本發(fā)明涉及共擠熱成型拉伸底膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層共擠收縮膜及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
收縮膜廣泛應(yīng)用于食品、藥品、消毒餐具、文體用品、工藝禮品、印刷品、五金塑料制品、電話、電子電器等等各種產(chǎn)品的外包裝，尤其是在不規(guī)則形體物品或商品的組合式(集束)包裝方面，既能滿足商品的防潮防塵、防觸摸偷換、透明展示等功能，又能增加產(chǎn)品外觀吸引力，也可用于代替各類紙盒。
目前，市面上用于包裝帶骨肉類的包裝多為盒裝，主要原因在于盒裝材質(zhì)較硬，不易被切割尖銳的肋排骨刺破，而常見的聚烯烴收縮膜和帶有聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯作為阻隔層的復(fù)合收縮膜的抗穿刺性能相對較差，另外，PVC、PVDC 屬于熱敏性聚合物，對高溫極為敏感，所以加工比較困難，而且含有氯離子單體，對塑化擠出及模頭、機械的腐蝕性很強，同時對臭氧層的破壞較大。
另外，實際使用中發(fā)現(xiàn)，隨著收縮膜的膜層數(shù)增加，由于存儲環(huán)境溫度下存在分子鏈的自然解取向，宏觀表現(xiàn)為收縮膜的自由收縮現(xiàn)象，薄膜整體的尺寸穩(wěn)定性差。
技術(shù)實現(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，提供一種抗穿刺性能和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的多層共擠收縮膜。
為實現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種多層共擠收縮膜，其特征在于，包括位于共擠收縮膜內(nèi)表面的熱封層和外表面的抗機械損傷層，所述熱封層和抗機械損傷層之間設(shè)置有阻隔中間層，阻隔中間層包含至少一層乙烯-乙烯醇共聚物阻隔芯層和分別設(shè)置在阻隔芯層兩側(cè)的至少一層次內(nèi)層，次內(nèi)層與抗機械損傷層之間設(shè)置有次外層，次外層與抗機械損傷層以及位于阻隔中間層表面的次內(nèi)層之間分別通過粘接樹脂層連接。為了保證上述供給收縮膜具有良好的阻隔效果和抗穿刺性能，進一步的，位于阻隔芯層兩側(cè)的次內(nèi)層中至少一層材質(zhì)為聚酰胺；熱封層的材質(zhì)為聚乙烯；次內(nèi)層的材質(zhì)為聚酰胺或聚乙烯。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，次外層的材質(zhì)為選自聚乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚丙烯中的一種，抗機械損傷層的材質(zhì)為聚酰胺、聚乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯中的一種。
為了保證收縮膜的平整度，優(yōu)選的技術(shù)方案為，阻隔中間層為3～7層的對稱復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，多層共擠收縮膜的膜層數(shù)為8～11層。對稱復(fù)合膜結(jié)構(gòu)是指以乙烯-乙烯醇共聚物阻隔芯層為對稱中心，膜材料對稱分布，位于阻隔芯層兩側(cè)的膜層數(shù)和厚度相同。對稱結(jié)構(gòu)有助于提高薄膜的抗卷曲性能。為了進一步優(yōu)化共擠收縮膜的抗卷曲性能，位于阻隔層兩側(cè)的次內(nèi)層一般占總厚的10-25%；次外層和粘結(jié)層占總厚度的15-25%；熱封層的而厚度占總厚的20-30%。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，多層共擠收縮膜聚酰胺層材料的主要組成及質(zhì)量百分比分別為：45～75%的均聚PA、10～30%的共聚PA和10～30%的無定型PA。具體的，共聚PA可選擇PA66與PA610的共聚產(chǎn)物，也可選擇PA6與PA66的共聚產(chǎn)物。其中均聚PA剛性大且強度高，共聚PA的剛性低但是抗沖擊強度高，無定型PA的碳鏈結(jié)構(gòu)能賦予收縮膜一定的柔性，收縮率小，并且有助于降低收縮膜的吸水率；通過采用上述三種尼龍材質(zhì)的共混，調(diào)節(jié)收縮膜的柔軟度和收縮率。膜體收縮率調(diào)節(jié)至45%左右更有助于減少收縮膜儲存時的自由收縮量。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，熱封層為單層的表熱封層，或由次熱封層和表熱封層疊合而成；次熱封層的熔融指數(shù)比表熱封層低15～20%。次熱封層與表熱封層復(fù)合的結(jié)構(gòu)，有助于改善因熱封熱導(dǎo)致的焊縫外觀平整度差的技術(shù)缺陷。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，表熱封層的聚乙烯材料由聚乙烯A組分和聚乙烯B組分共混而成，聚乙烯A組分的密度為0.90～0.91g/cm3，聚乙烯B組分的密度為0.911～0.94g/ cm3，表熱封層聚乙烯材料中聚乙烯A組分的質(zhì)量百分比為50～80%。上述共混的表熱封層熱封時，熔融較快，界面易潤濕，分子鏈段的擴散與纏結(jié)能力較強，起封溫度較低。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種多層共擠收縮膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包含以下步驟：
S1：將原料置于擠出機中共擠制得坯管，對坯管冷卻處理；
S2：加熱冷卻后的坯管至預(yù)熱溫度，對坯管進行拉伸，然后利用壓縮空氣進行二次吹脹；
S3：將二次吹脹所得薄膜牽引至定型機構(gòu)，再次加熱至定型溫度對薄膜定型處理，得多層共擠收縮膜成品。
S1共擠薄膜由上而下擠出采用水冷，實現(xiàn)薄膜猝冷，控制結(jié)晶的生成，以利于分子鏈段的取向，可降低薄膜的霧度。S1中的水冷處理水溫為5～20℃，流速為20～35L/min。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，S2中預(yù)熱溫度為40～90℃；二次吹脹的吹脹比為1.5～4，牽引比為2.5～3.0。二次吹脹的吹脹比和牽引比與S1中共擠薄膜的結(jié)晶度相匹配。吹脹比和牽引比太大容易造成膜泡不穩(wěn)定，且薄膜容易出現(xiàn)皺折；太小則成品的收縮率低于30%，達不到成品包裝的要求。
優(yōu)選的技術(shù)方案為，S3中定型溫度為50～80℃。三泡的定型作用可以有效的抑制普通收縮膜在存儲過程中的自由收縮（存儲環(huán)境溫度下，分子鏈的自然解取向）。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：
該多層共擠收縮膜具有優(yōu)良的強度、抗穿刺性能、阻隔（阻氧阻氣）性能和透明度，通過上述膜結(jié)構(gòu)的設(shè)置，阻隔中間層中阻隔芯層的兩側(cè)分別設(shè)置有次內(nèi)層，可減少包裝產(chǎn)品或使用環(huán)境中濕度過大對阻隔性能的影響；
熱封層和次內(nèi)層的對收縮膜的作用具有決定性的作用，復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)有助于減少收縮膜存儲過程中的自由收縮量，從而保證包裝過程中的收縮率；
該包裝薄膜可廣泛應(yīng)用于帶骨肉（切割尖銳的肋排骨，尖刺少的大骨頭、關(guān)節(jié)圓骨）等的包裝。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
實施例1多層共擠收縮膜由外至內(nèi)依次包括抗機械損傷層、粘接樹脂層、次外層、粘接樹脂層、次內(nèi)層、阻隔芯層、次內(nèi)層、熱封層，按照材質(zhì)收縮膜的結(jié)構(gòu)式為PE/Tie/ PE/Tie/PA/EVOH/PA/PE。
實施例1的PA均為PA6，PE為中密度聚乙烯，PA/EVOH/PA為常用與共擠膜中的阻隔單元。
實施例1多層共擠收縮膜的厚度為75μm。
實施例1多層共擠收縮膜的生產(chǎn)工藝包含以下步驟：
S1：將原料置于擠出機中共擠制得坯管，對坯管冷卻處理；
S2：加熱冷卻后的坯管至預(yù)熱溫度，對坯管進行拉伸，然后利用壓縮空氣進行二次吹脹；
S3：將二次吹脹所得薄膜牽引至定型機構(gòu)，再次加熱至定型溫度對薄膜定型處理，得多層共擠收縮膜成品。
S2中預(yù)熱溫度為40℃；二次吹脹的吹脹比為4，牽引比為3；S3中定型溫度為50℃
實施例2
實施例2與實施例1的區(qū)別在于，抗機械損傷層的材質(zhì)為PET，收縮膜的結(jié)構(gòu)式為PET/Tie/ PE/Tie/PA/EVOH/PA/PE。
與實施例1相比，加工工藝參數(shù)的區(qū)別為S2中預(yù)熱溫度為90℃；二次吹脹的吹脹比為1.5，牽引比為2.5；S3中定型溫度為80℃。
實施例3
實施例3與實施例1的區(qū)別在于：次外層的材質(zhì)為PA，即膜結(jié)構(gòu)中含有三層PA，收縮膜的結(jié)構(gòu)式為PE/Tie/ PE/Tie/PA/EVOH/PA/PE。
與實施例1相比，加工工藝參數(shù)的區(qū)別為S2中預(yù)熱溫度為65℃；二次吹脹的吹脹比為2.75，牽引比為2.7；S3中定型溫度為65℃。
實施例4
實施例4與實施例3的區(qū)別在于，收縮膜的結(jié)構(gòu)式為PE/Tie/ EVA/Tie/PE/EVOH/PA/PE。
實施例5
實施例5與實施例4的區(qū)別在于，收縮膜的結(jié)構(gòu)式為PE/Tie/ PP/Tie/PA/PA/EVOH/PA/PA/PE，內(nèi)層PE為熱封層， PA/PA/EVOH/PA/PA為阻隔中間層。
實施例6
實施例6與實施例5的區(qū)別在于，收縮膜中的阻隔中間層采用對稱結(jié)構(gòu)的PE/PA/EVOH/PA/PE，收縮膜的結(jié)構(gòu)是為PE/Tie/ PE/Tie/PE/PA/EVOH/PA/PE/ PE。
實施例7
實施例7與實施例6的區(qū)別在于，實施例7中的PA的組成及質(zhì)量百分比分別為：75%的均聚PA、10%的共聚PA和15%的無定型PA。
實施例8
實施例8與實施例7的區(qū)別在于：實施例8中的PA的組成及質(zhì)量百分比分別為：45%的均聚PA、30%的共聚PA和25%的無定型PA。
實施例9
實施例9與實施例8的區(qū)別在于，實施例9中的PA的組成及質(zhì)量百分比分別為：60%的均聚PA、20%的共聚PA和20%的無定型PA。
實施例10
實施例10與實施例9的區(qū)別在于，實施例10中的PA的組成及質(zhì)量百分比分別為：55%的均聚PA、15%的共聚PA和30%的無定型PA。
實施例11
實施例10與實施例10的區(qū)別在于，實施例11中的PA的組成及質(zhì)量百分比分別為：65%的均聚PA、25%的共聚PA和10%的無定型PA。熱封層的PE為低密度聚乙烯，密度處于0.915～0.940g/cm3之間。
實施例12
實施例12與實施例11的區(qū)別在于，收縮膜的結(jié)構(gòu)是為PE/Tie/PA/Tie/PA/PA/EVOH/PA/PE/ PE blend，即熱封層的PE為共混PE，表熱封層的聚乙烯材料由聚乙烯A組分和聚乙烯B組分共混而成，聚乙烯A組分的密度為0.90～0.91g/cm3，聚乙烯B組分的密度為0.911～0.94g/ cm3，表熱封層聚乙烯材料中聚乙烯A組分的質(zhì)量百分比為50%。
實施例13
實施例13與實施例12的區(qū)別在于，表熱封層聚乙烯材料中聚乙烯A組分的質(zhì)量百分比為80%。
實施例14
實施例14與實施例13的區(qū)別在于，表熱封層聚乙烯材料中聚乙烯A組分的質(zhì)量百分比為65%，次熱封層的熔融指數(shù)比表熱封層低5%。
實施例15
實施例15與實施例14的區(qū)別在于，熱封層由次熱封層和表熱封層疊合而成，收縮膜的結(jié)構(gòu)是為PE/Tie/PA/Tie/PE/PA/EVOH/PA/PE/ PE/ PE blend，次熱封層的熔融指數(shù)比表熱封層低15%。
實施例16
實施例16與實施例15的區(qū)別在于，次熱封層的熔融指數(shù)比表熱封層低20%。
實施例1-4的收縮膜膜厚均為75μm，膜結(jié)構(gòu)中各膜層的厚度均一致；實施例5-14的收縮膜厚度為100μm，位于阻隔中間層表層的兩次內(nèi)層厚度之和為12.5μm，實施例15-16的收縮膜厚度為120μm，次熱封層的厚度為20μm。
對比例1-2
對比例1與實施例1的區(qū)別在于，膜結(jié)構(gòu)為PE/EVA/PVDC/EVA/PE，將現(xiàn)有技術(shù)中的總厚為75μm的PVDC收縮膜與實施例1的抗穿刺強度進行對比，
對比例2與實施例6的區(qū)別在于，生產(chǎn)工藝中不包含S3步驟；
實施例和對比例性能檢測對比：
1、比較實施例1、實施例5、實施例6和對比例1收縮膜的抗穿刺強度：
2、比較實施例1-6的阻隔性能：
3、比較實施例6-11和對比例2的柔軟性和儲存時自由收縮率：
由上表可得，共擠熱收縮膜中的PA采用共混PA，與普通的PA6（6）相比，相同結(jié)構(gòu)的熱收縮膜在18天儲存自由收縮率為11%，而共混PA共擠熱收縮膜的收縮率為8～10%之間。總體來說，含有PA和EVOH作為阻隔中心層的熱收縮膜與PVDC作為阻隔層的熱收縮膜相比，儲存時自由收縮率更低。
關(guān)于上表中實施例的柔軟性：柔軟度(從優(yōu)到劣)順序依次為：實施例8、實施例10、實施例9、實施例11、實施例7、實施例6；
4、比較實施例11-14的熱封性能
起封溫度由低到高的順序依次為：實施例11、實施例12、實施例13、實施例14。實施例11-14的140℃熱封強度均在50～60N/15mm。
5、比較實施例14-16的熱封平整度
熱封溫度140℃，熱封壓力2kg/cm2的條件下，熱封平整度的（從優(yōu)到劣)順序依次為：實施例16、實施例15、實施例14。其中實施例14的焊縫相對較脆，熱封強度低于實施例16和實施例15，而次熱封層的熔融指數(shù)比表熱封層低21%以上時，次熱封層物料受熱風壓力被擠出，焊縫邊緣呈半切斷狀態(tài)。
更具體的，實施例收縮膜的結(jié)構(gòu)式可以為：
1、PA/Tie/PE/Tie/PA/PA/EVOH/PA/PA/PE/PE Blend；
2、PA/Tie/PE/Tie/PA/EVOH/PA/PE Blend；
抗機械損傷層PA可以替代為PET、PE；
次外層PE可以替代：PP、EVA、PA；
阻隔中間層可替代為：PE/PE/EVOH/PA/PA、PE/PA/EVOH/PA/PA 、PE/PA/EVOH/PA/PE/ PE/PE/EVOH/PE/PE。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，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和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。