聚烯烴雙向拉伸掛麵膜及其製備方法與流程
2023-10-04 06:16:44
技術領域
本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種聚烯烴雙向拉伸掛麵膜及其製備方法。
背景技術：
聚烯烴熱收縮薄膜(POF)一般採用PP和PE共擠複合製成，同時包含了聚乙烯和聚丙烯的優點，且性能又優於聚乙烯膜和聚丙烯膜，如具有高透明、耐低溫、高強度、耐揉搓的綜合性能。POF薄膜廣泛地用於工業和零售業各種產品如食品、化妝品、藥品、及電子產的綑紮和包裝應用。POF薄膜一般為3-5層共擠出結構,雙向拉伸工藝主要由以下工序組成: 配料混料、擠出機擠出，通過共擠模頭擠出成為管坯，管坯驟冷，經牽引進長發熱筒預熱, 在大發熱筒內吹脹,熱定型、冷卻、收卷、分切和入庫。
現有技術中，如專利號為CN 103085415A的專利公開了一種共擠出的聚烯烴雙向拉伸薄膜及其製備方法，有該方法製備的薄膜具有高強度和高挺度的特點，有助於薄膜的減薄和輕量化，然而，該薄膜在滑度、熱封性及透明度方面存在明顯的不足，在高速包裝時容易出現封口不牢和影響外觀，影響生產效率的問題。
有鑑於此，有必要對上述的共擠出的聚烯烴雙向拉伸薄膜進行進一步的改進。
技術實現要素：
為解決現有技術中存在的至少一上述技術問題，本發明的主要目的提供一種聚烯烴雙向拉伸掛麵膜及其製備方法。
為實現上述目的，本發明採用的一個技術方案為：提供一種聚烯烴雙向拉伸掛麵膜，包括依次分布的上表層、三層芯層及下表層五層層狀結構，
所述上表層及下表層均由如下的組分製備：
丙烯類共聚物 88～97份；
防粘連劑 3～8份；
爽滑劑 0.1～1份；
三層所述芯層均由如下的組分製備：
線性低密度烯類共聚物 99～100份；
爽滑劑 0. 1～1份。
優選地，所述線性低密度烯類共聚物為熔點低於120℃的乙烯共聚物、丙烯共聚物、乙烯共聚物與丙烯共聚物形成的共混物，以及乙烯共聚物與丙烯共聚物形成的混合物中任一種；
所述上表層及下表層的熔點高於芯層的熔點。
優選地，所述防粘連劑為高透明的有機防粘連劑。
優選地，所述爽滑劑為矽酮、油酸醯胺，以及芥酸醯胺爽滑劑中任一種。
優選地，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的表面摩擦係數為0.25～0.70。
優選地，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的表面摩擦係數為0.3～0.5。
優選地，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的總厚度為18～30um，且任一所述芯層的厚度大於上表層或下表層的厚度。
優選地，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的總厚度為18～20um，且任一所述芯層的厚度大於上表層或下表層的厚度。
為實現上述目的，本發明採用的一個技術方案為：提供一種聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的製備方法，包括如下步驟：
預先混配丙烯類共聚物88～97份、防粘連劑3～8份及爽滑劑0.1～1份的上表層及下表層，以及混配線性低密度烯類共聚物 99～100份及爽滑劑0. 1～1份的三層芯層，並對各層材料進行均勻分散處理；
將上表層、三層芯層及下表層分別通過五臺擠出機，並經過五層共擠模頭擠出形成管坯，並對管坯冷卻成型處理，其中，所述上表層及下表層對應的擠出機的溫度均為185～195℃，三層所述芯層對應的擠出機的溫度均為180～200℃；
管坯經冷卻定型後牽引至長發熱筒，並由長發熱筒對管坯進行預熱，其中，所述長發熱筒對管坯的預熱溫度為200～400℃；
對預熱後的管坯充氣以及對充氣後的管坯進行雙向拉伸處理形成泡膜，其中，所述雙向拉伸處理的溫度為108～110℃，所述雙向拉伸包括橫向和縱向拉伸，拉伸倍數均為4-7倍；
強制冷卻泡膜，並對泡膜進行對分剖開處理得到聚烯烴雙向拉伸掛麵膜。
本發明的技術方案生產的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜，既能夠滿足高速包裝包裝需求，同時又具有高的透明度。利用本方案生產的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜在高速封口自動包裝機上使用效果與傳統的熱封POF產品相比，具有熱封溫度低、可熱封溫度寬、具有熱爽滑的特性，很好解決普通POF薄膜包裝掛麵時，包裝速度慢、不良率多，同時，還能夠解決裝箱過程中，薄膜與包裝箱之間摩擦容易磨破的問題，能夠明顯改善產品的透明度和熱封性。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
目前一般薄膜為了保證開口性，必須要達到較高的滑度，提高滑度的同時降低了材料的熱封性和透明度，在高速包裝時容易出現封口不牢和影響外觀，影響生產效率。經過長期的實踐得到，滑度、透明度和熱封溫度是掛麵膜性能的三個重要參數。發明人通過長期的生產實踐以及多次的反覆實驗，設計了一種同時具有熱封溫度低、可熱封溫度寬、具有熱爽滑特性的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的方案，具體方案請參照下述的實施例。
在本發明實施例中，該聚烯烴雙向拉伸掛麵膜，包括依次分布的上表層、三層芯層及下表層五層層狀結構，
所述上表層及下表層均由如下的組分製備：
丙烯類共聚物 88～97份；
防粘連劑 3～8份；
爽滑劑 0.1～1份；
三層所述芯層均由如下的組分製備：
線性低密度烯類共聚物 99～100份；
爽滑劑 0. 1～1份。
本實施例中，該聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的上表層、三層芯層及下表層五層層狀結構可以表述為A/B/B/B/C五層結構，其中，A層、C層分別為上表層及下表層，三個B層為芯層，A層、C層可由擠出機螺杆直徑為70mm，螺杆長徑比為30:1，擠出溫度為180℃的擠出形成；三個芯層可由擠出機螺杆直徑為75mm，螺杆長徑比為35:1，擠出溫度為190℃的擠出形成。聚烯烴雙向拉伸掛麵膜具體的結構請參照表1。
表1
從表1可知，B層（芯層）有三層，B層的厚度均大於A層（上表層）及C層（下表層）的厚度。並且B層的主要材質為DOWLEX2045G/m-LLDPE線性低密度烯類共聚物，A層和C層的主要材質為5C37F丙烯類共聚物、防粘連劑及爽滑劑，通過調整上述線性低密度烯類共聚物以及丙烯類共聚物，能夠使聚烯烴雙向拉伸掛麵膜達到最佳的性能。
本實施例中，所述線性低密度烯類共聚物為熔點低於120℃的乙烯共聚物、丙烯共聚物、乙烯共聚物與丙烯共聚物形成的共混物，以及乙烯共聚物與丙烯共聚物形成的混合物中任一種；所述上表層及下表層的熔點高於芯層的熔點。較優的，所述防粘連劑為高透明的有機防粘連劑。較優的，所述爽滑劑為矽酮、油酸醯胺，以及芥酸醯胺爽滑劑及其共混物中任一種。由於上表面及下表面直接與物體接觸，因摩擦導致的熱量由上表面及下表面至芯層傳遞，如此，當上表面及下表面至芯層熔點高於芯層時，有利於保護芯層。該防粘連劑可以選用常規的防粘連劑，如高透明的有機防粘連劑，以降低掛麵膜的霧度，提高透明度。
在一具體的實施例中，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的表面摩擦係數為0.25～0.70。較優的，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的表面摩擦係數為0.3～0.5。所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的總厚度為18～30um，且任一所述芯層的厚度大於上表層或下表層的厚度。較優的，所述聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的總厚度為18～20um，且任一所述芯層的厚度大於上表層或下表層的厚度。本實施例中，聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的厚度可為18～30um，太厚則會增加成本，太薄則會影響掛麵膜的質量。
本發明的實施例中，該聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的製備方法，包括如下步驟：
預先混配丙烯類共聚物88～97份、防粘連劑3～8份及爽滑劑0.1～1份的上表層及下表層，以及混配線性低密度烯類共聚物 99～100份及爽滑劑0. 1～1份的三層芯層，並對各層材料進行均勻分散處理；
將上表層、三層芯層及下表層分別通過五臺擠出機，並經過五層共擠模頭擠出形成管坯，並對管坯冷卻成型處理，其中，所述上表層及下表層對應的擠出機的溫度均為185～195℃，三層所述芯層對應的擠出機的溫度均為180～200℃；較優的，185℃、190℃、195℃均為上表層及下表層對應的擠出機溫度的優選值。180℃、190℃、200℃均為三層芯層對應的擠出機溫度的優選值。上述的共擠模頭的溫度為179℃。
管坯經冷卻定型後牽引至長發熱筒，並由長發熱筒對管坯進行預熱，其中，所述長發熱筒對管坯的預熱溫度為200～400℃；較優地，200℃、300℃、400℃均為預熱溫度的優選值，經過對管坯進行預熱可以達到設定的溫度要求。具體的，管坯經冷卻後牽引進入發熱筒，長發熱筒溫度為區域可以分為1-4區，對應溫度分為：250℃，260℃，270℃，280℃。
對預熱後的管坯充氣以及對充氣後的管坯進行雙向拉伸處理形成泡膜，其中，所述雙向拉伸處理的溫度為108～110℃，拉伸可分為橫向和縱向拉伸，拉伸倍數均為4-7倍；本步驟中，預熱後的管坯溫度較高，經過適當冷卻後可進行充氣處理，然後在長發熱筒的溫度在108～110℃時，可對充氣後的管坯進行橫向及縱向拉伸處理形成泡膜，橫向及縱向拉伸的倍數優選為4、5.5、7倍。
強制冷卻泡膜，並對泡膜進行對分剖開處理得到聚烯烴雙向拉伸掛麵膜。該步驟中，對分剖開後的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜經過收卷、固化後可分切成成品。由上述方法製得的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的各項參數請參照表2。
表2
從表2中可以得看出，有上述方案製備的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜，至少在拉伸強度、斷裂伸長率參數面都具有優於現有技術薄膜的優點。需要強調的是，本聚烯烴雙向拉伸掛麵膜的封口強度、摩擦係數 (靜/動) 及霧度相比於傳統型薄膜要高，尤其是霧度和封口強度，本方案要明顯優於傳統型薄膜。
綜上，本發明的技術方案製備的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜，既能夠滿足高速包裝包裝需求，同時又具有高的透明度。利用本方案生產的聚烯烴雙向拉伸掛麵膜在高速封口自動包裝機上使用效果與傳統的熱封POF產品相比，具有熱封強度高、可熱封溫度寬、具有熱爽滑的特性，很好解決普通POF薄膜包裝掛麵時，包裝速度慢、不良率多，同時，還能夠解決裝箱過程中，薄膜與包裝箱之間摩擦容易磨破的問題，能夠明顯改善產品的透明度和熱封性。
以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護範圍內。