CN103059402A - 一种ffs单层重包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包装膜技术领域，具体的涉及一种FFS单层重包装膜及其制备方法，单层重包装膜由30～50%茂金属线型低密度聚乙烯、5～20%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5～20%超低密度聚乙烯、20～50%线型低密度聚乙烯、3～5%色母粒经单螺杆挤出机混炼，再经过机头挤出成型、牵引、冷却、收卷、印刷等工序制成单层重包装膜；与现有技术相比，本发明的单层重包装膜优化了产品配方，具备良好的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，制备过程采用逐级冷却的方式，所形成产品性能更稳定；而且原料中不需要添加助剂，因而成本较低，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及包装膜技术领域，具体的涉及一种FFS单层重包装膜及其制备方法。
背景技术
FFS重包装膜是一种实现连续性一次自动“成型、充填-封口（Form-Fill-Seal，简称“FFS”）等多道工序的新型包装材料，其包装能力可达到1700～1900袋/小时，能够满足大规模生产包装线的高速装填、大型储运和自动码垛，因而具有广阔的应用前景。近几年，FFS重包装膜行业发展迅猛，三层或者更多层数的新型重包装膜也不断地推出。
然而，生产多层重包装膜的共挤设备所占空间大，对厂房和人员配备的要求高，对设备控制精度要求高，一台性能较好的多层重包装膜的生产设备大约在500万以上，进口设备甚至达到1000万以上，由此总体投资非常大，成本回笼时间长，对企业资金掌握要求很高，而对于一些资金薄弱的小型生产企业，一般的单层重包装膜设备的费用不到50万，具有成本低的优点，因此，对于性能优质的单层重包装膜仍然具有广阔的市场前景。
现有技术中，单层包装膜普遍存在热封性能差、摩擦系数不稳定和破包率较高等诸多缺陷，为达到较理想的使用效果通常会使用大量的助剂，从而造成成本高。
因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种性能稳定、强度高、热封性能好且成本低的FFS单层重包装膜及其制备方法。
发明内容
本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种性能稳定、强度高、热封性能好且成本低的FFS单层重包装膜。
本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种制备工艺简单、节约成本的FFS双层重包装膜的制备方法，采用该制备方法生产的单层重包装膜具有性能稳定、强度高、热封性能好且成本低的优点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种FFS单层重包装膜，由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 30～50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 5～20%；
超低密度聚乙烯 5～20%；
线型低密度聚乙烯 20～50%；
色母粒 3～5%；
所述茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm3；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.91～0.95 g/cm3；
所述超低密度聚乙烯的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.88～0.92 g/cm3；
所述线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm3。
优选的，所述FFS单层重包装膜由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 36～50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10～20%；
超低密度聚乙烯 5～10%；
线型低密度聚乙烯 25～40%；
色母粒 3～5%。
优选的，所述FFS单层重包装膜由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10%；
超低密度聚乙烯 10%；
线型低密度聚乙烯 25%；
色母粒 5%。
优选的，所述FFS单层重包装膜由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 40%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10%；
超低密度聚乙烯 10%；
线型低密度聚乙烯 35%；
色母粒 5%。
优选的，所述FFS单层重包装膜由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 36%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 15%；
超低密度聚乙烯 5%；
线型低密度聚乙烯 40%；
色母粒 4%。
本发明提供上述FFS单层重包装膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一、原料混炼：
将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯以及色母粒添加至单螺杆挤出机混炼，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得流态混合物；
步骤二、挤出成型：
1）将步骤一制备的流态混合物输送至机头，在温度为170～220℃条件下，进行融合挤出，然后经温度为10～20℃的冷却风，吹涨形成膜泡，上述过程中，控制吹胀比为1.5～2.5，机头模口间隙为1.5～2.5mm；
2）膜泡经膜泡内部冷却风和膜泡外部冷却风冷却成型，成型的膜泡通过稳泡架稳定膜泡，再由膜泡测量仪360度旋转测量膜泡的直径和厚度的分布，并反馈至调节系统完成膜泡厚度的调节；
3）膜泡进入旋转架，进行正反圆周旋转实现膜泡正反圆周扭动，以使膜泡厚度均匀的分散到整个膜泡的圆周上；
4）膜泡经人字板压成扁平状的膜条；
步骤三、牵引：
将步骤二获得的膜条送入牵引机构进行牵引拉伸成薄膜，牵伸比为5～10，
步骤四、三次逐级冷却：
1）第一次冷却：
将牵引后的薄膜连续通过4根直径为70～110mm的冷却辊进行第一次冷却，冷却辊内通自来水；
2）第二次冷却：
将第一次冷却后的薄膜通过空气冷却柜进行第二次冷却，冷却空气的温度为15～20℃；
3）第三次冷却
将第二次冷却后的薄膜连续通过4根直径为170～230毫米的冷却辊进行第三次冷却，冷却辊内通冷却水，冷却水温为10～15℃；
步骤五、收卷：
将第三次冷却后的薄膜通过边缘式纠偏仪和除静电器处理后进行卷取，得到平整的半成品膜卷；
步骤六、印刷和分切：
将步骤五获得的膜卷送至印刷机进行放卷，再经过高频电火花处理、印刷、热风干燥、冷风干燥、移位、压花、插边、分切收卷工序后，获得FFS单层重包装膜成品。
本发明的有益效果：
本发明的一种FFS单层重包装膜，由30～50%茂金属线型低密度聚乙烯、5～20%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5～20%超低密度聚乙烯、20～50%线型低密度聚乙烯、3～5%色母粒经单螺杆挤出机混炼，再经过机头挤出成型、牵引、冷却、收卷、印刷等工序制成单层重包装膜；与现有技术相比，本发明优化了产品配方，采用了5～20%超低密度聚乙烯，使包装膜具备高度的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，而采用30～50%的茂金属线型低密度聚乙烯，其分子量分布广阔，既表现出良好的加工性能、机械强度、生产过程中的膜泡稳定性能而且保证了重包装膜热封的完好性，再配以乙烯-醋酸乙烯酯共混，补偿了超低密度聚乙烯和高密度聚乙烯晶体结构的缺陷，提供了优异的耐低温热封性能，使重包装膜的强度、韧性和挺度同时得到提高改善；另一方面，本发明的制备方法中，膜条经过牵引后仍具有较高的温度，且处于未定型状态，直接急冷容易造成膜条收缩不一致，影响产品的尺寸，造成明显的薄膜变形翘曲，而且直接急冷容易使膜条高温区域结晶度高于其他区域，造成薄膜厚度、机械性能和热封性能出现较大差异，影响产品的质量，而本发明采用逐级冷却的方式，接近薄膜冷却的自然方式，使产品尺寸稳定，目测薄膜无变形、翘曲等情况出现，而且所形成薄膜的厚度、机械性能和热封性能均基本没有差异，其性能更稳定；再者，本发明的原料中不需要添加助剂，利用原料本身的特性使膜层达到开口性能、挺度和韧性良好的效果，因而成本较低，具有良好的市场前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例1至3的重包装膜以0.14mm的厚度为例，且厚度平均偏差均不大于6%。
实施例1
本发明的一种FFS单层重包装膜，由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10%；
超低密度聚乙烯 10%；
线型低密度聚乙烯 25%；
色母粒 5%。
具体的，茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm3；
茂金属线型低密度聚乙烯为丁烯、己烯或者辛烯中的一种或者一种以上与聚乙烯单体共聚而成的聚合物。
具体的，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.91～0.95 g/cm3；
具体的，超低密度聚乙烯的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.88～0.92 g/cm3；
具体的，线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm3。
实施例2
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：本发明的一种FFS单层重包装膜，由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 40%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10%；
超低密度聚乙烯 10%；
线型低密度聚乙烯 35%；
色母粒 5%。
实施例3
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：本发明的一种FFS单层重包装膜，由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 36%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 15%；
超低密度聚乙烯 5%；
线型低密度聚乙烯 40%；
色母粒 4%。
实施例4
本发明的一种FFS单层重包装膜的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
步骤一、原料混炼：
将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯以及色母粒添加至单螺杆挤出机混炼，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得流态混合物；
步骤二、挤出成型：
1）将步骤一制备的流态混合物输送至机头，在温度为170～220℃条件下，进行融合挤出，然后经温度为10～20℃的冷却风，吹涨形成膜泡，上述过程中，控制吹胀比为1.5～2.5，机头模口间隙为1.5～2.5mm；
2）膜泡经膜泡内部冷却风和膜泡外部冷却风冷却成型，成型的膜泡通过稳泡架稳定膜泡，再由膜泡测量仪360度旋转测量膜泡的直径和厚度的分布，并反馈至调节系统完成膜泡厚度的调节；
3）膜泡进入旋转架，进行正反圆周旋转实现膜泡正反圆周扭动，以使膜泡厚度均匀的分散到整个膜泡的圆周上；
4）膜泡经人字板压成扁平状的膜条；
步骤三、牵引：
将步骤二获得的膜条送入牵引机构进行牵引拉伸成薄膜，牵伸比为5～10，
步骤四、三次逐级冷却：
2）第一次冷却：
将牵引后的薄膜连续通过4根直径为70～110mm的冷却辊进行第一次冷却，冷却辊内通自来水；
2）第二次冷却：
将第一次冷却后的薄膜通过空气冷却柜进行第二次冷却，冷却空气的温度为15～20℃；
4）第三次冷却
将第二次冷却后的薄膜连续通过4根直径为170～230毫米的冷却辊进行第三次冷却，冷却辊内通冷却水，冷却水温为10～15℃；
步骤五、收卷：
将第三次冷却后的薄膜通过边缘式纠偏仪和除静电器处理后进行卷取，得到平整的半成品膜卷；
步骤六、印刷和分切：
将步骤五获得的膜卷送至印刷机进行放卷，再经过高频电火花处理、印刷、热风干燥、冷风干燥、移位、压花、插边、分切收卷工序后，获得FFS单层重包装膜成品。
具体的，为防止薄膜表面吸附灰尘，在上述印刷过程中，在印刷油墨中添加抗静电剂，不但缩短了抗静电剂起效的时间，而且因为抗静电剂直接粘附在薄膜的外层，比传统的采用抗静电剂直接添加在配方中的方法节省了50%以上抗静电剂，从而降低了成本。
抗静电剂选用季胺盐类或烷基磷酸盐类抗静电剂。
本实施例中，上述步骤一的配方量采用实施例1、2或3的配方量。
性能测试
采用实施例1至3的配方量制备的FFS单层重包装膜，进行包装，然后进行跌落试验：从4米高处任意一方向跌落1次、从2米高处6个方向各跌落一次，测试结果如表1所示：
表1. FFS单层重包装膜的性能测试
由表1可得，本发明的FFS单层重包装膜的性能检测结果均优于用多层共挤重载膜/袋行业标准，经过多次的试验和实际应用证明了其具备高度的拉伸强度、冲击强度和撕裂强度，且性能稳定，能够制备具有高强度、良好摩擦性能和宽阔的热封窗口的产品。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种FFS单层重包装膜，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 30～50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 5～20%；
超低密度聚乙烯 5～20%；
线型低密度聚乙烯 20～50%；
色母粒 3～5%；
所述茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm3；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.91～0.95 g/cm3；
所述超低密度聚乙烯的熔指为0.2～3g/10min，密度为0.88～0.92 g/cm3；
所述线型低密度聚乙烯的熔指为0.5～2.5g/10min，密度为0.9～0.93 g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种FFS单层重包装膜，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 36～50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10～20%；
超低密度聚乙烯 5～10%；
线型低密度聚乙烯 25～40%；
色母粒 3～5%。
3.根据权利要求2所述的一种FFS单层重包装膜，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 50%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10%；
超低密度聚乙烯 10%；
线型低密度聚乙烯 25%；
色母粒 5%。
4.根据权利要求2所述的一种FFS单层重包装膜，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 40%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10%；
超低密度聚乙烯 10%；
线型低密度聚乙烯 35%；
色母粒 5%。
5.根据权利要求2所述的一种FFS单层重包装膜，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
茂金属线型低密度聚乙烯 36%；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 15%；
超低密度聚乙烯 5%；
线型低密度聚乙烯 40%；
色母粒 4%。
6.权利要求1至5任意一项所述的一种FFS单层重包装膜的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
步骤一、原料混炼：
将上述配方量的茂金属线型低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、超低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯以及色母粒添加至单螺杆挤出机混炼，螺杆直径为45～75mm，螺杆转速为40～100rpt/min，温度为150～190℃，压力为30～50MPa，获得流态混合物；
步骤二、挤出成型：
1）将步骤一制备的流态混合物输送至机头，在温度为170～220℃条件下，进行融合挤出，然后经温度为10～20℃的冷却风，吹涨形成膜泡，上述过程中，控制吹胀比为1.5～2.5，机头模口间隙为1.5～2.5mm；
2）膜泡经膜泡内部冷却风和膜泡外部冷却风冷却成型，成型的膜泡通过稳泡架稳定膜泡，再由膜泡测量仪360度旋转测量膜泡的直径和厚度的分布，并反馈至调节系统完成膜泡厚度的调节；
3）膜泡进入旋转架，进行正反圆周旋转实现膜泡正反圆周扭动，以使膜泡厚度均匀的分散到整个膜泡的圆周上；
4）膜泡经人字板压成扁平状的膜条；
步骤三、牵引：
将步骤二获得的膜条送入牵引机构进行牵引拉伸成薄膜，牵伸比为5～10，
步骤四、三次逐级冷却：
第一次冷却：
将牵引后的薄膜连续通过4根直径为70～110mm的冷却辊进行第一次冷却，冷却辊内通自来水；
2）第二次冷却：
将第一次冷却后的薄膜通过空气冷却柜进行第二次冷却，冷却空气的温度为15～20℃；
第三次冷却
将第二次冷却后的薄膜连续通过4根直径为170～230毫米的冷却辊进行第三次冷却，冷却辊内通冷却水，冷却水温为10～15℃；
步骤五、收卷：
将第三次冷却后的薄膜通过边缘式纠偏仪和除静电器处理后进行卷取，得到平整的半成品膜卷；
步骤六、印刷和分切：
将步骤五获得的膜卷送至印刷机进行放卷，再经过高频电火花处理、印刷、热风干燥、冷风干燥、移位、压花、插边、分切收卷工序后，获得FFS单层重包装膜成品。
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