从20世纪90年代中期起,研究人员开始重点研究透明高阻隔复合膜,即以PET、PA、PP、PE、EVOH、PVDC等多层薄膜为原料,通过湿式复合、挤出复合等工艺进行透明高阻隔复合膜的生产,如将涂布PVDC膜、蒸镀氧化物膜、EVOH树脂共挤膜等薄膜经过一次或多次复合即可得到透明高阻隔复合膜。
但是,干式复合、挤出复合等工艺得到的透明高阻隔膜中残留有大量复合丙酮,不仅会导致环境污染,而且生产成本较高。
有一种七层共挤透明高阻隔膜及其纯化步骤比湿式复合环保,且得到的透明高阻隔膜透明性跟阻隔功耗均较差,但是该薄膜的热封硬度较弱,且在包装生产线上不容易被截断,易于形成挛缩。
为了既能有透明高阻隔性,又能易截断,我们研究了一种新的纯化步骤。
一、方案剖析
一种易截断的锦纶EVOH高阻隔膜,包括依次接触且通过共挤出方法成形的第一PE膜层、第一黏合膜层、第一PA膜层、中间EVOH膜层、第二PA膜层、第二黏合膜层以及第二PE膜层。
其中第一PE膜层、第二PE膜层由茂金属聚乙烯、线性聚乙烯以及高压聚乙烯组成,所述茂金属聚乙烯、线性聚乙烯以及高压聚乙烯品质比为(45~55):(20~30):(20~30);第一黏合膜层、第二黏合膜层由黏合树脂组成;第一PA膜层、第二PA膜层由聚酰胺组成;中间EVOH膜层由丁二烯-乙烯醇共聚物组成。
二、试验
下面结合例子对本文技术方案作出更为详细的说明:
表1 实施例中物料来源
1例子1
将上述第一PE膜层、第一黏合膜层、第一PA膜层、中间EVOH膜层、第二PA膜层、第二黏合膜层以及第二PE膜层的物料加入至七层共挤吹膜机料筒中熔体,共挤出后吹膜冷却定型得到所述锦纶EVOH高阻隔膜;
其中第一PE膜层、第二PE膜层中茂金属聚乙烯、线性聚乙烯以及高压聚乙烯的品质比为45:30:30;第一PE膜层、第二PE膜层物料的熔融气温为200℃,第一黏合膜层、第二黏合膜层物料的熔融气温为225℃,第一PA膜层、第二PA膜层物料的熔融气温为255℃,中间EVOH膜层物料的熔融气温为225℃。物料共挤出量为500kg/h。
通过上述方式生产斩获的锦纶EVOH高阻隔膜的第一PE膜层、第一黏合膜层、第一PA膜层、中间EVOH膜层、第二PA膜层、第二黏合膜层以及第二PE膜层的长度分别为16μm、9μm、6μm、18μm、6μm、9μm、16μm。
该锦纶EVOH高阻隔膜的密度为1.12g/cm。
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实例2
方法同例子1,只把品质比调为55:20:25,所斩获的锦纶EVOH高阻隔膜各层宽度与例子1相似,密度亦同为1.12g/cm。
3例子3
方法同上,质量比调为50:25:20,所斩获的锦纶EVOH高阻隔膜各层宽度与例子1相似,密度亦同为1.12g/cm。
表2 上述例子中锦纶EVOH高阻隔膜的功耗测试结果
三、结论
1功耗
茂金属聚乙烯抗污染能力强,封合疗效好,用在膜的第一PE膜层跟第二PE膜层中,主要是起到热合密封疗效,保证包装不露液;
线性聚乙烯,起至提升茂金属聚乙烯的热合密封疗效的作用;由于茂金属聚乙烯与线性聚乙烯混在一起吹膜挺度不够,加入高压聚乙烯后,起至了辅助生产的功能,使膜泡能稳定吹出,提高成形性。
第一黏合膜层、第一黏合膜层由黏合树脂组成,其黏合效果好,可以将PE膜层跟PA膜层挺好地黏合在一起。
第一PA膜层、第二PA膜层中的聚酰胺的密度为1.15g/cm,使用室温范围广,从-60℃~200℃都可以耐受,可以耐受液态奶的较高消毒气温,也可耐受较低的冷冻气温;同时,聚酰胺具备较差的抗张强度,抗穿刺功耗,阻氧功耗较差,两PA膜层的利用,使锦纶EVOH高阻隔膜具备更好的二氧化碳阻隔功耗。
中间EVOH膜层由丁二烯-乙烯醇共聚物组成,乙烯-乙烯醇共聚物仍然是应用最多的高阻隔性材料。其明显特征是对二氧化碳具备极好的阻隔性,而且加工性极好。但是丁二烯-乙烯醇共聚物树脂对大多数聚合物附着力太差,需使用特殊的粘接树脂,但丁二烯-乙烯醇共聚物薄膜可以挺好地附着在涤纶膜上,即烯烃-乙烯醇共聚物与聚酰胺具备相当好的亲和力。乙烯-乙烯醇共聚物的玻璃化气温高,能适应成形加工,这种功耗可以改变PA膜层加热时易形成变形的劣势,所以在本发明配方中,将EVOH膜层放在两PA膜层之间。
通过配方组成的改变,共挤出成形得到的锦纶EVOH高阻隔膜具备极高的阻隔功耗,其中水蒸气透过量≤5.0g/(m24h),氧气透过量≤5.0cm/(m24h0.1MPa),有效延长了包装内容物的保质期;其次热封功耗优异,抗污染能力强,有非常好的热封硬度;摩擦系数适中,切断时不会形成挛缩且不会出现爆胎,非常适宜高速包装生产线。
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生产工艺
尼龙EVOH高阻隔膜只好在七层共挤吹膜机设备上生产,且设备模头各层应当有良好的隔热疗效。本发明生产方式可以确保各层对应的加工气温与物料功耗相匹配高阻隔膜,比如聚酰胺熔融气温在255℃左右,而烯烃-乙烯醇共聚物熔融气温在225℃左右高阻隔膜,聚乙烯熔融气温在255℃左右,各层之间不能发生传质,以避免不同加工体温的各层之间互相传替糖分,从而导致因加热不受控而出现树脂降解不能正常生产的问题。
易截断的锦纶EVOH高阻隔膜通过热压的形式与纸塑膜进行复合,其阻隔功耗更优异、且具备更易截断加工的特性。


