CN110901193A - 一种便于回收的纯水包装膜及其交联处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便于回收的纯水包装膜，由外而内依次包括第一PE层、第一TIE层、EVOH层、第二TIE层、第二PE层，总厚度为60‑100μm；其中，所述第一PE层采用LDPE、开口剂、爽滑剂制成，厚度为20‑40μm；所述第一TIE层和第二TIE层采用马来酸酐改性聚乙烯制成，厚度为5‑10μm；所述EVOH层采用乙烯‑乙烯醇共聚物制成，厚度为5‑10μm；所述第二PE层采用MLLDPE制成，厚度为20‑40μm。本发明的纯水包装膜是按第二PE层、第二TIE层、EVOH层、第一TIE层、第一PE层从上至下的顺序共挤而出，通过电子交联处理得到最终成品，成品整体强度高、内层不会污染水质且便于回收。

Description

一种便于回收的纯水包装膜及其交联处理方法
技术领域
本发明涉及饮用水包装技术领域，特别涉及一种便于回收的纯水包装膜及其交联处理方法。
背景技术
随着科技的发展以及人们环保意识和安全意识的增强，一次性袋装饮用水因其从根本上杜绝了二次污染而日渐走入市场。袋装水的包装袋由于需要承受极大压力，因此，对制备其包装袋的水袋膜提出了韧性好、承压能力强、防渗透性强、无异味以及内层不会挥发有害物质的要求，现有常规的薄膜很难达到上述要求。
中国专利公开号为CN202053628U公开了一种多层共挤水袋膜，所述水袋膜为七层共挤薄膜，其自上而下依次为：第一茂金属聚乙烯层(1)、第一线性低密度聚乙烯层(2)、第一粘合层(3)、尼龙层(4)、第二粘合层(5)、第二线性低密度聚乙烯层(6)和第二茂金属聚乙烯层(7)，虽然该多层共挤水袋膜韧性好、承压能力强，防渗透性能强，无异味、不会污染水体，但是，该水袋膜在后期的刨边收卷过程中具有开口性能低容易粘连的问题，且其中尼龙层的设置使水袋膜不具备回收价值，不利于能源的可持续发展。
因此，有必要在上述研究的基础上作进一步改进。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种便于回收的纯水包装膜。
本发明的第二个目的在于提供一种便于回收的纯水包装膜的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种便于回收的纯水包装膜的电子交联处理方法。
为达到上述发明的目的，本发明的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种便于回收的纯水包装膜，由外而内依次包括第一PE层、第一TIE层、EVOH层、第二TIE层、第二PE层，总厚度为60-100μm；其中，所述第一P E层采用LDPE、开口剂、爽滑剂制成，厚度为20-40μm；所述第一TIE层和第二TIE层采用马来酸酐改性聚乙烯制成，厚度为5-10μm；所述EVOH层采用乙烯-乙烯醇共聚物制成，厚度为5-10μm；所述第二PE层采用MLLDPE制成，厚度为20-40μm。
进一步地，所述第一PE层、EVOH层、第二PE层、第一层TIE、第二层TIE的厚度分别为35μm、10μm、35μm、10μm、10μm。
进一步地，所述第一PE层中LDPE、开口剂、爽滑剂的质量百分比为98:1:1。
更进一步地，所述开口剂购自Ampacet公司，牌号为100001-K；所述爽滑剂购自Ampa cet公司，牌号为10090-K。
本发明的第二个方面提供了一种上述便于回收的纯水包装膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料的准备：根据第二PE层、第二TIE层、EVOH层、第一TIE层、第一PE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；
S2、挤出机剪切加热：五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；
S3、模头挤出吹胀：在圆形模头的挤出口将五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；
S4、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；
S5、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；
S6、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；
S7、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；
S8、分切收卷：由切刀分切机构将膜泡分切为两片后进行收卷，得到所述便于回收的纯水包装膜。
进一步地，所述步骤S2中五个挤出机的结构一致，每个挤出机的下料口、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区、第五加热区和模头的温度分别是：
第一挤出机：160℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃；
第二挤出机：160℃、180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、250℃；
第三挤出机：170℃、200℃、230℃、230℃、230℃、230℃、230℃；
第四挤出机：160℃、180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、250℃；
第五挤出机：160℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃。
进一步地，所述步骤S3中吹胀比为1-3。
进一步地，所述步骤S6中牵引比为10-25。
本发明的第三个方面提供了一种上述便于回收的纯水包装膜的电子交联处理方法，包括如下步骤：将上述制备的便于回收的纯水包装膜经过放卷，在不同的辐照剂量下进行高能射线扫描照射进行交联处理，处理电压为45-70Mv，处理剂量为15-25Mrad。
本发明跟现有技术相比，其优势和有益效果在于：
1、本发明的纯水包装膜仅使用PE材料和EVOH材料通过交联处理的方法制得，既提高了包装膜的强度又便于回收再利用；
2、本发明在外层的PE材料中加入极少量的开口剂和爽滑剂，解决了后期的刨边收卷过程中开口性能低容易粘连的问题；
3、本发明在制备纯水包装膜时，按照第二PE层放至最上层的挤出机，第一PE层放至最下层的挤出机，其它各层依次顺序排列进行挤出，有效地防止了挤出过程第一PE层的开口剂和爽滑剂混入第二PE层而污染水质。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1
一种便于回收的纯水包装膜，由外而内依次包括第一PE层、第一TIE层、EVOH层、第二TIE层、第二PE层，总厚度为80μm；其中，本发明各层厚度及所用原料如下表1所述，但不以此为限：
表1
Figure BDA0002301038920000031
上述便于回收的纯水包装膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料的准备：
将上述混合好的原料从上至下根据第二PE层、第二TIE层、EVOH层、第一TIE层、第一PE层的顺序分别送入对应的加料斗。
采用这样的加料顺序是因为本发明的第一PE层为了方便后期刨边收卷，在原料中加入了开口剂和爽滑剂，而第二PE层是作为该便于回收的纯水包装膜的内层是不加入开口剂和爽滑剂的，因此，为了防止在挤出过程第一PE层的开口剂和爽滑剂混入第二PE层而污染水质，按照第二PE层放至最上层的挤出机，第一PE层放至最下层的挤出机，其它各层依次顺序排列进行挤出。
S2、挤出机剪切加热：五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；其中，所述五个挤出机的的下料口、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区、第五加热区和模头的温度分别是：
第一挤出机：160℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃；
第二挤出机：160℃、180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、250℃；
第三挤出机：170℃、200℃、230℃、230℃、230℃、230℃、230℃；
第四挤出机：160℃、180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、250℃；
第五挤出机：160℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃。
S3、模头挤出吹胀：在圆形模头的挤出口将五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；其中，吹胀比为1.65。
S4、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。
S5、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。
S6、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；其中，牵引比为17.5。
S7、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。
S8、分切收卷：由切刀分切机构将膜泡分切为两片后进行收卷，得到所述便于回收的纯水包装膜。
实施例2
将实施例1所制备的便于回收的纯水包装膜经过放卷，在不同的辐照剂量下进行高能射线扫描照射进行交联处理，处理电压为45Mv，处理剂量为15Mrad。
实施例3
将实施例1所制备的便于回收的纯水包装膜经过放卷，在不同的辐照剂量下进行高能射线扫描照射进行交联处理，处理电压为50Mv，处理剂量为20Mrad。
实施例4
将实施例1所制备的便于回收的纯水包装膜经过放卷，在不同的辐照剂量下进行高能射线扫描照射进行交联处理，处理电压为70Mv，处理剂量为25Mrad。
实施例5
相较于实施例3的区别仅在于：总膜厚为60μm，其中第一PE层、EVOH层、第二PE层、第一TIE层、第二TIE层的厚度分别为23μm、5μm、5μm、5μm、22μm。
实施例6
相较于实施例3的区别仅在于：总膜厚为100μm，其中第一PE层、EVOH层、第二PE层、第一层TIE、第二层TIE的厚度分别为35μm、10μm、35μm、10μm、10μm。
实施例1-6的性能测试
对上述实施例1-6所制备的便于回收的纯水包装膜进行热封强度、拉伸强度、断裂伸长率、交联度、落镖冲击和阻氧性能测试，其测试依据分别为QB/T 2358-1998、ASTMD882、ASTM D882、ASTM D2765-68、GB 9639、ASTM D3985，测试数据如下表2所示：
表2
Figure BDA0002301038920000051
从表2可以看出：80um的膜在实施例2和3中适当的交联度可提高整体的薄膜性能10-30％，实施4交联度过高，虽然薄膜强度有所提升，但明显影响了热封层PE的热封性能，无法保证保证产品后的封口强度。实施例5，6um的薄膜经过交联处理后性能能接近80um(实施例1)的膜，适当的交联能提高产品性能。实施6厚度最厚，性能最佳，但薄膜成本偏贵。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不仅限于所述的实施例，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以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种便于回收的纯水包装膜，其特征在于，由外而内依次包括第一PE层、第一TIE层、EVOH层、第二TIE层、第二PE层，总厚度为60-100μm；其中，所述第一PE层采用L DPE、开口剂、爽滑剂制成，厚度为20-40μm；所述第一TIE层和第二TIE层采用马来酸酐改性聚乙烯制成，厚度为5-10μm；所述EVOH层采用乙烯-乙烯醇共聚物制成，厚度为5-10μm；所述第二PE层采用MLLDPE制成，厚度为20-40μm。
2.根据权利要求1所述的一种便于回收的纯水包装膜，其特征在于，所述第一PE层、EVOH层、第二PE层、第一层TIE、第二层TIE的厚度分别为35μm、10μm、35μm、10μm、10μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种便于回收的纯水包装膜，其特征在于，所述第一PE层中LDPE、开口剂、爽滑剂的质量百分比为98:1:1。
4.根据权利要求3所述的一种便于回收的纯水包装膜，其特征在于，所述开口剂购自Ampacet公司，牌号为100001-K；所述爽滑剂购自Ampacet公司，牌号为10090-K。
5.一种权利要求1-4任意一项所述的便于回收的纯水包装膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料的准备：根据第二PE层、第二TIE层、EVOH层、第一TIE层、第一PE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；
S2、挤出机剪切加热：五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；
S3、模头挤出吹胀：在圆形模头的挤出口将五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；
S4、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；
S5、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；
S6、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；
S7、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；
S8、分切收卷：由切刀分切机构将膜泡分切为两片后进行收卷，得到所述便于回收的纯水包装膜。
6.根据权利要求5所述的一种高便于回收的纯水包装膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中五个挤出机的结构一致，每个挤出机的下料口、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区、第五加热区和模头的温度分别是：
第一挤出机：160℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃；
第二挤出机：160℃、180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、250℃；
第三挤出机：170℃、200℃、230℃、230℃、230℃、230℃、230℃；
第四挤出机：160℃、180℃、200℃、230℃、250℃、250℃、250℃；
第五挤出机：160℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃。
7.根据权利要求5所述的一种便于回收的纯水包装膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中吹胀比为1-3。
8.根据权利要求5所述的一种便于回收的纯水包装膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中牵引比为10-25。
9.一种便于回收的纯水包装膜的的电子交联处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1-8任意一项所述的便于回收的纯水包装膜经过放卷，在不同的辐照剂量下进行高能射线扫描照射进行交联处理，处理电压为45-70Mv，处理剂量为15-25Mrad。
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