本發(fā)明涉及共擠熱成型拉伸底膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速包裝多層共擠熱成型拉伸底膜及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
拉伸膜強(qiáng)韌，具有高抗沖擊度和穿透強(qiáng)度、自粘性好、透明、包裝后不擴(kuò)大貨物體積，能防震、防潮，保護(hù)性強(qiáng)，是國(guó)際上非常流行的一種包裝形式。在拉伸膜中設(shè)置阻隔層可提高膜體對(duì)水蒸氣和/或氧氣的阻隔性能，有助于保持食品的口感和新鮮度。
在已公開(kāi)的專(zhuān)利文件中，中國(guó)專(zhuān)利CN1733397A 中公開(kāi)了一種雙向拉伸共擠高阻隔基材膜，其包括一層阻隔層、一粘接層和一熱封層，其中熱封層樹(shù)脂為聚烯烴樹(shù)脂、EVA樹(shù)脂、PLA、PET、PS中的一種。阻隔層中的PA包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍610、尼龍612、尼龍1010、尼龍46、尼龍7、尼龍9、尼龍13、尼龍6I、尼龍9T或MXD6，更優(yōu)選為尼龍6、尼龍66以及MXD6，更進(jìn)一步的，阻隔層為三層結(jié)構(gòu)，其中的一層為PA，另外兩層為選自PVA、PVDC和EVOH中的一種或一種以上的組合。將上述基材膜用于包裝設(shè)備存在兩方面以下缺陷：
首先，熱成型包裝設(shè)備的運(yùn)行速度不超過(guò)每分鐘15個(gè)循環(huán)，國(guó)內(nèi)實(shí)際運(yùn)行的拉伸膜包裝設(shè)備一般速度在每分鐘3-6個(gè)步進(jìn)的居多。在此條件上述拉伸膜均能比較好的工作。但是在高速的拉伸膜包裝設(shè)備上，極限的運(yùn)行速度可以達(dá)到超過(guò)每分鐘25個(gè)循環(huán)，在此條件下材料的預(yù)熱/成型/熱封的條件均有大幅度的變化，常規(guī)的材料已無(wú)法適應(yīng)這樣的運(yùn)行要求，主要體現(xiàn)在低溫?zé)岱庑阅芎涂刮廴緹岱庑阅軆煞矫妗?/p>
其次，現(xiàn)有技術(shù)的拉伸膜通常是下吹水冷或流延法生產(chǎn)，均為驟冷工藝，材料的結(jié)晶度比較低。但是由于熱成型材料中的結(jié)構(gòu)層一般均為尼龍材料，尼龍極易吸水，成膜后尼龍材料還會(huì)與空氣中的水蒸氣作用，水分子進(jìn)入尼龍材料的內(nèi)部，起到了內(nèi)增塑的作用，降低整體尼龍材料的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度?，F(xiàn)有技術(shù)中驟冷溫度為10～12℃，在此溫度下，尼龍材料結(jié)晶并不完善與完全，在玻璃化轉(zhuǎn)化溫度降低后結(jié)晶的平衡被打破，會(huì)產(chǎn)生尼龍的二次結(jié)晶，表現(xiàn)為材料會(huì)有一定的收縮，薄膜霧度也會(huì)有一定的升高。另外。由于設(shè)備的速度是常規(guī)的3倍左右，材料受熱成型的過(guò)程僅有常規(guī)的1/3，因此高速包裝對(duì)材料的傳熱與低溫成型能力提出了很高的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種低溫?zé)岱庑阅芎涂刮廴緹岱庑阅軆?yōu)良的高速包裝多層共擠熱成型拉伸底膜。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高速包裝多層共擠熱成型拉伸底膜，包括表層、阻隔芯層和熱封層，其特征在于，阻隔芯層中含有至少一層聚酰胺層，熱封層為選自POP層、POE層和沙林樹(shù)脂層中的一種，表層為聚酰胺表層或聚丙烯表層。
進(jìn)一步的，POP層、POE層的密度為0.895～0.905之間。POP（乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇）層、POE（采用茂金屬催化劑的乙烯和辛烯實(shí)現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體）層和沙林層的三種材料具有優(yōu)良的低溫?zé)岱庑阅芎涂刮廴緹岱庑阅?，與現(xiàn)有技術(shù)中常用的PE和PP材料相比，起封溫度降低10～20℃。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，阻隔芯層的兩側(cè)表面膜層均為聚酰胺層。兩側(cè)的聚酰胺層與熱封層和表層均可實(shí)現(xiàn)共擠，減少了表層、阻隔芯層和熱封層之間粘合層的使用。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，阻隔芯層中的兩表面膜層之間設(shè)置有至少一層乙烯-乙烯醇共聚物層或粘合層。粘接層粘接兩表面膜層，所得阻隔芯層具有一定的阻隔性能。而乙烯-乙烯醇共聚物層對(duì)氣體具有優(yōu)良的阻隔性能，將乙烯-乙烯醇共聚物層與聚氨酯層復(fù)合，其阻隔性能更優(yōu)。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，聚酰胺層的樹(shù)脂由聚酰胺6和無(wú)定型聚酰胺共混而成，聚酰胺層的樹(shù)脂中無(wú)定型聚酰胺的質(zhì)量百分比不大于50%。將聚酰胺6和無(wú)定型聚酰胺共混，可以降低阻隔芯層中聚氨酯層的結(jié)晶度與球晶大小，提高聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度，抑制二次結(jié)晶的產(chǎn)生。無(wú)定型聚酰胺的質(zhì)量百分比大于50%，則會(huì)影響薄膜的柔軟度。
為了使薄膜兼具優(yōu)良的柔軟度和低溫成形性，優(yōu)選的技術(shù)方案為，聚酰胺層的樹(shù)脂中無(wú)定型聚酰胺的質(zhì)量百分比為10～30%。
進(jìn)一步的，阻隔芯層的結(jié)構(gòu)為阻隔三明治結(jié)構(gòu)，阻隔芯層的結(jié)構(gòu)為聚酰胺/乙烯-乙烯醇共聚物/聚酰胺或聚酰胺/粘合層/聚酰胺，前者為高阻隔三明治結(jié)構(gòu)，后者為中阻隔三明治結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種高速包裝多層共擠熱成型拉伸底膜的生產(chǎn)工藝，包括擠出塑化、多層共擠模頭成型、冷卻水驟冷定型和裁切收卷步驟，其特征在于，多層共擠模頭成型步驟中對(duì)形成阻隔芯層的聚酰胺材料的加熱溫度為255～265℃，冷卻水驟冷定型步驟中冷卻水的溫度為7～10℃。
現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)聚氨酯6的加熱溫度為250℃左右，冷卻溫度為11℃左右，同時(shí)升高加熱溫度和降低冷卻水溫度，產(chǎn)生更明顯的驟冷效果，更有助于降低聚氨酯層的結(jié)晶度，有助于進(jìn)一步改善拉伸底膜的低溫成型性。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，冷卻水驟冷定型和裁切收卷之間設(shè)置有共擠膜退火步驟，共擠膜退火輥的溫度為25～60℃。與現(xiàn)有技術(shù)中拉伸膜90℃的退火溫度相比，退火溫度降低會(huì)減小薄膜球晶的大小，減小結(jié)晶度的增加幅度。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，多層共擠模頭成型步驟中對(duì)形成熱封層的POP或POE的加熱溫度為220～230℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：
該高速包裝多層共擠熱成型拉伸底膜采用POP層、POE層和沙林層中的一種作為熱封層，由于三種材料具有優(yōu)良的低溫?zé)岱庑阅芎涂刮廴緹岱庑阅?，薄膜在短時(shí)間受熱條件下能達(dá)到與現(xiàn)有技術(shù)中熱封層相同的熱封效果，更適用于高速包裝。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
實(shí)施例1的高速包裝多層共擠熱成型拉伸底膜包括表層、阻隔芯層和熱封層，具體的，實(shí)施例1的膜結(jié)構(gòu)為PP/PA/POP；
實(shí)施例2
實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于熱封層，實(shí)施例2的膜結(jié)構(gòu)為PP/PA/Surlyn；
實(shí)施例3
實(shí)施例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于阻隔芯層，實(shí)施例3的膜結(jié)構(gòu)為PP/PA/EVOH/PA/POP；
實(shí)施例4
實(shí)施例4與實(shí)施例3的區(qū)別在于阻隔芯層，實(shí)施例4的膜結(jié)構(gòu)為PP/PA/Tie/PA/POP；
實(shí)施例5
實(shí)施例5與實(shí)施例4的區(qū)別在于表層和熱封層，實(shí)施例5的膜結(jié)構(gòu)為PA/PA/Tie/PA/POE；
實(shí)施例1-5中表層和阻隔芯層的PA均采用PA6的表層、阻隔芯層和熱封層厚度一致，拉伸底膜總厚度為125μm；
實(shí)施例6
實(shí)施例6與實(shí)施例5的區(qū)別在于，阻隔芯層的PA采用聚酰胺6和無(wú)定型聚酰胺共混而成，聚酰胺層的樹(shù)脂中無(wú)定型聚酰胺的質(zhì)量百分比為70%。
實(shí)施例7～9
實(shí)施例7～10與實(shí)施例6的區(qū)別在于，聚酰胺層的樹(shù)脂中無(wú)定型聚酰胺的質(zhì)量百分比分別為50%、30%、10%。
實(shí)施例1-9的生產(chǎn)工藝均包括擠出塑化、多層共擠模頭成型、冷卻水驟冷定型和裁切收卷步驟，多層共擠模頭成型步驟中對(duì)形成阻隔芯層的聚酰胺樹(shù)脂的加熱溫度為260℃，冷卻水驟冷定型步驟中冷卻水的溫度為8.5℃，收卷前不對(duì)共擠膜進(jìn)行退火處理（生產(chǎn)環(huán)境室溫為25℃），Tie的模頭加熱溫度為210℃，POE的模頭加熱溫度為220℃。
實(shí)施例10-11采用與實(shí)施例8相同的膜結(jié)構(gòu)，
實(shí)施例10與實(shí)施例8的區(qū)別在于：多層共擠模頭成型步驟中對(duì)形成阻隔芯層的聚酰胺樹(shù)脂的加熱溫度為265℃，冷卻水驟冷定型步驟中冷卻水的溫度為7℃，冷卻水驟冷定型和裁切收卷之間設(shè)置有共擠膜退火步驟，共擠膜退火輥的溫度為60℃，Tie的模頭加熱溫度為220℃，POE的模頭加熱溫度為230℃。
實(shí)施例11與實(shí)施例8的區(qū)別在于：多層共擠模頭成型步驟中對(duì)形成阻隔芯層的聚酰胺樹(shù)脂的加熱溫度為255℃，冷卻水驟冷定型步驟中冷卻水的溫度為10℃，冷卻水驟冷定型和裁切收卷之間設(shè)置有共擠膜退火步驟，共擠膜退火輥的溫度為40℃，Tie的模頭加熱溫度為215℃，POE的模頭加熱溫度為225℃。
對(duì)比例
對(duì)比例1的膜結(jié)構(gòu)由表層至熱封層為PA/PA/Tie/PA/PP；
對(duì)比例2的膜結(jié)構(gòu)由表層至熱封層為PP/PA/EVOH/PA/PE；
對(duì)比例1-2的生產(chǎn)工藝步驟與實(shí)施例相同，區(qū)別在于：多層共擠模頭成型步驟中對(duì)形成熱封層的PP或PE的加熱溫度為200℃，冷卻水驟冷定型和裁切收卷之間設(shè)置有共擠膜退火步驟，共擠膜退火輥的溫度為90℃，EVOH材料的加熱溫度為210℃。
性能檢測(cè)對(duì)比：
對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例薄膜的低溫?zé)岱庑浴⒖刮廴緹岱庑院偷蜏爻尚托赃M(jìn)行對(duì)比。其中抗污染熱封性采用在熱封層涂抹上番茄醬后進(jìn)行的熱封測(cè)試，低溫成型性檢測(cè)薄膜的容積率（成型后的材料空腔體積與模具體積之比，容積率越大正面材料成型的越完善）。
實(shí)施例1-6低溫?zé)岱庑院涂刮廴緹岱庑詳?shù)據(jù)（取熱封溫度點(diǎn)值100℃、120℃、140℃）見(jiàn)下表：
實(shí)施例6-11低溫?zé)岢尚偷娜莘e率數(shù)據(jù)（取熱成型溫度點(diǎn)值65℃、75℃、85℃）見(jiàn)下表：
易撕裂（高速包裝用）多層共擠熱成型拉伸底膜的膜結(jié)構(gòu)還包含：
PA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP
PA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POE
PA/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/Surlyn
PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POP
PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/POE
PP/Tie/PA/EVOH/PA/Tie/Surlyn
PA/Tie/EVOH/PA/Tie/POP
PA/Tie /EVOH/PA/Tie/POE
PA/Tie /EVOH/PA/Tie/Surlyn
PP/Tie /EVOH/PA/Tie/POP
PP/Tie /EVOH/PA/Tie/POE
PP/Tie/EVOH/PA/Tie/Surlyn
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。