CN113386432A - 一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜及其制备方法，该经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜包括编织扁丝层、聚烯烃树脂层以及聚烯烃金属化膜层；编织扁丝层与聚烯烃金属化膜层通过一层聚烯烃树脂挤出复合。本发明的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜相对于其他类型的金属化复合膜横、纵向拉力提高1倍，钉杆撕裂提高了接近10倍，无需使用胶黏剂，减少了化学污染，而且使用完回收时可以按照单一塑料组份金属化膜进行回收，经回收的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜处理后还能再次使用，解决了当前金属化复合膜因为分离困难、分离成本高不利于回收的问题，将材料的使用价值最大化，保护了生态环境。
Description
技术领域
本发明涉及软包装技术领域，具体涉及一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜及其制备方法。
背景技术
金属化膜是在一个连续移动的薄膜上涂上一层薄薄的金属，相对于单一的金属薄膜（如铝箔），金属化膜生产成本低，生产工艺条件没有金属薄膜苛刻，而且适用范围更广，在性能（如阻隔性）上也丝毫不逊色于金属薄膜，甚至某些性能（如柔软度）优于金属薄膜，所以金属化膜常常作为廉价的金属薄膜替代物用于金属化复合膜领域层合材料。然而，单纯的金属化膜存在着各种各样的弊端，在一些物理性能（如热封、拉伸等）上往往达不到人们对它的期待值。
金属化复合膜是在金属化膜的基础上复合一种或多种其他材质薄膜组成的复合膜，可以很好地将多种膜的优良性能结合，以发挥出材料的最大性能。市场上常见的金属化复合膜多以CPP镀铝膜、OPP镀铝膜或PET镀铝膜为金属化膜层，再复合PET，PA，PP，PE等薄膜层，组成多层复合膜结构，这种结构的金属化复合膜虽然已经具备了较好的性能，在生产成本上相对于铝箔复合膜也有了很大程度的缩减，但是因为分离困难、分离成本高等原因不利于回收，与当前社会环境提倡的“绿色·环保”理念背道而驰，不符合国家提倡的可持续发展战略，更重要的是，越来越多厂家要求复合膜具备更高的力学强度，显然这种结构的金属化复合膜还未能做到这一点。
塑料编织布是指以PP、PE树脂为主要原料，经挤出、拉伸成扁丝，再经织造而成的一类材料，该类材料密度小，强度大，使用寿命长，并且可回收利用，适合作为高强度金属化复合膜复合基材。近年来国内外针对编织布复合其他材质薄膜的研究有很多，但是因为制备工艺较难、制备成本较高、产品存在缺陷等原因没有能提供一类金属化复合膜产品能够在具备高性能的同时还能兼顾可回收的特性。基于此，本发明提出一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜及其制备方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的第一目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种高强度、可回收的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜；
本发明的第二目的是提供一种高强度、可回收的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，依次包括编织扁丝层、聚烯烃树脂层以及聚烯烃金属化膜层；所述编织扁丝层由经丝、纬丝编织成平面状，一面做电晕处理；所述聚烯烃树脂层涂覆于所述编织扁丝层的电晕面，并与聚烯烃金属化膜层的金属面进行复合。
优选的，所述经丝、纬丝均为三层复合膜结构，所述三层复合结构的原料组成如下：
外层（1）：70%聚烯烃树脂A ，30%聚烯烃树脂B；
中层（2）：30%聚烯烃树脂A ，70%聚烯烃树脂B；
内层（3）：70%聚烯烃树脂A ，30%聚烯烃树脂B；
其中，聚烯烃树脂A为乙烯共聚物，聚烯烃树脂B为丙烯共聚物。
优选的，所述经丝、纬丝是由两台螺杆挤出机将原料熔融挤出后经三流道从模头流延冷却成型，剖成条状后再拉伸为扁丝。
优选的，所述经丝、纬丝宽度为3mm，厚度为0.04mm。
优选的，所述编织扁丝层经密度、纬密度均为33根/10厘米，编织扁丝层的密度为70～75g/m2。
优选的，所述聚烯烃树脂层的原料组成为：30%-40%聚烯烃树脂C，60%-70%聚烯烃树脂D；其中聚烯烃树脂C为丙烯与乙烯单体的共聚物，聚烯烃树脂D为C6或C8的茂金属聚乙烯。
优选的，所述聚烯烃树脂层由两台螺杆挤出机将原料熔融挤出后在一定温度、压力下从模头涂覆到编织扁丝层的电晕面，涂覆厚度为0.02mm。
另一方面，本发明还提供了一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、聚烯烃金属化膜的制备：
采用吹塑法制备聚烯烃基材膜，同时在收卷时对基材膜内层的一面进行电晕处理；取电晕处理后的聚烯烃基材膜送入真空镀铝机中，在基材膜内层电晕表面涂覆一层金属铝涂层，制备形成聚烯烃金属化膜；
S2、编织扁丝层的制备：
利用双螺杆拉丝机制备经丝、纬丝，并编织成平面扁丝层；对编织扁丝层的一面进行电晕处理；
S3、可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备：
将熔融的聚烯烃树脂涂覆到S2所制备的编织扁丝层的电晕面，与S1所制备的聚烯烃金属化膜金属面挤出流延复合，得到可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜。
优选的，S2中，对编织扁丝层的一面进行电晕处理的工艺条件为：电晕值2-3KVA，编织扁丝层被处理表面的表面张力达40达因或以上。
优选的，S3中，涂覆聚烯烃树脂工艺条件为：卷取速度80m/min；模头温度320℃，压力0.4MPa。
本发明的有益效果：
与其他类型的金属化复合膜相比，本发明所制备的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的阻隔性与其相当，但是力学强度远远超过前者，能够完全满足当前市场对高强度金属化复合膜的需求，而且本发明采用的复合膜基材均为聚烯烃树脂，在使用完回收时可以按照单一塑料组份金属化膜进行回收，经回收的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜处理后还能再次使用，解决了当前金属化复合膜因为分离困难、分离成本高等原因不利于回收的问题，将材料的使用价值最大化，保护了生态环境。
附图说明
图1 是本发明可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜结构示意图；
图2是本发明可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜与聚烯烃金属化复合膜力学强度对比图，左图为横向对比，右图为纵向对比。
附图中的标记为：1-聚烯烃金属化膜，2-聚烯烃金属化膜金属涂层，3-聚烯烃树脂层，4-编织扁丝层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的发明内容作进一步地说明，其中聚烯烃金属化膜的制备参照中国发明专利CN109648975A聚烯烃金属化膜详细制备过程。
实施例1
参照图1，本实施例提供一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，依次包括编织扁丝层、聚烯烃树脂层以及聚烯烃金属化膜层；所述编织扁丝层由经丝、纬丝编织成平面状，一面做电晕处理，编织扁丝层的经密度、纬密度均为33根/10厘米，编织扁丝层的密度为70～75g/m2；所述聚烯烃树脂层涂覆于所述编织扁丝层的电晕面，并与聚烯烃金属化膜层的金属面进行复合。
具体的，所述经丝、纬丝是由两台螺杆挤出机将原料熔融挤出后经三流道从模头流延冷却成型，剖成条状后再拉伸为扁丝，宽度为3mm，厚度为0.04mm；所述经丝、纬丝均为三层复合膜结构，所述三层复合结构的原料组成为：外层(1)：70%聚烯烃树脂A ，30%聚烯烃树脂B；中层(2)：30%聚烯烃树脂A ，70%聚烯烃树脂B；内层(3)：70%聚烯烃树脂A ，30%聚烯烃树脂B；其中，聚烯烃树脂A为乙烯共聚物，聚烯烃树脂B为丙烯共聚物。
具体的，所述聚烯烃树脂层由两台螺杆挤出机将原料熔融挤出后在一定温度、压力下从模头涂覆到编织扁丝层的电晕面，涂覆厚度为0.02mm；所述聚烯烃树脂层的原料组成为：30%聚烯烃树脂C，70%聚烯烃树脂D；其中聚烯烃树脂C为丙烯与乙烯单体的共聚物，聚烯烃树脂D为C6或C8的茂金属聚乙烯；
上述可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、聚烯烃金属化膜的制备：
采用吹塑法制备聚烯烃基材膜，同时在收卷时对基材膜内层的一面进行电晕处理；取电晕处理后的聚烯烃基材膜送入真空镀铝机中，在基材膜内层电晕表面涂覆一层金属铝涂层，制备形成聚烯烃金属化膜（详细制备过程参照中国发明专利CN109648975A）；
S2、编织扁丝层的制备：
a、拉丝
在搅拌机中加入75kg的聚烯烃树脂A和175kg的聚烯烃树脂B，搅拌15分钟后将混合粒子转移至A螺杆料斗；在搅拌机中加入70kg的聚烯烃树脂A和30kg的聚烯烃树脂B，搅拌15分钟后将混合粒子转移至B螺杆料斗；粒子升温熔融挤出后经模头流延冷却成型，切割成条状于烘箱中拉伸，热定型、冷却成最终的扁丝，控制扁丝丝宽3mm，厚度0.04mm。其中树脂A牌号为5000S，树脂B牌号为S1003；
b、织布
利用圆织机将经丝、纬丝编织成编织布，其中编织布编织密度33×33/10厘米，密度为70～75g/m2；
c、编织扁丝层的电晕处理
对所制备编织布层的一面进行电晕处理，使编织扁丝层被处理的表面表面张力达40达因或以上，电晕值2-3KVA；
S3、可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备：
在搅拌机中加入60kg的聚烯烃树脂C和140kg的聚烯烃树脂D，搅拌15分钟后将混合粒子转移至料斗，将粒子熔融挤出后准备涂覆。其中树脂C牌号为RB707CF，树脂D牌号为1018CA；
将编织扁丝、聚烯烃金属化膜送入挤出复合机，将熔融的聚乙烯树脂涂覆在编织布层电晕面（涂覆厚度0.02mm，涂覆时模头温度320℃，压力0.4MPa），并与聚烯烃金属化膜进行复合，得到可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜。
实施例2
本实施例与实施例1工艺过程大体相同，不同之处在于：
步骤S3中涂覆的聚烯烃树脂层原料组成为：40%聚烯烃树脂C，60%聚烯烃树脂D，其中树脂C牌号为RB707CF，树脂D牌号为1018CA。
试验例
将本发明实施例1所制备的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜与普通聚烯烃金属化复合膜进行力学强度试验，并进行对比。
结合图2测试结果可以看出，本实施例所制备的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜相对于普通聚烯烃金属化复合膜力学强度提升明显，横向、纵向拉力提高了1倍，钉杆撕裂提高了接近10倍，而且本发明制备的经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜在未使用胶黏剂的情况下编织布层与金属层无法剥离，进一步缩减了生产成本，减少化学污染。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于，依次包括编织扁丝层、聚烯烃树脂层以及聚烯烃金属化膜层；所述编织扁丝层由经丝、纬丝编织成平面状，一面做电晕处理；所述聚烯烃树脂层涂覆于所述编织扁丝层的电晕面，并与聚烯烃金属化膜层的金属面进行复合。
2.根据权利要求1所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于：所述经丝、纬丝均为三层复合膜结构，所述三层复合结构的原料组成如下：
外层（1）：70%聚烯烃树脂A ，30%聚烯烃树脂B；
中层（2）：30%聚烯烃树脂A ，70%聚烯烃树脂B；
内层（3）：70%聚烯烃树脂A ，30%聚烯烃树脂B；
其中，聚烯烃树脂A为乙烯共聚物，聚烯烃树脂B为丙烯共聚物。
3.根据权利要求2所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于，所述经丝、纬丝是由两台螺杆挤出机将原料熔融挤出后经三流道从模头流延冷却成型，剖成条状后再拉伸为扁丝。
4.根据权利要求2所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于，所述经丝、纬丝宽度为3mm，厚度为0.04mm。
5.根据权利要求1所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于，所述编织扁丝层经密度、纬密度均为33根/10厘米，编织扁丝层的密度为70～75g/m2。
6.根据权利要求1所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于，所述聚烯烃树脂层的原料组成为：30%-40%聚烯烃树脂C，60%-70%聚烯烃树脂D；其中聚烯烃树脂C为丙烯与乙烯单体的共聚物，聚烯烃树脂D为C6或C8的茂金属聚乙烯。
7.根据权利要求6所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜，其特征在于，所述聚烯烃树脂层由两台螺杆挤出机将原料熔融挤出后在一定温度、压力下从模头涂覆到编织扁丝层的电晕面，涂覆厚度为0.02mm。
8.一种可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、聚烯烃金属化膜的制备：
采用吹塑法制备聚烯烃基材膜，同时在收卷时对基材膜内层的一面进行电晕处理；取电晕处理后的聚烯烃基材膜送入真空镀铝机中，在基材膜内层电晕表面涂覆一层金属铝涂层，制备形成聚烯烃金属化膜；
S2、编织扁丝层的制备：
利用双螺杆拉丝机制备经丝、纬丝，并编织成平面扁丝层；对编织扁丝层的一面进行电晕处理；
S3、可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备：
将熔融的聚烯烃树脂涂覆到S2所制备的编织扁丝层的电晕面，与S1所制备的聚烯烃金属化膜金属面挤出流延复合，得到可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜。
9.根据权利要求7所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备方法，其特征在于，S2中，对编织扁丝层的一面进行电晕处理的工艺条件为：电晕值2-3KVA，编织扁丝层被处理表面的表面张力达40达因或以上。
10.根据权利要求7所述的可回收经纬扁丝增强聚烯烃金属化复合膜的制备方法，其特征在于，S3中，涂覆聚烯烃树脂工艺条件为：卷取速度80m/min；模头温度320℃，压力0.4MPa。
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