CN213564493U - 一种用于热收缩膜的制造系统 - Google Patents

Abstract

一种用于热收缩膜的制造系统，包括膜用聚酯制备机构、功能料制备机构以及薄膜制备机构。功能料制备机构的气凝胶颗粒干燥机、聚乳酸颗粒干燥机以及第一聚苯乙烯颗粒干燥机通过管道连接聚二甲基硅氧烷搅拌罐；聚二甲基硅氧烷搅拌罐和第二聚苯乙烯颗粒干燥机的输出端连接第一挤出机；第一挤出机和膜用聚酯制备机构的输出端连接第二挤出机；第二挤出机的输出端分别连接薄膜制备机构；膜用聚酯制备机构的输出端通过管道连接薄膜制备机构。本申请的热收缩膜制造系统在现有的膜用聚酯制备机构和薄膜制备机构的基础上，整合了功能料制备机构以及配套的挤出、切片、干燥以及连接管路等设备，可用于连续高效生产本申请的热收缩膜。

Description

一种用于热收缩膜的制造系统

技术领域

本申请涉及一种三层结构的热收缩膜的制造系统，所述热收缩膜可用于食品、药品、餐饮、日用品、印刷、标签、电子等领域作为产品的外层覆膜或外包装材料。

背景技术

热收缩膜广泛应用于食品、药品、消毒餐具、文体用品、工艺礼品、印刷品、五金塑料制品、电话机、电子电器等等各种产品的外包装，尤其是在不规则形体物品或商品的组合式包装方面，既能满足商品的防潮防尘、防触摸偷换、透明展示等功能，又能增加产品外观吸引力。

常用热收缩膜通常有聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜、聚苯乙烯薄膜等。聚氯乙烯(PVC)类热收缩膜焚烧时会产生大量的氯化氢和二噁英等有害气体，会造成大气环境的污染。聚苯乙烯(PS)类热收缩膜在收缩过程中具有良好的稳定性和外观，但在耐化学性方面性能不佳，稳定性较差，不耐冲击，且强度低，使用较少。聚酯类热收缩材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)热收缩膜具有易于回收、无毒、无味、机械性能好、环境友好等特点，发展应用十分迅猛。

CN 101531079 A公开了一种聚酯热收缩膜及其制作方法，该薄膜为三层构造：顶层、芯层和底层，芯层组分为聚对苯二甲酸乙二醇酯；顶层和底层按重量百分比含有母料：15-25％wt，其余为聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物。母料为聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物和合成硅石的混合物，合成硅石按重量百分比为15-25％wt。该现有技术采用的难溶性无机合成硅石含量较高，很难分散到聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物中，该现有技术也没有提供避免合成硅石团聚的技术解决方案，对薄膜的强度、透光性都会造成影响。

CN 101018669 A公开了一种多层热收缩性聚苯乙烯类膜、以及使用该膜的热收缩性标签和容器，该现有技术的多层热收缩性聚苯乙烯类膜具有至少三层结构，两外层包含规定的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，中间层包含有规苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物同时含有规苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和/或苯乙烯-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物的混合物。该现有技术的热收缩膜主要采用聚苯乙烯共聚成分，共聚成分采用的原料类别多，杂质含量高难以提纯，制造工艺复杂，成膜产品的性能不稳定。

CN 102744945 A公开了一种抗粘连功能聚酯膜，聚酯膜分为A、B、C三层结构，其中A层和C层为表面层，B层为芯层，A层：普通膜用聚酯切片：65～80％；一般抗粘结剂：20～35％；B层：功能性膜用母料聚酯切片：80～85％；抗粘连母料：3～5％；高性能抗粘结剂：12～15％；C层：普通膜用聚酯切片：50～65％；一般抗粘结剂：35～50％。该现有技术的三层聚酯薄膜的无机抗粘连剂通过乙二醇进行分散，纳米化的无机抗粘连剂的比表面积太大，普通乙二醇分散工艺很难避免团聚，成膜产品的性能也不是很稳定。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种热收缩膜的制造系统，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出了一种用于热收缩膜的制造系统，包括膜用聚酯制备机构、功能料制备机构以及薄膜制备机构，其中，所述功能料制备机构包括气凝胶颗粒干燥机，聚乳酸颗粒干燥机，第一聚苯乙烯颗粒干燥机以及第二聚苯乙烯颗粒干燥机；所述气凝胶颗粒干燥机、聚乳酸颗粒干燥机以及第一聚苯乙烯颗粒干燥机通过管道连接聚二甲基硅氧烷搅拌罐；所述聚二甲基硅氧烷搅拌罐和第二聚苯乙烯颗粒干燥机的输出端通过管道连接第一挤出机；第一挤出机和膜用聚酯制备机构的输出端通过管道连接第二挤出机；第二挤出机的输出端分别通过表层管道和底层管道连接薄膜制备机构以制备热收缩膜的表层A以及底层C；膜用聚酯制备机构的输出端通过管道连接薄膜制备机构以制备热收缩膜的芯层B。

优选地，所述功能料制备机构进一步包括第一切片机和第一干燥机，所述第一切片机和第一干燥机设置在所述第一挤出机和第二挤出机之间；第一干燥机和膜用聚酯制备机构的输出端通过管道连接第二挤出机。

优选地，所述第二挤出机和薄膜制备机构之间设置有第二切片机和第二干燥机；第二干燥机的输出端分别通过表层管道和底层管道连接薄膜制备机构。

优选地，所述膜用聚酯制备机构包括第三挤出机，所述第三挤出机和第二挤出机之间设置有第三切片机和第三干燥机；第三干燥机的输出端分别通过管道连接第二挤出机以及薄膜制备机构。

本申请的热收缩膜制造系统在现有的膜用聚酯制备机构和薄膜制备机构的基础上，整合了功能料制备机构以及配套的挤出、切片、干燥以及连接管路等设备，可用于连续高效生产本申请的热收缩膜。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中，

图1显示的是本申请的热收缩膜的剖面结构示意图；

图2显示的是本申请的热收缩膜制造系统示意图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

鉴于现有技术的问题，本申请提出了一种三层结构的热收缩膜及其制造系统。本申请的三层结构的热收缩膜可用于食品、药品、餐饮、日用品、印刷、标签、电子等领域作为产品的外层覆膜或外包装材料。

如图1所示，本申请的热收缩膜是一种三层结构的共挤热收缩膜，由表层A、芯层B和底层C组成，表层A和底层C分别设置于芯层B的两侧，其中表层A和底层C为含有功能料切片的聚酯表层和聚酯底层，芯层B为不含功能料切片的聚酯芯层，其中，表层A和底层C的厚度为2.5μm～5.0μm，B层的厚度为5～65μm，热收缩膜的总厚度为10～75μm，幅宽为250-8700mm，优选为250-1500mm。

本申请中所称的聚酯是指由选自包含二元酸的多元羧酸以及它们的成酯性衍生物中的一种或二种以上、与选自包含二元醇的多元醇中的一种或二种以上形成的聚酯；或由羟基羧酸以及它们的成酯性衍生物形成的聚酯；或由环状酯形成的聚酯。聚酯的制造可以按照现有公知的方法进行。例如，以PET的制备为例，其可以通过如下方法获得：对苯二甲酸与乙二醇的酯化后进行缩聚的方法；或者以对苯二甲酸二甲酯之类的对苯二甲酸的烷基酯与乙二醇进行酯交换反应后进行缩聚的方法。

本申请的聚酯优选为PET或者PETG，优选为通过多层共挤工艺获得本申请的三层结构的热收缩膜。

本申请的表层A和底层C可以根据需要选择相同或者不同的厚度，优选二者选用相同成分的材料制备，即表层A和底层C的材料相同，均包括聚酯以及1.0wt％～5.0wt％的功能料切片，所述功能料切片包括聚苯乙烯、聚乳酸、气凝胶以及聚二甲基硅氧烷。表层A和底层C中的聚酯与芯层B的聚酯成分可以相同或者不同，例如，如果芯层B采用的是膜用PET聚酯切片，则表层A和底层C中的聚酯采用的可以是PET，也可以是PETG；如果芯层B采用的是膜用PETG聚酯切片，则表层A和底层C中的聚酯采用的也可以是PETG，或者也可以是PET。

功能料切片中的气凝胶俗称“蓝烟”，是一种具有多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度二氧化硅气凝胶，比表面积比普通二氧化硅大很多，用现有技术的磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂(例如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷等)比普通二氧化硅更加难以分散。由于密度非常低，很容易漂浮，无法分散到聚酯内部。气凝胶的多孔结构可以通过聚二甲基硅氧烷与聚乳酸以及聚丙乙烯产生强大的结合力，增大了气凝胶的密度，可以使气凝胶沉入聚酯内部。

本申请的表层A和底层C中，除聚酯之外的组分可以在均匀混合之后，利用诸如挤出机之类的设备挤出、造粒获得功能料切片，然后将功能料切片添加到聚酯中，制备获得聚酯母料切片。优选，功能料切片中各组分的重量份含量分别为：气凝胶60-70重量份、聚乳酸10～15重量份、聚苯乙烯30～60重量份，聚二甲基硅氧烷30～40重量份。本申请中的功能料切片的性状偏软，容易沾染灰尘被污染，因此优选生产出来后24小时内，以1.0wt％～5.0wt％的含量添加到聚酯中制备获得聚酯母料切片。

当功能料切片添加到聚酯中的时候，聚乳酸在高温下容易分解成水和二氧化碳，从而与气凝胶脱离。气凝胶的硅原子由于结合了聚二甲基硅氧烷的硅原子，聚二甲基硅氧烷另一端的高分子可以与聚酯的烷烃结合，气凝胶即便失去了聚乳酸的亲和，通过聚二甲基硅氧烷仍然可以将气凝胶保持在聚酯内部。而分解的聚乳酸所产生的二氧化碳会形成气泡，将聚酯中的其它固态无机物粒子带到产品的表层，例如可以将金属盐抗氧化剂、催化剂等带到聚酯的表层部分，可以在聚酯表面形成凸凹结构，起到了抗粘连的作用，从而可以减少无机抗粘连粒子的投加量，提高了聚酯的透光性。例如经检测，一般在减少20％～30％的抗粘连粒子的用量的情况下，聚酯薄膜的抗粘连效果并无明显变化，而聚酯薄膜的透光性能够得到大幅提升。

在本申请的一个具体实施例中，优选可以将60-70重量份的粒径为0.5μm～10μm的气凝胶颗粒120℃烘干4小时；将10～15重量份的粒径为0.5mm以下的聚乳酸颗粒110℃烘干4小时；将10～15重量份的粒径为0.5mm以下的聚苯乙烯颗粒110℃烘干4小时。将上述烘干后的颗粒，常温投入到30～40重量份的液态聚二甲基硅氧烷中高速搅拌2小时，获得膏状料，搅拌速度1000-1500rpm。将110℃烘干4小时的20～45重量份的聚苯乙烯颗粒(此处可以不用粉碎，仅以购买的颗粒形式烘干即可)，与上述膏状料投入挤出机的混料区，均匀混合后熔融挤出、切粒、干燥获得功能料切片。

聚二甲基硅氧烷不溶于水，与普通无机颗粒的亲和力较差，需要高速搅拌的剪切力才能分散，不适于直接添加到聚酯中。聚二甲基硅氧烷的硅原子可以与气凝胶的硅原子形成牢固的分子结合，结合力很强，施加高速搅拌也不会让二者分离。聚二甲基硅氧烷另一端的高分子可以与聚酯的烷烃结合，结合力也很强。不但分散效果很好，而且由于是分子结合，不会脱离结合发生团聚现象。而普通二氧化硅表面光滑，与现有偶联剂的结合力不够，分散时搅拌力度过大会与偶联剂脱离，添加到聚酯中仍然会团聚。

优选地，制备的功能料切片在生产出来后24小时内，与已经制备好的膜用聚酯切片均匀混合，最后熔融、共挤、切粒、干燥，获得功能料切片的含量为1.0wt％～5.0wt％的聚酯母料切片。

经检测，添加功能料切片的聚酯母料后，对原聚酯的粘度影响很小，有利于保持聚酯参数的稳定性。另外，对聚酯的制品的光泽度、耐磨、耐高温以及隔热性能均有10％～20％的改善。

下面参照图2所示本申请的热收缩膜制造系统详细说明本申请的热收缩膜的制造方法。

如图，本申请的热收缩膜的制造系统包括膜用聚酯制备机构100、功能料制备机构200以及薄膜制备机构300。其中，膜用聚酯制备机构100可以采用现有设备通过公知的工艺生产制备膜用聚酯切片，或者可以采用已经生产好的聚酯进行切片或者也可以采用购买的聚酯颗粒切片获得。同样的，薄膜制备机构300可以采用现有的薄膜拉挤成型设备通过公知的三层共挤工艺生产制备三层结构的薄膜产品。

本申请的热收缩膜制造系统在现有的膜用聚酯制备机构100和薄膜制备机构300的基础上，整合了功能料制备机构200以及配套的挤出、切片、干燥以及连接管路等设备，可用于连续高效生产本申请的热收缩膜。

具体地，如图2所示，本申请的功能料制备机构200包括气凝胶颗粒干燥机201，聚乳酸颗粒干燥机202，第一聚苯乙烯颗粒干燥机203以及第二聚苯乙烯颗粒干燥机204。

气凝胶颗粒干燥机201、聚乳酸颗粒干燥机202以及第一聚苯乙烯颗粒干燥机203的输出端通过管道连接聚二甲基硅氧烷搅拌罐205。

气凝胶颗粒干燥机201、聚乳酸颗粒干燥机202以及第一聚苯乙烯颗粒干燥机203的干燥颗粒通过管道输入聚二甲基硅氧烷搅拌罐205，与聚二甲基硅氧烷搅拌罐205中的聚二甲基硅氧烷混合搅拌获得膏状料。

聚二甲基硅氧烷搅拌罐205和第二聚苯乙烯颗粒干燥机204的输出端通过管道连接第一挤出机206。从聚二甲基硅氧烷搅拌罐205输出的膏状料与第二聚苯乙烯颗粒干燥机204的干燥颗粒通过管道输入第一挤出机206制备获得功能料切片。

第一挤出机206和膜用聚酯制备机构100的输出端通过管道连接第二挤出机207。通过第一挤出机206制备的功能料切片与来自膜用聚酯制备机构100的膜用聚酯切片通过管道输入第二挤出机207制备获得聚酯母料切片。

在一个具体实施例中，功能料制备机构200进一步包括第一切片机2061和第一干燥机2062，第一切片机2061和第一干燥机2062设置在第一挤出机206和第二挤出机207之间。通过第一挤出机206制备的功能料分别通过第一切片机2061和第一干燥机2062制备获得干燥的功能料切片。第一干燥机2062和膜用聚酯制备机构100的输出端通过管道连接第二挤出机207。

第二挤出机207的输出端分别通过表层管道301和底层管道302连接薄膜制备机构300。通过第二挤出机207制备的聚酯母料切片分别通过表层管道301和底层管道302输入薄膜制备机构300制备获得热收缩膜的表层A以及底层C。膜用聚酯制备机构100的输出端也通过管道连接薄膜制备机构300。来自膜用聚酯制备机构100的膜用聚酯切片通过芯层管道303输入薄膜制备机构300制备获得热收缩膜的芯层B。

在另一个具体实施例中，第二挤出机207和薄膜制备机构300之间设置有第二切片机2071和第二干燥机2072。通过第二挤出机207制备的聚酯母料分别通过第二切片机2071和第二干燥机2072制备获得干燥的聚酯母料切片。第二干燥机2072的输出端分别通过表层管道301和底层管道302连接薄膜制备机构300。

如果膜用聚酯是已经生产或者购买的膜用聚酯切片，则膜用聚酯制备机构100可以仅仅包括切片干燥机即可。在又一个具体实施例中，如图所示，本申请的膜用聚酯制备机构100可以在现有聚酯生产设备的基础上进一步包括第三挤出机208，第三挤出机208和第二挤出机207之间设置有第三切片机2081和第三干燥机2082。第三干燥机2082的输出端分别通过管道连接第二挤出机207以及薄膜制备机构300。

本申请的制造系统获得的热收缩膜具有优异的加工性能、良好的拉伸强度、透光率以及阻燃性能。另外对热收缩膜的光泽度、耐磨、耐高温、隔热性能均有提高。

本领域技术人员应当理解，虽然本申请是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本申请的保护范围。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本申请保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于热收缩膜的制造系统，包括膜用聚酯制备机构(100)、功能料制备机构(200)以及薄膜制备机构(300)，其特征在于，所述功能料制备机构(200)包括气凝胶颗粒干燥机(201)，聚乳酸颗粒干燥机(202)，第一聚苯乙烯颗粒干燥机(203)以及第二聚苯乙烯颗粒干燥机(204)；所述气凝胶颗粒干燥机(201)、聚乳酸颗粒干燥机(202)以及第一聚苯乙烯颗粒干燥机(203)通过管道连接聚二甲基硅氧烷搅拌罐(205)；所述聚二甲基硅氧烷搅拌罐(205)和第二聚苯乙烯颗粒干燥机(204)的输出端通过管道连接第一挤出机(206)；第一挤出机(206)和膜用聚酯制备机构(100)的输出端通过管道连接第二挤出机(207)；第二挤出机(207)的输出端分别通过表层管道(301)和底层管道(302)连接薄膜制备机构(300)以制备热收缩膜的表层A以及底层C；膜用聚酯制备机构(100)的输出端通过管道连接薄膜制备机构(300)以制备热收缩膜的芯层B。

2.如权利要求1所述的制造系统，其特征在于，所述功能料制备机构(200)进一步包括第一切片机(2061)和第一干燥机(2062)，所述第一切片机(2061)和第一干燥机(2062)设置在所述第一挤出机(206)和第二挤出机(207)之间；第一干燥机(2062)和膜用聚酯制备机构(100)的输出端通过管道连接第二挤出机(207)。

3.如权利要求2所述的制造系统，其特征在于，所述第二挤出机(207)和薄膜制备机构(300)之间设置有第二切片机(2071)和第二干燥机(2072)；第二干燥机(2072)的输出端分别通过表层管道(301)和底层管道(302)连接薄膜制备机构(300)。

4.如权利要求3所述的制造系统，其特征在于，所述膜用聚酯制备机构(100)包括第三挤出机(208)，所述第三挤出机(208)和第二挤出机(207)之间设置有第三切片机(2081)和第三干燥机(2082)；第三干燥机(2082)的输出端分别通过管道连接第二挤出机(207)以及薄膜制备机构(300)。

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