生产且牌号为100AC,所述热封层中聚丁烯由巴塞尔公司生产且牌号为PB0110;
所述中间层中低密度聚乙烯由中石化生产且牌号为4533H,所述中间层中高密度聚乙烯由埃克森公司生产且牌号为HMA025,所述中间层中聚丁烯由巴塞尔公司生产且牌号为PB0110;
所述电晕层中低密度聚乙烯由中石化生产且牌号为4533H。
本发明的另一个目的是提供一种双向直线易撕聚乙烯膜的生产工艺。
为了实现本发明的另一个目的,本发明采用了以下技术方案:
一种所述的双向直线易撕聚乙烯膜的生产工艺,包括以下加工步骤:
步骤1,将所述热封层、中间层以及电晕层所含粒子分别加入到挤出机的对应料筒中并对料筒进行分段加热,其中第一段加热温度为195-205℃、第二段加热温度为205-215℃、第三段加热温度为215-225℃、第四段加热温度为225-235℃、第五段加热温度为235-245℃,所述粒子经过连接器再由T型口模挤出并呈熔体塑料膜状态,所述连接器温度225-235℃,所述T型口模温度为195-205℃;
步骤2,通过气刀将熔体塑料膜吹向冷却辊,经冷却辊冷却定型,形成固态塑料膜;控制气刀温度18-22℃,气隙距离为18-22mm,冷却辊的温度为20-23℃;
步骤3,固态塑料膜由牵引辊牵引,经电晕机电晕、再切边,最后由收卷装置收卷成卷膜;控制牵引张力为105±5N,电晕机功率15±5KVA。
进一步的技术方案:所述步骤3中收卷张力根据收卷时间分段进行控制,各时间段收卷张力值依次为:115±25N、105±25N、100±25N、95±25N、90±25N、85±25N、80±25N、75±25N、70±25N、65±25N。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明提供的双向直线易撕流延聚乙烯膜,是经过流延工艺加工而成,其具有低雾度、高透光率、优异的机械性能和直线易撕性,即使同一般性材料复合使用,也能呈现很好的直线易撕效果。本发明提升了直线易撕聚乙烯膜的光学性能、机械性能和双向易撕性能,全面升级包装的视觉效果和用户体验,可广泛应用到食品、药品、化妆品等包装领域。
本发明双向直线易撕流延聚乙烯膜透光率≧95%、雾度≦5%、埃尔门多夫撕裂力(MD、TD)≦0.5N,撕裂直线偏离距离小、直线撕裂效果显著,拉伸强度较高、抗冲击强度较高,热封温度较低,生产成本较低。
(2)热封层、中间层以及电晕层的厚度规格既能保证热封层的热封性能,又能节约成本。同时,中间层较厚能易于增加薄膜挺度和易撕性能。
(3)本发明所述热封层在第一类低密度聚乙烯(LDPE,中石化生产,牌号4533H,融指融指4.0g/10min,密度0.932g/cm3)中混入了第二类低密度聚乙烯(LDPE,埃克森生产,牌号100AC,融指2.0g/10min,密度0.923g/cm3),该粒子不仅具有较好的纵横向易撕性,且具有较好的热封性能。同时加入聚丁烯(巴塞尔公司生产,牌号PB0110,融指12.0g/10min,密度0.914g/cm3)均匀分散在热封层中,不仅加强纵横向易撕性,也因其具有低温热封性,而降低热封温度。开口母粒用于降低膜的表面摩擦系数,使薄膜具有良好的开口性能。爽滑剂能稳定的降低表面摩擦系数,使走膜流畅。
所述中间层主要的树脂为低密度聚乙烯(LDPE,中石化生产,牌号4533H,融指融指4.0g/10min,密度0.932g/cm3),其中另加入了高密度聚乙烯(HDPE,埃克森公司生产,牌号为HMA025融指8.0g/10min,密度0.964g/cm3),该粒子融指高,适合流延生产,具有优异的尺寸稳定性,抗冲击性和挺度。两者树脂混合之后,流延后的薄膜具有较好的挺度和适合的柔软度,更加提高了纵横向易撕性能。另加入聚丁烯(巴塞尔公司生产,牌号PB0110,融指12.0g/10min,密度0.914g/cm3),其具有较慢的结晶动力学使其具有杰出的润湿性,高度敏感的剪切流动性使其能容易地分散在聚合物中,形成均匀的两相结构,破坏了原有聚乙烯分子之间作用力,使分子重新定向排列,从而能明显的提升聚乙烯膜的易撕性。中间层中使用加工助剂,利于用于改善熔融树脂的流动性,使成膜后光滑透明。
所述电晕层使用低密度聚乙烯(LDPE,中石化生产,牌号4533H,融指融指4.0g/10min,密度0.932g/cm3),该粒子分子支链少,聚合后分子之间交缠少,易于纵横向撕裂。同时适合流延生产,经流延后具有高透明性,雾度小,且易电晕等特点。电晕层中使用加工助剂,利于改善熔融树脂的流动性,使成膜后光滑透明。
(4)本发明薄膜使用流延工艺生产,再经过高温加工和低温冷却,明显降低聚乙烯的结晶度、使其具有更好的透明性,更低的雾度。聚丁烯相比环状烯烃共聚物(COC)有更好的分散性且具有较好的低温热封性,不仅能更好的定向改变聚乙烯分子排列,使薄膜有更佳的纵横向易撕性,而且能提升薄膜的热封性能。同时,电晕层高温加工,易氧化处理和电晕;中间层低温加工保持高挺度,巩固优异的纵横向易撕性;热封层高温加工,急冷降低结晶度,使膜面更加光洁透明,同时降低热封温度。
(5)挤出机加工的温度控制在200-230℃之间,既能较适当的增加纵横向拉伸强度,又能保持薄膜良好的挺度和纵横向撕裂性,同时可以增加透明度、降低雾度。温度过高或高低都影响了纵横向拉伸强度与撕裂性之间的平衡;气刀温度20℃,可将熔体塑料膜很好的贴合在冷却辊上,且辅助熔体塑料膜冷却。气隙间距20mm,减少表面氧化,有利于提高薄膜的热封性能。冷却辊温度22℃,适当降低结晶速度,可提高挺度和纵横向撕裂性;电晕机功率15±5KVA,既能保证薄膜表面张力≧42dyn,利于复合,又能避免出现电晕击穿,从而影响热封。收卷张力采用曲线收卷,利于保证薄膜的平整度,不易产生松卷和跑偏。
附图说明
图1为本发明生产工艺流程图。
图2为直线撕裂性测试前所选试样结构示意图。
图3为直线撕裂性测试过程中试样结构示意图。
图4为直线撕裂性测试完成后所选试样结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明:
原料来源:
低密度聚乙烯:LDPE,中石化生产,牌号4533H,融指融指4.0g/10min,密度0.932g/cm3
低密度聚乙烯:LDPE,埃克森公司生产,牌号100AC,融指2.0g/10min,密度0.923g/cm3
聚丁烯:巴塞尔公司生产,牌号PB0110,融指12.0g/10min,密度0.914g/cm3
高密度聚乙烯:HDPE,埃克森公司生产,牌号为HMA025融指8.0g/10min,密度0.964g/cm3
加工助剂:北京亚伦生产,牌号为DS-A1058LD;
开口母粒:北京亚伦生产,牌号为AB-20LD;
爽滑剂:安配色生产,牌号为10090-k。
本发明所述的双向直线易撕聚乙烯膜的生产工艺,包括以下加工步骤:
步骤1,将所述热封层、中间层以及电晕层所含粒子分别加入到挤出机的对应料筒中并对料筒进行分段加热,其中第一段加热温度为195-205℃、第二段加热温度为205-215℃、第三段加热温度为215-225℃、第四段加热温度为225-235℃、第五段加热温度为235-245℃,所述粒子经过连接器再由T型口模挤出并呈熔体塑料膜状态,所述连接器温度225-235℃,所述T型口模温度为195-205℃;所述连接器是粒子由料筒通往T型模头的通道,设置连接器温度是为了保证熔融树脂能通畅地流向T型模头;
步骤2,通过气刀将熔体塑料膜吹向冷却辊,经冷却辊冷却定型,形成固态塑料膜;控制气刀温度20℃,气隙距离(即熔体塑料膜离开T型口模到达冷却辊表面之间的距离)为20mm,冷却辊的温度为22℃;
步骤3,固态塑料膜由牵引辊牵引,经电晕机电晕、再切边,最后由收卷装置收卷成卷膜;控制牵引张力为105±5N,电晕机功率15±5KVA。收卷张力根据收卷时间分段进行控制,各时间段收卷张力值依次为:115±25N、105±25N、100±25N、95±25N、90±25N、85±25N、80±25N、75±25N、70±25N、65±25N。
所述聚乙烯膜的配方如下表1所示:
表1
上述实施例制备所得聚乙烯膜与传统直线易撕PE膜技术指标的比较如下表2所示:
表2
上述实施例制备所得聚乙烯膜与传统直线易撕PE膜的直线撕裂性测试数据如下表3所示:
表3
通过以上比较发现,本发明聚乙烯膜相比传统直线易撕PE膜具有雾度低、透光率高、机械性能好、直线易撕性能优异,加工成本低等诸多优点。
附:
以下是关于直线撕裂性测试方法:
首先,取宽50mm,长300mm的长条试样薄膜,将试样薄膜一端切入2个长50mm切口并形成三片切片,如图2所示;
然后,用试验机逆向牵引两侧的切片和中间的切片的端部,拉两侧的切片,使其与中间的切片分开,模拟的拉开速度为人们正常使用时的开封速度,一般设定为1000+50mm/min,如图3所示;
最后,测量撕裂开的试样薄膜,如果分开后形成三个长方形,那么薄膜的直线撕裂效果最好;如果撕裂后中间切片慢慢变长宽度变细,这时测定离开始切口50mm处中间切片的宽度,以此宽度值作为“直线裂口性”的指标。如图4所示。

Claims (6)

1.一种双向直线易撕聚乙烯膜,其特征在于:所述聚乙烯膜通过流延工艺加工获得,所述聚乙烯膜包括热封层、中间层以及电晕层;
所述热封层包括重量组分:80-84%低密度聚乙烯、15-18%聚丁烯、0.5-1.0%爽滑剂以及0.5-1.0%开口母粒;
所述中间层包括重量组分:65-70%低密度聚乙烯、20-25%高密度聚乙烯、0.1-0.5%加工助剂以及8-12%聚丁烯;
所述电晕层包括重量组分:99.5-99.9%低密度聚乙烯以及0.1-0.5%加工助剂。
2.如权利要求1所述的双向直线易撕聚乙烯膜,其特征在于:所述热封层厚度11-15μm,中间层厚度23-27μm,电晕层厚度10-14μm。
3.如权利要求1所述的双向直线易撕聚乙烯膜,其特征在于:所述热封层中低密度聚乙烯由重量相等的第一类低密度聚乙烯与第二类低密度聚乙烯共混而成,所述第一类低密度聚乙烯融指3.8-4.2g/min、密度0.92-0.94g/cm3,所述第二类低密度聚乙烯融指1.8-2.2g/min、密度0.91-0.93g/cm3,所述热封层中聚丁烯融指11.8-12.2g/min、密度0.90-0.92g/cm3
所述中间层中低密度聚乙烯融指3.8-4.2g/min、密度0.92-0.94g/cm3,所述中间层中高密度聚乙烯融指7.8-8.2g/min、密度0.95-0.97g/cm3,所述中间层中聚丁烯融指11.8-12.2g/min、密度0.90-0.92g/cm3
所述电晕层中低密度聚乙烯融指3.8-4.2g/min、密度0.92-0.94g/cm3
4.如权利要求3所述的双向直线易撕聚乙烯膜,其特征在于:所述热封层中第一类低密度聚乙烯由中石化生产且牌号为4533H,所述热封层中第二类低密度聚乙烯由埃克森公司生产且牌号为100AC,所述热封层中聚丁烯由巴塞尔公司生产且牌号为PB0110;
所述中间层中低密度聚乙烯由中石化生产且牌号为4533H,所述中间层中高密度聚乙烯由埃克森公司生产且牌号为HMA025,所述中间层中聚丁烯由巴塞尔公司生产且牌号为PB0110;
所述电晕层中低密度聚乙烯由中石化生产且牌号为4533H。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的双向直线易撕聚乙烯膜的生产工艺,其特征在于包括以下加工步骤:
步骤1,将所述热封层、中间层以及电晕层所含粒子分别加入到挤出机的对应料筒中并对料筒进行分段加热,其中第一段加热温度为195-205℃、第二段加热温度为205-215℃、第三段加热温度为215-225℃、第四段加热温度为225-235℃、第五段加热温度为235-245℃,所述粒子经过连接器再由T型口模挤出并呈熔体塑料膜状态,所述连接器温度225-235℃,所述T型口模温度为195-205℃;
步骤2,通过气刀将熔体塑料膜吹向冷却辊,经冷却辊冷却定型,形成固态塑料膜;控制气刀温度18-22℃,气隙距离为18-22mm,冷却辊的温度为20-23℃;
步骤3,固态塑料膜由牵引辊牵引,经电晕机电晕、再切边,最后由收卷装置收卷成卷膜;控制牵引张力为105±5N,电晕机功率15±5KVA。
6.如权利要求5所述的双向直线易撕聚乙烯膜的生产工艺,其特征在于:所述步骤3中收卷张力根据收卷时间分段进行控制,各时间段收卷张力值依次为:115±25N、105±25N、100±25N、95±25N、90±25N、85±25N、80±25N、75±25N、70±25N、65±25N。
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