CN115891358B - 一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜及其制备方法 - Google Patents
一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，通过原料选择的不同，再加入黑色母粒与白色母粒的的混入夹层共挤实现保持外观白色的防紫外线，高遮光的重载包；本发明解决了传统三层共挤重载包装膜遮光、紫外线问题的限制，使重载包装膜防紫外线、高遮光性能的大幅度提升同时保持外观白色整洁，扩展了重载包装膜的使用空间。
Description
技术领域
本发明涉及重载膜技术领域，尤其涉及一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜及其制备方法。
背景技术
目前国内25kg工业快速包装袋用多层技术都以三层共挤吹膜工艺，包装用三层共挤重载膜已广泛用于化工原料、医药、粮食等领域的包装，已逐步取代传统的编织袋、纸塑复合袋的包装，是目前大型化工行业颗粒、粉料包装首选方式。由于重载膜的主体原料是塑料聚乙烯(PE),抗紫外、遮光性差，当包装的物料要求较高对遮光、防紫外线，物料会出现性能下降。
再比如化肥，特殊颗粒基本上采用的是编织袋加内衬的包装形式，特别是人工送袋缝纫对人的健康有很大影响，由于缺少替代包装产品，因此这种传统的包装形式还在延续。
发明内容
目前，五层共挤防紫外线、高遮光白色的重载膜在国内化工使用还是空白。能够满足要求较高要求的物料替代传统纸袋的包装形式是新的发展趋势。
本发明的目的是提出一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，通过原料选择的不同，再加入抗紫外剂，黑色母粒与白色母粒的混入夹层共挤实现保持外观白色的防紫外线，高遮光的重载包。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，包括依次贴合的外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E，其中：
外层A按重量百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 50～85％
高密度聚乙烯 15～40％
白色母粒 0～5％
次外层B按重量百分比包括以下组分：
中层C按重量百分比包括以下组分：
次内层D按重量百分比包括以下组分：
内层E按重量百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 50～90％
线性低密度聚乙烯 5～40％
高密度聚乙烯 0～30％。
作为本发明的一个优选实施方式，外层A按重量比百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 80％
高密度聚乙烯 17％
白色母粒 3％
次外层B按重量比百分比包括以下组分：
中层C按重量比百分比包括以下组分：
次内层D按重量比百分比包括以下组分：
内层E按重量比百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 84％
线性低密度聚乙烯 8％
高密度聚乙烯 8％。
优选的，外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E厚度比例范围为1:1:1:1:1～1:1:3:1:1。
优选的，外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E厚度比例范围为2:2:3:2:2～1:1:1:1:1。
优选的，所述茂金属线性低密度聚乙烯为茂金属催化剂催化丁烯、己烯和辛烯中的一种或者两种以上的单体共聚的茂金属线性低密度聚乙烯，所述茂金属线性低密度聚乙烯的密度为0.35～0.95g/cm3。
优选的，所述线性低密度聚乙烯为丁烯、己烯和辛烯中的一种或者两种以上的单体共聚的线性低密度聚乙烯，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.5～1.5g/cm3。
优选的，所述高密度聚乙烯为乙烯、丙烯、己烯和辛烯中的一种或者两种以上的单体共聚的高密度聚乙烯，所述高密度聚乙烯的密度为0.5～1.0g/cm3。
优选的，所述黑色聚乙烯母粒为以聚乙烯、纳米级改性炭黑、紫外线吸收剂组成的黑色聚乙烯母粒，所述的黑色聚乙烯母粒的密度为1.5～3.5g/cm3。
本发明还提供了制备上述防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜的方法，包括以下步骤：
第一步：制备各层薄膜：
(1)外层A薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到外层单螺杆挤出机混炼，所述的外层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的外层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(2)次外层B薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到次外层单螺杆挤出机混炼，所述的次外层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的次外层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(3)中层C薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和黑色聚乙烯母粒按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(4)次内层D薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(5)内层E薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
第二步：挤出成型：
(1)将熔融状态的外层A、次外层B、中层C、次内层D和内层E的混合料经输送料道同时输送到五层共挤挤出机的模头，五种熔融状态的物料在五层共挤膜头中融合挤出，最终从模口挤出，挤出的熔融物料在牵引作用下被向上提拉，同时在IBC系统的作用下被吹胀，并在风环和IBC中0～15℃的冷却风共同冷却快速成型，形成膜泡；
(2)吹胀的膜泡在定径框的辅助下稳定成型；
(3)膜泡在向上提升过程中，在线测厚系统探头贴近膜泡，正反360度旋转连续探测薄膜的厚度，并将信号反馈给在线膜厚调节系统，通过调整风环加热温度自动调节膜厚均匀性；
(4)经上述步骤(3)调整的膜泡经过人字夹棍引导下将圆筒状膜泡逐渐引导压平后送入旋转牵引装置牵引拉伸，旋转牵引装置沿模头中心线水平+/-180°旋转，以使膜泡厚度均匀分散到整个膜泡的圆周上，最终得到厚度均匀且牵伸比为5～20的薄膜；
第三步：冷却薄膜：
(1)上述进入旋转牵引装置的薄膜在直径为200～400mm牵引辊进行第一次冷却，牵引辊中通冷却水，冷却水温度设定为20～40℃；
(2)离开牵引辊的薄膜通过200～400mm的冷却辊进行第二次冷却，冷却水温度设定为20～40℃；
第四步：收卷薄膜：
将经过第二次冷却后获得的薄膜通过居中式纠偏装置和除静电装置后进行收卷，即得到整齐、洁净的半成品膜卷；
第五步：印刷收卷：
将第四步得到的半成品膜卷送至印刷机进行放卷、高频电火花处理、印刷、热管干燥、压花、折边和收卷后，得到五层共挤重载膜。
本发明解决了传统三层共挤重载包装膜遮光、紫外线问题的限制，使重载包装膜防紫外线、高遮光性能的大幅度提升同时保持外观白色整洁，扩展了重载包装膜的使用空间。
附图说明
图1为本发明五层共挤重载膜的结构示意图；
图2为本发明五层共挤重载膜的制备工艺流程示意图。
具体实施方式
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，但不构成对本发明保护范围的限制。
参见图1，本发明的防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，包括括依次贴合的外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E，其中A层的作用为透明或乳白色，重载膜的热合、抗紫外线吸收和白色外观；B层为乳白色，形成白色的外观和紫外线吸收；C层为灰或黑色，阻隔紫外、红外、可见光的透过；D层为乳白色，形成白色外观；E层为透明，重载膜的热合。
具体的，实施例1-5各组分按重量百分比如下表所示：
具体制备方法如图2所示，具体的包括以下步骤：
第一步：制备各层薄膜：
(1)外层A薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到外层单螺杆挤出机混炼，所述的外层单螺杆挤出机的螺杆温度为190℃，所述的外层单螺杆挤出的模头温度为180℃，所述螺杆的转速60转/分钟，挤出加工压力50Mpa；
(2)次外层B薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到次外层单螺杆挤出机混炼，所述的次外层单螺杆挤出机的螺杆温度为180℃，所述的次外层单螺杆挤出的模头温度为185℃，所述螺杆的转速60转/分钟，挤出加工压力50Mpa；
(3)中层C薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和黑色聚乙烯母粒按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为190℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为185℃，所述螺杆的转速60转/分钟，挤出加工压力50Mpa；
(4)次内层D薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为185℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为190℃，所述螺杆的转速60转/分钟，挤出加工压力50Mpa；
(5)内层E薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为180℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为185℃，所述螺杆的转速60转/分钟，挤出加工压力50Mpa；
第二步：挤出成型：
(1)将熔融状态的外层A、次外层B、中层C、次内层D和内层E的混合料经输送料道同时输送到五层共挤出机的模头，五中熔融状态的物料在所述的五层共挤膜头中融合挤出，最终从模口挤出，挤出的熔融物料在牵引作用下被向上提拉，同时在IBC系统的作用下被吹胀，并在风环和IBC中5℃的冷却风共同冷却快速成型，形成膜泡；
(2)吹胀的膜泡在定径框的辅助下稳定成型；
(3)膜泡在向上提升过程中，在线测厚系统探头贴近膜泡，正反360度旋转连续探测薄膜的厚度，并将信号反馈给在线膜厚调节系统，通过调整风环加热温度自动调节膜厚均匀性；
(4)经上述步骤(3)调整的膜泡经过人字夹棍引导下将圆筒状膜泡逐渐引导压平后送入旋转牵引装置牵引拉伸，旋转牵引装置沿模头中心线水平+/-180°旋转，以使膜泡厚度均匀分散到整个膜泡的圆周上，最终得到厚度均匀且牵伸比为5～20的薄膜；
第三步：冷却薄膜：
(1)上述进入旋转牵引装置的薄膜在直径为200mm牵引辊进行第一次冷却，牵引辊中通冷却水，冷却水温度设定为25℃；
(2)离开牵引辊的薄膜通过200mm的冷却辊进行第二次冷却，冷却水温度设定为25℃；
第四步：收卷薄膜：
将经过第二次冷却后获得的薄膜通过居中式纠偏装置和除静电装置后进行收卷，即得到整齐、洁净的半成品膜卷；
第五步：印刷收卷：
将第四步得到的半成品膜卷送至印刷机进行放卷、高频电火花处理、印刷、热管干燥、压花、折边和收卷后，得到的五层共挤重载膜。
测实施例1－5所制得的五层共挤重载膜进行测试，测试结果如下表1-5所示：
实施例1的测试结果如下表1所示：
表1
实施例2的测试结果如下表2所示：
表2
实施例3的测试结果如下表3所示：
表3
实施例4的测试结果如下表4所示：
表4
实施例5的测试结果如下表5所示：
表5
以上，可以看出本发明的五层共挤重载包装膜在防紫外线、高遮光性能等方面具有非常优异的表现。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，其特征在于：包括依次贴合的外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E，其中：
外层A按重量百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 50～85％
高密度聚乙烯 15～40％
白色母粒 0～5％
次外层B按重量百分比包括以下组分：
中层C按重量百分比包括以下组分：
线性低密度聚乙烯 20～60％
茂金属线性低密度聚乙烯 10～50％
高密度聚乙烯 10～40％
黑色聚乙烯母粒 3～25％
次内层D按重量百分比包括以下组分：
内层E按重量百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 50～90％
线性低密度聚乙烯 5～40％
高密度聚乙烯0～30％；
所述茂金属线性低密度聚乙烯为茂金属催化剂催化丁烯、己烯和辛烯中的一种或者两种以上的单体共聚的茂金属线性低密度聚乙烯，所述茂金属线性低密度聚乙烯的密度为0.35～0.95g/cm3；
所述线性低密度聚乙烯为丁烯、己烯和辛烯中的一种或者两种以上的单体共聚的线性低密度聚乙烯，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.5～1.5g/cm3；
所述高密度聚乙烯为乙烯、丙烯、己烯和辛烯中的一种或者两种以上的单体共聚的高密度聚乙烯，所述高密度聚乙烯的密度为0.5～1.0g/cm3；
所述黑色聚乙烯母粒为以聚乙烯、纳米级改性炭黑、紫外线吸收剂组成的黑色聚乙烯母粒，所述的黑色聚乙烯母粒的密度为1.5～3.5g/cm3。
2.根据权利要求1所述防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，其特征在于：
外层A按重量比百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 80％
高密度聚乙烯 17％
白色母粒 3％
次外层B按重量比百分比包括以下组分：
中层C按重量比百分比包括以下组分：
次内层D按重量比百分比包括以下组分：
内层E按重量比百分比包括以下组分：
茂金属线性低密度聚乙烯 84％
线性低密度聚乙烯 8％
高密度聚乙烯8％。
3.根据权利要求1所述的防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，其特征在于：所述外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E的厚度比例范围为1:1:1:1:1～1:1:3:1:1。
4.根据权利要求1所述的防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜，其特征在于：所述外层A，次外层B，中层C，次内层D和内层E的厚度比例范围为2:2:3:2:2～1:1:1:1:1。
5.一种制备如权利要求1-4任意一项所述防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：制备各层薄膜：
(1)外层A薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到外层单螺杆挤出机混炼，所述的外层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的外层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(2)次外层B薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到次外层单螺杆挤出机混炼，所述的次外层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的次外层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(3)中层C薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和黑色聚乙烯母粒按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(4)次内层D薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和白色母粒按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
(5)内层E薄膜原料的制备
将茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯按照上述的配比量混合后输送到中层单螺杆挤出机混炼，所述的中层单螺杆挤出机的螺杆温度为165～200℃，所述的中层单螺杆挤出的模头温度为165～200℃，所述螺杆的转速30～90转/分钟，挤出加工压力30～60Mpa；
第二步：挤出成型：
(1)将熔融状态的外层A、次外层B、中层C、次内层D和内层E的混合料经输送料道同时输送到五层共挤挤出机的模头，五种熔融状态的物料在五层共挤膜头中融合挤出，最终从模口挤出，挤出的熔融物料在牵引作用下被向上提拉，同时在IBC系统的作用下被吹胀，并在风环和IBC中0～15℃的冷却风共同冷却快速成型，形成膜泡；
(2)吹胀的膜泡在定径框的辅助下稳定成型；
(3)膜泡在向上提升过程中，在线测厚系统探头贴近膜泡，正反360度旋转连续探测薄膜的厚度，并将信号反馈给在线膜厚调节系统，通过调整风环加热温度自动调节膜厚均匀性；
(4)经上述步骤(3)调整的膜泡经过人字夹棍引导下将圆筒状膜泡逐渐引导压平后送入旋转牵引装置牵引拉伸，旋转牵引装置沿模头中心线水平+/-180°旋转，以使膜泡厚度均匀分散到整个膜泡的圆周上，最终得到厚度均匀且牵伸比为5～20的薄膜；
第三步：冷却薄膜：
(1)上述进入旋转牵引装置的薄膜在直径为200～400mm牵引辊进行第一次冷却，牵引辊中通冷却水，冷却水温度设定为20～40℃；
(2)离开牵引辊的薄膜通过200～400mm的冷却辊进行第二次冷却，冷却水温度设定为20～40℃；
第四步：收卷薄膜：
将经过第二次冷却后获得的薄膜通过居中式纠偏装置和除静电装置后进行收卷，即得到整齐、洁净的半成品膜卷；
第五步：印刷收卷：
将第四步得到的半成品膜卷送至印刷机进行放卷、高频电火花处理、印刷、热管干燥、压花、折边和收卷后，得到五层共挤重载膜。
6.如权利要求1-4任一项所述的防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜或权利要求5所述方法制得的防紫外线高遮光五层共挤重载包装膜作为包装袋在化工原料中的应用。
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