CN106739359B - 一种未拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种未拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法，涉及包装用薄膜材料技术领域。本发明通过将配好各层组分原料进行加热塑化，然后挤出，再经过T型模头得到层状结构材料，在经过后续处理，最终得到未拉伸聚乙烯薄膜。该薄膜包括五层结构，依次分别为热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层、用于镀铝膜的电晕层。本发明提供的未拉伸聚乙烯薄膜强度大，透气率低，透湿性低，镀铝附着力强，热封性能好。

Description

一种未拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及包装用薄膜材料技术领域，特别涉及一种未拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，塑料复合材料与单一组合材料相比，往往具有更加优良的物理化学性能，因此运用更加普遍化。熟食包装、冷冻食品包装、真空包装等都需要大量的复合薄膜包装材料。但是，目前的复合薄膜包装材料还是会经常出现透湿率较偏高，透气性偏高，强度不够大，并且热封端口脆弱，经常出现漏气等情况,对食品安全造成不利的影响。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种未拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法，旨在降低包装薄膜材料的透湿性透气性，增加强度，提高热封性，使得开口容易，同时提高热封端口的强度和防护效果。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种未拉伸聚乙烯薄膜，其包括五层复合结构，依次分别为热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层、电晕层；所述热封层的成份包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯和开口剂；所述第一中间层和第二中间层制备材料相同，其成份包括高压聚乙烯、低压聚乙烯和茂金属聚乙烯；所述中间层的成份包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、低压聚乙烯；所述电晕层成份包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯和增粘剂。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其特征在于，所述热封层的制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、线性聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-50％和用于增加开口的开口剂1%-5％。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其中，所述的第一中间层和第二中间层制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、低压聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-50％。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其中，所述辅助层制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、线性聚乙烯30％-60％、低压聚乙烯5％-25％。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其中，所述电晕层的制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-70％、线性聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-70％和增粘剂0.1％-0.2％。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其中，所述热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层和电晕层中各层的厚度比分别为：热封层 20-30％、第一中间层10-25％、辅助层15-25％、第二中间层10-25％、电晕层20-25％。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其中，所述开口剂主要成分为二氧化硅有机微球形粒子；所述电晕层包含的线性聚乙烯质量百分比为50%。

一种以权利要求1-7任一项所的未拉伸聚乙烯薄膜为基础的镀铝基材，其特征在于，包括未拉伸聚乙烯薄膜和铝膜层；所述铝膜层与所述薄膜的电晕层结合。

一种如权1-7任意一项的未拉伸聚乙烯薄膜的制备方法，其步骤如下：

S1. 准备各层组分的原料配料，然后进行加热塑化，使原料融化，再将塑化后的树脂通过挤出机的螺杆向前挤出，按设计好的结构层次经过T型模头进行挤压叠合；

S2. 挤出来的树脂通过T型摸头后，流到主冷辊，由次冷辊冷却成型；

S3. 对成型的薄膜厚度进行检测厚度及控制厚度；

S4.对电晕层进行电晕处理，然后收卷和时效处理。

所述的未拉伸聚乙烯薄膜制备方法，其中，所述步骤S1中加热塑化和T型模头的加工温度为165℃-250℃。

有益效果：本发明通过将配好各层组分原料进行塑化，然后挤出，再经过T型模头流延成型，得到层状结构材料，在经过后续处理，最终得到薄膜。该薄膜包括五层结构，依次分别为热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层、用于镀铝膜的电晕层。通过该制备方法制得的未拉伸聚乙烯薄膜，热封层与第一中间层贴合，使得热封层可以增强热封层的抗拉强度，而热封层的透湿性透气性也会进一步降低，在辅助层的辅助贴合作用下，第一中间层和第二中间层成为了相互促进的层次，不仅强度增大了，而且由于辅助的过渡，使得透湿性透气性大大降低。电晕层贴合与第二中间层的下面，很好的为薄膜提供了第一道强度防护，可以使得第二中间层最大限度的避免刺穿或者划伤，更好的发挥透湿透气防护作用。此外，作为镀铝基材，镀铝后，铝层的附着力非常好，只需要添加很少的增粘剂便可以达到很好的附着力好；由于各层原料的配比不同，可以从不同配比来说明，没有增粘剂和有加增粘剂时，镀铝附着力情况为：没有加增粘剂时，镀铝层60%脱铝，加千分之一的增粘剂时，镀铝层5%脱铝，加千分之二时，镀铝层不会脱铝，使用该基材镀铝后，该镀铝膜与其它彩印膜复合后，可以耐90度，杀菌30分钟，不会出现铝层转移和分层，热封后，热封的位置铝层不会转移至彩印膜上，其它基材的镀铝都不能同时具备，我们这种基材的特性（同时具备可热封性，可耐90度，杀菌30分钟，不会出现铝层转移和分层，热封后，热封的位置铝层不会转移至彩印膜上等）。

附图说明

图1为未拉伸聚乙烯薄膜结构示意图。

图2为以未拉伸聚乙烯薄膜为基础的镀铝基材结构示意图。

图3为未拉伸聚乙烯薄膜制备方法工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供一种聚乙烯薄膜，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明所提供一种未拉伸聚乙烯薄膜，包括五层复合结构，依次分别为热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500；所述热封层100的底部设置有第一中间层200，第一中间层200的底部设置有辅助粘贴的辅助层300，而所述辅助层300设置在第一中间层200和第二中间层400之间，在第二中间层400的底部设置有电晕层500；所述热封层100的成分包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯和开口剂；所述第一中间层200和第二中间层400制备材料相同，均是的成分包括高压聚乙烯、低压聚乙烯和茂金属聚乙烯；所述辅助层300的成分包括高压聚乙烯、线性聚乙烯和低压聚乙烯；所述电晕层500的成分包括由高压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯和增粘剂，主要用于铝膜附着。通过五层结构的合理分布，使得各层的作用更加明确，更加合理。相邻层次结构紧密结合，使得复合后的层状材料强度明显增大。

进一步的，所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述热封层100包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、线性聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-50％和开口剂1%-5％；所述开口剂主要材料为二氧化硅和有机微球形粒子。二氧化硅和有机微球形粒子作为热封层的开口剂，使得热封层具有良好开口性，并且更加容易开口。二氧化硅的无毒性，使得热封层可以更好的用于食品包装材料。同时二氧化硅还能提高热封层的拉伸强度和拉伸断裂伸长率。热封层含有线性聚乙烯，虽然熔融温度提高了，但是热封层具有更为优越的抗张强度、抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐低温性、耐热性和耐穿刺性。

进一步的，所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述的第一中间层200和第二中间层400包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、低压聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-50％，具有高阻隔性。具有高阻隔性的所述的第一中间层200和第二中间层400，给该薄膜在降低透湿率透气率方面提供了双层保障基础。

进一步的，所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述辅助层300包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、线性聚乙烯30％-60％、低压聚乙烯5％-25％。辅助层300与所述的第一中间层200和第二中间层400紧密结合，为具有高阻隔性的中间层起到了很好的辅助贴合作用，使得整体的阻隔性能更加突出。

进一步的，所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述电晕层500包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-70％、线性聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-70％和增粘剂0.1％-0.2％。增粘剂使得电晕层有更好的附着力，对于后续镀铝工序以及镀上铝膜后的基材性能都是有益的。

进一步的，所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500之间各层的厚度百分比分别为： 20-30％、10-25％、15-25％、10-25％、20-25％。该厚度比例使得在保证本身层次的独立性能情况下，相邻层之间的贴合更加紧密，。

实施例一

所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500各层的厚度百分比分别为： 20％、17.5％、20％、17.5％、25％。具体的，所述热封层100包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％、线性聚乙烯30％、茂金属聚乙烯48％和开口剂2％；所述的第一中间层200和第二中间层400包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％、低压聚乙烯30％、茂金属聚乙烯50％；所述辅助层300包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯40％、线性聚乙烯50％、低压聚乙烯10％；所述电晕层500包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯24％、线性聚乙烯50％、茂金属聚乙烯25.8％和增粘剂0.2％。电晕层的厚度相对其他层次更厚，作为之后的铝膜附着基础更加牢固。同时，电晕层作为该薄膜基材的第一道防护，该实施例的厚度可以增加抗张强度、抗撕裂强度和耐穿刺性。

实施例二

所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500之间的各层厚度百分比分别为： 20％、20％、20％、15％、25％。具体的，所述热封层100包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯33％、线性聚乙烯33％、茂金属聚乙烯33％和开口剂1%；所述的第一中间层200和第二中间层400包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯33％、低压聚乙烯33％、茂金属聚乙烯33％；所述辅助层300包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯45％、线性聚乙烯50％、低压聚乙烯5％；所述电晕层500包括的成分质量百分比为高压聚乙烯25.9％、线性聚乙烯50％、茂金属聚乙烯24％和增粘剂0.1％。

实施例三

所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500之间的各层厚度百分比分别为： 25％、15％、20％、15％、25％。具体的，所述热封层100包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％、线性聚乙烯50％、茂金属聚乙烯25％和开口剂5％；所述的第一中间层200和第二中间层400包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯20％、低压聚乙烯50％、茂金属聚乙烯30％；所述辅助层300包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯40％、线性聚乙烯50％、低压聚乙烯10％；所述电晕层500包括的成分质量百分比为高压聚乙烯30％、线性聚乙烯39.82％、茂金属聚乙烯30％和增粘剂0.18％。

实施例四

所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500各层之间的厚度百分比分别为： 20％、15％、25％、15％、25％。具体的，所述热封层100包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯50％、线性聚乙烯24％、茂金属聚乙烯24％和开口剂2％；所述的第一中间层200和第二中间层400包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯50％、低压聚乙烯25％、茂金属聚乙烯25％；所述辅助层300包括的成分质量百分比为：高压聚乙烯50％、线性聚乙烯35％、低压聚乙烯15％；所述电晕层500包括的成分质量百分比为高压聚乙烯33％、线性聚乙烯33％、茂金属聚乙烯33.85％和增粘剂0.15％。

进一步的，所述未拉伸聚乙烯薄膜中，所述未拉伸聚乙烯薄膜为厚度为30-100μm的基材。

优选的，所述未拉伸聚乙烯薄膜为厚度为50-80μm的基材。

参照图2，一种以所述的未拉伸聚乙烯薄膜为基础的镀铝基材，包括热封层100、第一中间层200、辅助层300、第二中间层400、电晕层500和铝膜层600；所述铝膜层600结合于所述聚乙烯薄膜的电晕层500。以该未拉伸聚乙烯薄膜为基础，在其电晕层镀上铝膜的镀铝基材，铝膜层不容易剥离，并且具有很好的镜面效果。根据结果表明，在温度为30℃，相对湿度为90%实验条件下经过24小时，该镀铝基材的透水率为1.5 g/㎡·24h ~ 2.5 g/㎡·24h。

参照图3，一种未拉伸聚乙烯薄膜的制备方法，其主要原料为聚乙烯，具体的聚乙烯包括高压聚乙烯、低压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯，以这些原材料为基础，加入适量的辅助剂，采用五层共挤流延法制备未拉伸聚乙烯薄膜；其步骤如下：

S1. 准备各层组分的原料配料，然后进行加热塑化，使原料融化，再将塑化后的树脂通过挤出机的螺杆向前挤出，按设计好的结构层次经过T型模头进行挤压叠合；

S2. 挤出来的树脂通过T型摸头后，流到主冷辊，由次冷辊冷却成型；

S3. 对成型的薄膜厚度进行检测厚度及控制厚度；

S4.对电晕层进行电晕处理，然后收卷和时效处理。

进一步说，所述步骤S1中加热塑化和T型模头的加工温度为165℃-250℃。

上述的时效处理指生产好的薄膜由于工艺需要，在放24小时至48小时。

在实际生产中最终制得厚度为30-100μm的未拉伸聚乙烯薄膜，优选的厚度为50-80μm，之后进行检验包装。

所述未拉伸聚乙烯薄膜的制备方法中，原料在挤出机的加热温度控制在160℃---250℃之间。具体的配好的原料进入挤出机后，加温到160℃，然后沿着挤出机物料出口方向逐步增加到250摄氏度，当然，各层原材料或者是配比有差异，实际生产过程当中，根据各个层次原料的实际情况在该温度范围内进行合适选择。该制备方法得到的未拉伸聚乙烯的时效处理时间较短，只需要24-48小时即可，相比普通的一般需要72-120小时节省了大量时间。从挤出机出口出来的物料，经过T型（五流道的复合）模头的复合流延，得到未拉伸聚乙烯薄膜本体，在经过后续一系列处理，最终得到可用于镀铝膜的未拉伸聚乙烯薄膜。

综上所述，本发明通过提供一种未拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法，将配置好的原料经过挤出机的加工，之后再T型模头进行流延复合而成，最终得到未拉伸聚乙烯薄膜，包括五层复合结构，分别为热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层、电晕层。

本发明的优点有：

1、薄膜为五层结构，材料本身相似相容，相邻的层状材料有相近的原料成分，使得材料的相邻层结合得更加紧密，相辅相成，即相互独立又相互促进，使得各层的作用更加明确，更加合理，复合后的层状材料强度明显增大，透湿性透气性降低。

2、作为热封层，使用线性聚乙烯代替普通材料使用的低压聚乙烯，虽然熔融温度提高了，但是其抗张强度、抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐低温性、耐热性和耐穿刺性极为优越。给大部分物料在包装的时候提供了更为广阔的条件，比如说柔性物料（软糖）或者相对硬性的物料（鱼干），都可以采用，使得适用性更强。在包装过程中，不会总是担心刺穿而影响效率，同样的，运输过程中，也减少了漏气和受污染的几率。

3、作为中间层，由于有了辅助层和电晕层的保护，所以在抗张强度、抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐低温性、耐热性和耐穿刺性方面没有那么高的要求，基于此，通过高压聚乙烯、低压聚乙烯、茂金属聚乙烯三种分量基本相当的组合材料以形成更加致密的高阻隔层，大大降低了透湿性和透气性。中间层作为高阻隔层，用于食品包装，可以更好的防止氧气渗透和水气渗透，降低氧化进程和空气中的细菌入侵。

4、电晕层作为该薄膜材料的第一防护层，抗张强度，抗撕裂强度和耐穿刺性尤为重要，所以电晕层的厚度一般占整个薄膜厚度的比例稍大，并且线性聚乙烯的含量倾向于稍大值，最高达到了该层组分的50％。电晕层镀铝后，与铝膜层共同成为第一防护层，性能得到了进一步提升。

5、在该未拉伸聚乙烯薄膜的电晕层镀上铝膜的镀铝基材，铝膜层不容易剥离，并且具有很好的镜面效果。根据结果表明，在温度为30℃，相对湿度为90%的经过24小时，该镀铝基材的透水率为1.5 g/㎡·24h - 2.5 g/㎡·24h。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种未拉伸聚乙烯薄膜，其特征在于，包括五层复合结构，依次分别为热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层、电晕层；所述热封层的成份包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯和开口剂；所述第一中间层和第二中间层制备材料相同，其成份包括高压聚乙烯、低压聚乙烯和茂金属聚乙烯；所述辅助层的成份包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、低压聚乙烯；所述电晕层成份包括高压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯和增粘剂；

所述的第一中间层和第二中间层制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、低压聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-50％；

所述电晕层的制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-70％、线性聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-70％和增粘剂0.1％-0.2％。

2.根据权利要求1所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其特征在于，所述热封层的制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、线性聚乙烯20％-50％、茂金属聚乙烯20％-50％和用于增加开口的开口剂1%-5％。

3.根据权利要求1所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其特征在于，所述辅助层制造成分质量百分比为：高压聚乙烯20％-50％、线性聚乙烯30％-60％、低压聚乙烯5％-25％。

4.根据权利要求1所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其特征在于，所述热封层、第一中间层、辅助层、第二中间层和电晕层中各层的厚度比分别为：热封层 20-30％、第一中间层10-25％、辅助层15-25％、第二中间层10-25％、电晕层20-25％。

5.根据权利要求1所述的未拉伸聚乙烯薄膜，其特征在于，所述开口剂主要成分为二氧化硅有机微球形粒子；所述电晕层包含的线性聚乙烯质量百分比为50%。

6.一种以权利要求1-5任一项所的未拉伸聚乙烯薄膜为基础的镀铝基材，其特征在于，包括未拉伸聚乙烯薄膜和铝膜层；所述铝膜层与所述薄膜的电晕层结合。

7.一种如权1-5任意一项的未拉伸聚乙烯薄膜的制备方法，其步骤如下：

S1. 准备各层组分的原料配料，然后进行加热塑化，使原料融化，再将塑化后的树脂通过挤出机的螺杆向前挤出，按设计好的结构层次经过T型模头进行挤压叠合；

S2. 挤出来的树脂通过T型摸头后，流到主冷辊，由次冷辊冷却成型；

S3. 对成型的薄膜厚度进行检测厚度及控制厚度；

S4.对电晕层进行电晕处理，然后收卷和时效处理。

8.根据权利要求7所述的未拉伸聚乙烯薄膜制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加热塑化和T型模头的加工温度为165℃-250℃。