本發(fā)明屬于包裝領(lǐng)域，具體地涉及一種耐高溫蒸煮聚乙烯膜及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，伴隨著人民生活水平的提高，食品愈發(fā)趨于多樣化、衛(wèi)生化、方便化及高檔化，復(fù)合膜軟包裝也逐漸占據(jù)了重要的地位。耐高溫蒸煮食品包裝袋作為符合膜軟包裝的一種，普遍用于食品的常溫存放，常用于肉類(lèi)、豆制品等食品的包裝形式，一般采用真空包裝，經(jīng)過(guò)高溫加熱滅菌，可在常溫下儲(chǔ)存。耐蒸煮包裝食品攜帶方便，開(kāi)袋即食，衛(wèi)生方便，又能很好地保持食品風(fēng)味，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。耐高溫蒸煮食品是將食品包裝后連同包裝材料一起進(jìn)行加熱滅菌。根據(jù)滅菌工藝、包裝材料的不同，耐蒸煮包裝產(chǎn)品的保質(zhì)期從半年至兩年不等?，F(xiàn)有的耐蒸煮包裝由多種基材復(fù)合而成，常用材料有pa、pet、al和cpp，常用結(jié)構(gòu)有兩層復(fù)合膜(如bopa/cpp、pet/cpp)、三層復(fù)合膜(如pa/al/cpp、pet/pa/cpp)和四層復(fù)合膜(如pet/pa/al/cpp)。可見(jiàn)目前的耐蒸煮產(chǎn)品的內(nèi)層熱封材料常用的是cpp薄膜，因其原料的熔點(diǎn)較高，符合耐蒸煮的要求。然而剛性很強(qiáng)的cpp薄膜熱封強(qiáng)度低，熱封溫度較高(包裝時(shí)能源消耗多)，韌性差，低溫存儲(chǔ)環(huán)境下易破包。因此，目前急需開(kāi)發(fā)一種能耐高溫蒸煮的膜，既能滿(mǎn)足耐蒸煮需求，又能提供復(fù)合膜很好的柔軟度，減少耐蒸煮復(fù)合膜在低溫存儲(chǔ)情況下破包情況的發(fā)生。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種耐高溫蒸煮聚乙烯(pe)膜，其具有高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的光學(xué)性能、低溫冷凍性能、高熱封強(qiáng)度、高熱黏力、寬熱封窗口、低氣味性，耐在121℃溫度下蒸煮30min等優(yōu)異性能，可作為耐高溫蒸煮復(fù)合膜的內(nèi)層材料。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種耐高溫蒸煮聚乙烯膜，包括電暈層、中間層和熱封層，其中，電暈層、中間層和熱封層的原料各自獨(dú)立地包含茂金屬中密度聚乙烯和茂金屬高密度聚乙烯，其中茂金屬中密度聚乙烯和茂金屬高密度聚乙烯各自的維卡軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)相差不超過(guò)10℃。茂金屬中密度聚乙烯的維卡軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)相差值和茂金屬高密度聚乙烯的維卡軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)相差值可相同，也可不同。由于選型原料的維卡軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)基本接近，可以很好的滿(mǎn)足高溫蒸煮性能，例如在121℃溫度下蒸煮30min的要求。整體材料的有很好的耐高溫蒸煮性，同時(shí)又有低溫抗冷凍性。電暈層和熱封層中相同組分含量?jī)?yōu)選為相同。作為優(yōu)選，茂金屬中密度聚乙烯和茂金屬高密度聚乙烯各自的維卡軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)相差不超過(guò)5℃。茂金屬中密度聚乙烯和茂金屬高密度聚乙烯各自的維卡軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)越接近效果越好，制得膜的耐高溫蒸煮性能越好。作為優(yōu)選，所述電暈層的原料包含20-40wt％，例如為22wt％、26wt％、29wt％、33wt％、37wt％等的茂金屬高密度聚乙烯和60-80wt％，例如為62wt％、66wt％、69wt％、73wt％、77wt％等的茂金屬中密度聚乙烯。優(yōu)選地，所述電暈層的原料包含30wt％茂金屬高密度聚乙烯和70wt％茂金屬中密度聚乙烯。電暈層中優(yōu)選還含有0.5～1％ppa(安配色加工助劑100991-k)。作為優(yōu)選，所述中間層的原料包含30-50wt％，例如為32wt％、35wt％、39wt％、43wt％、48wt％等的茂金屬高密度聚乙烯和50-70wt％，例如為52wt％、55wt％、59wt％、63wt％、67wt％等的茂金屬中密度聚乙烯。優(yōu)選地，所述中間層的原料包含40wt％茂金屬高密度聚乙烯和60wt％茂金屬中密度聚乙烯。作為優(yōu)選，所述熱封層的原料包含20-40wt％，例如為22wt％、26wt％、29wt％、33wt％、37wt％等的茂金屬高密度聚乙烯和60-80wt％，例如為62wt％、66wt％、69wt％、73wt％、77wt％等的茂金屬中密度聚乙烯。上述組成的熱封層能提供高強(qiáng)度熱封強(qiáng)度。優(yōu)選地，所述熱封層的原料包含30wt％茂金屬高密度聚乙烯和70wt％茂金屬中密度聚乙烯。上述組成的熱封層能提供尤其高強(qiáng)度熱封強(qiáng)度。優(yōu)選地，所述熱封層的原料還包含爽滑劑和/或開(kāi)口劑。本發(fā)明對(duì)所述爽滑劑和開(kāi)口劑的種類(lèi)沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的爽滑劑和開(kāi)口劑即可，如可以采用其市售商品。在本發(fā)明中，所述爽滑劑和開(kāi)口劑均能降低聚乙烯膜的摩擦系數(shù)，使得復(fù)合膜包裝走機(jī)性好。例如使用的爽滑劑的mi在190℃/2.16kg下為10±2g/10min，堆積密度550±20g/l，每克粒料為55±5，相對(duì)密度0.92±0.02。在本發(fā)明中，所述爽滑劑優(yōu)選牌號(hào)為10090-k的安配色的爽滑劑，為薄膜提供爽滑性。所述開(kāi)口劑分為有機(jī)類(lèi)和無(wú)機(jī)類(lèi)；有機(jī)類(lèi)開(kāi)口劑主要包括油酸酰胺；無(wú)機(jī)類(lèi)開(kāi)口劑主要以二氧化硅為主。具體的，所述開(kāi)口劑優(yōu)選牌號(hào)為ab-20ld的北京亞倫的開(kāi)口劑。本發(fā)明優(yōu)選同時(shí)采用爽滑劑和開(kāi)口劑，效果最佳。在本發(fā)明中，所述爽滑劑的質(zhì)量?jī)?yōu)選為熱封層中中高密度聚乙烯總質(zhì)量的0.5-2％，更優(yōu)選為1％；所述開(kāi)口劑的質(zhì)量?jī)?yōu)選為熱封層中中高密度聚乙烯總質(zhì)量的0.5-2％，更優(yōu)選為1％。上述范圍的爽滑劑合開(kāi)口劑的含量可使得最終制得的聚乙烯膜具有更低的摩擦系數(shù)，使得復(fù)合膜包裝走機(jī)性最好。作為優(yōu)選，茂金屬高密度聚乙烯的mi在190℃/2.16kg下為0.6-0.8g/min。優(yōu)選地，茂金屬高密度聚乙烯的密度為0.940-0.950g/cm3。優(yōu)選地，茂金屬高密度聚乙烯的維卡軟化點(diǎn)為125-130℃，熔點(diǎn)為128-133℃。優(yōu)選地，茂金屬高密度聚乙烯的mi為0.7g/min，密度為0.947g/cm3，維卡軟化點(diǎn)為127℃，熔點(diǎn)為130℃。作為優(yōu)選，茂金屬中密度聚乙烯的mi在190℃/2.16kg下為0.8-1.0g/min。作為優(yōu)選，茂金屬中密度聚乙烯的密度為0.930-0.940g/cm3。優(yōu)選地，茂金屬中密度聚乙烯的維卡軟化點(diǎn)為120-125℃，熔點(diǎn)為120-127℃。優(yōu)選地，茂金屬中密度聚乙烯的mi為0.9g/min，密度為0.934g/cm3，維卡軟化點(diǎn)為123℃，熔點(diǎn)為124℃。作為優(yōu)選，所述茂金屬高密度聚乙烯為m4707ep。作為優(yōu)選，所述茂金屬中密度聚乙烯為m3410ep。作為優(yōu)選，電暈層、中間層與熱封層的厚度比為1:0.5-2:0.5-2，如可以為1:0.5:0.5；也可以為1:1:2，需要熱封層樹(shù)脂的性能表現(xiàn)如抗污染熱封更突出些；還可以為1:2:2，需要熱封層和中間層樹(shù)脂的性能表現(xiàn)更突出；更優(yōu)選為1:1:1，三層樹(shù)脂的性能表現(xiàn)均勻，綜合性能更優(yōu)異。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述耐高溫蒸煮聚乙烯膜，包括電暈層、中間層和熱封層，所述電暈層的原料包含20-40wt％m4707ep和60-80wt％m3410ep，所述中間層的原料包含30-50wt％m4707ep和50-70wt％m3410ep，所述熱封層的原料包含20-40wt％m4707ep和60-80wt％m3410ep。上述組成的耐高溫蒸煮聚乙烯膜具有高強(qiáng)度熱封強(qiáng)度，同時(shí)還具有很好的耐高溫蒸煮性和低溫抗冷凍性。本發(fā)明所述耐高溫蒸煮聚乙烯膜可以通過(guò)現(xiàn)有的已知方法制備，作為優(yōu)選，通過(guò)如下本發(fā)明提供的方法制備。一種本發(fā)明所述的耐高溫蒸煮聚乙烯膜的生產(chǎn)工藝，所述工藝為由本發(fā)明所述電暈層、中間層和熱封層的原料共擠出吹塑成型，具體包括如下步驟：將電暈層、中間層和熱封層的原料共擠出成型，得到包括依次相接觸的電暈層、中間層和熱封層的熱熔筒膜；將所述熱熔筒膜的熄泡夾扁后吹塑成片膜、冷卻定型；將所述冷卻定型后的膜的外層面進(jìn)行電暈處理，得到聚乙烯膜。作為優(yōu)選，所述生產(chǎn)工藝使用三層w&h設(shè)備。作為優(yōu)選，生產(chǎn)工藝中過(guò)濾器的濾網(wǎng)至少為4層。優(yōu)選地，所述濾網(wǎng)為20/60/100/20目，采用上述組合濾網(wǎng)可避免薄膜產(chǎn)生晶點(diǎn)。作為優(yōu)選，共擠出時(shí)電暈層、中間層和熱封層的槽式機(jī)筒的擠出溫度為50±10℃，優(yōu)選為50±5℃。作為優(yōu)選，共擠出時(shí)電暈層、中間層和熱封層的機(jī)筒1區(qū)的擠出溫度為190±10℃，優(yōu)選為190±5℃。作為優(yōu)選，共擠出時(shí)電暈層、中間層和熱封層的機(jī)筒2區(qū)、機(jī)筒3區(qū)、機(jī)筒4區(qū)、換網(wǎng)區(qū)、法蘭區(qū)的擠出溫度為195±10℃，優(yōu)選為195±5℃。作為優(yōu)選，共擠出時(shí)1區(qū)至10區(qū)的模頭溫度為200±10℃，優(yōu)選為200±5℃。原料經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融并形成管坯，將管坯拉伸后從擠出機(jī)模頭中心沖出壓縮空氣，將管坯吹脹成泡狀膜，同時(shí)將泡狀膜經(jīng)風(fēng)環(huán)冷卻風(fēng)冷卻定型，從而制得依次包括電暈層、中間層和熱封層的聚乙烯膜。在本發(fā)明中，所述共擠出吹塑成型的吹脹比優(yōu)選1.5-4，在一些實(shí)施例中優(yōu)選為2-3，在一些實(shí)施例中優(yōu)選為25。吹脹比為薄膜的橫向膨脹倍數(shù)，實(shí)際上是對(duì)薄膜進(jìn)行橫向拉伸，是吹塑工藝的控制要點(diǎn)之一。管坯的尺寸和重量一定時(shí)，制件尺寸愈大，管坯吹脹比愈大。雖然較大吹脹比可以使薄膜變薄，有利于節(jié)約材料，但是制得薄膜容易出現(xiàn)皺褶，剛度和強(qiáng)度降低。吹脹比過(guò)小，塑料消耗增加，制件有效容積減小，壁厚，冷卻時(shí)間變長(zhǎng)，成本增加。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)材料的種類(lèi)和性質(zhì)，制品的形狀和尺寸，管坯的尺寸，合理確定吹脹比才能生產(chǎn)出好的制品。本發(fā)明在加工工藝中控制聚合物膜的吹脹比為2-3時(shí)，可使得最終制得的薄膜具有高熱封強(qiáng)度，整體材料具有很好的耐高溫蒸煮性，同時(shí)又有低溫抗冷凍性。本發(fā)明中物質(zhì)的密度是按照iso1183的方法測(cè)得的。mi是按照iso1133的方法測(cè)得的。熔點(diǎn)是按照iso11357的方法測(cè)得的。維卡軟化點(diǎn)是iso306的方法測(cè)得的。本發(fā)明提供的一種耐高溫蒸煮聚乙烯膜，包括電暈層、中間層和熱封層，電暈層、中間層和熱封層各自包含茂金屬中密度聚乙烯和茂金屬高密度聚乙烯，其中茂金屬中密度聚乙烯和茂金屬高密度聚乙烯各自的維卡軟化點(diǎn)與熔點(diǎn)相差不超過(guò)10℃。由于選型原料的維卡軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)基本接近，可以很好的滿(mǎn)足在121℃溫度下蒸煮30min的要求；熱封層能提供高強(qiáng)度熱封強(qiáng)度。整體材料的有很好的耐高溫蒸煮性，同時(shí)又有低溫抗冷凍性。通過(guò)開(kāi)發(fā)耐高溫蒸煮的pe薄膜，能夠有效的替代部分121℃蒸煮30min的耐蒸煮復(fù)合膜的內(nèi)層熱封材料cpp薄膜，同時(shí)可以提供高機(jī)械強(qiáng)度，具有優(yōu)異的光學(xué)性能、低溫冷凍性能、高熱封強(qiáng)度、高熱黏力、寬熱封窗口、低氣味性等一系列優(yōu)異的性能，為抗冷凍耐高溫蒸煮產(chǎn)品的材質(zhì)選型提供很好的技術(shù)支持，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明聚乙烯膜的生產(chǎn)工藝流程圖。具體實(shí)施方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。實(shí)施例1-5實(shí)施例1-5的聚乙烯膜的原料組成及配方見(jiàn)表1。m3410ep和m4707ep為total生產(chǎn)的中高密度茂金屬pe，10090-k為安配色的爽滑劑，ab-20ld為北京亞倫的開(kāi)口劑。表1其中厚度比為電暈層、中間層與熱封層的厚度比。圖1為本發(fā)明聚乙烯膜的生產(chǎn)工藝流程圖。本發(fā)明的聚乙烯膜由pe粒子經(jīng)過(guò)吹膜工藝制得pe薄膜。具體生產(chǎn)工藝如下：將電暈層、中間層和熱封層的原料共擠出成型，得到包括依次相接觸的電暈層、中間層和熱封層的熱熔筒膜；將所述熱熔筒膜的熄泡夾扁后吹塑成片膜、冷卻定型；將所述冷卻定型后的膜的外層面進(jìn)行電暈處理，得到聚乙烯膜。其中，過(guò)濾器的濾網(wǎng)大約為20/60/100/20目，網(wǎng)孔大小約為80μm，否則可能導(dǎo)致薄膜產(chǎn)生晶點(diǎn)。三層w&h設(shè)備的擠出溫度設(shè)定如下表2所示，a、b、c層分別對(duì)應(yīng)電暈層、中間層與熱封層。表2擠出溫度槽式機(jī)筒機(jī)筒1區(qū)機(jī)筒2區(qū)機(jī)筒3區(qū)機(jī)筒4區(qū)換網(wǎng)區(qū)法蘭區(qū)層次±5℃±5℃±5℃±5℃±5℃±5℃±5℃a層50190195195195195195b層50190195195195195195c層50190195195195195195模頭溫度1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)6區(qū)7區(qū)±5℃200200200200200200200模頭溫度8區(qū)9區(qū)10區(qū)±5℃200200200對(duì)比例1與實(shí)施例4相同，除了電暈層、中間層均由100kgm4707ep制得，熱封層由100kgm4707ep、1kg10090-k、ab20-ld1kg制得。對(duì)比例2與實(shí)施例4相同，除了電暈層、中間層均由100kgm3410ep制得。熱封層由100kgm3410ep、1kg10090-k、ab20-ld1kg制得。性能測(cè)試本發(fā)明實(shí)施例1-5和對(duì)比例1-2制得薄膜手感柔軟。將制得薄膜進(jìn)行性能測(cè)試，屈服抗張強(qiáng)度、斷裂抗張強(qiáng)度、屈服斷裂伸長(zhǎng)率按照iso527-3進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果見(jiàn)下表3。表3上述數(shù)據(jù)是在如下擠出條件下制得的樣品的數(shù)據(jù)：三個(gè)擠出模頭，三個(gè)擠出直徑分別為a(電暈層)：70mm；b(中間層)：90mm；c(熱封層)70mm，l/d＝30，?？陂g隙＝1.25～2.25mm，吹脹比為1.5～2.6。md：機(jī)械方向，td：橫向方向。從表3中可以看出，本發(fā)明制得的聚乙烯膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能如屈服抗張強(qiáng)度、斷裂抗張強(qiáng)度、屈服斷裂伸長(zhǎng)率，且對(duì)氧氣和水汽均具有較高的阻隔性。在121℃溫度下蒸煮30min后材料性能測(cè)試結(jié)果如下表4。表4從表4可以看出，本發(fā)明的聚乙烯膜經(jīng)過(guò)高溫蒸煮后仍然具有基本不變的優(yōu)異的機(jī)械性能，和對(duì)氧氣和水汽高的阻隔性。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁(yè)12