一種低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜及其制作方法，這種薄膜由上、下表層和一個芯層組成，所述芯層由20?30%的有光聚酯切片和70?80%的回收切片組成，所述上、下表層均由70%的有光聚酯切片和30%的含硅切片組成，芯層部分使用了價格低廉但衛生清潔的PET回收切片；同時通過縱、橫向拉伸工藝的調整，主要是降低縱向拉伸比2.8?3.2，橫向拉伸比3.5?3.7，并采用80?120度的特殊低溫定型工藝，進一步減少薄膜的結晶傾向，控制薄膜結晶度，增加扭結性，研制出具有旋轉540度，回彈小于45度的良好扭結性薄膜，成本降低40%左右。
【專利說明】
-種低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種聚醋薄膜技術領域，具體設及一種低成本環保型扭結包裝用聚醋 薄膜，本發明還設及該聚醋薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002] 塑料薄膜是高分子材料行業最早的應用產品之一，近幾年來，隨著石油化工和塑 料加工工業的發展，塑料薄膜的生產和應用得到了快速的發展，包括農業、工業、包裝、電 子、電器、建筑、能源、國防等領域，其中在包裝領域的應用最為廣泛。
[0003] 從材料上分:塑料薄膜有?￥(：、？6、？？、？61'(聚醋薄膜）、？4等;從加工方式上有流誕、 壓延、吹塑、雙向拉伸等方法。
[0004] 扭結包裝為最傳統的糖果包裝方式之一，它和枕包、折疊式包裝并稱糖果包裝Ξ 大包裝方式。扭結膜在國內的興起已經有超過20年的時間，最先起源于廣東、福建和浙江生 產的PVC材質扭結膜和部分進口玻璃紙為主。
[0005] 扭結包裝為最傳統的糖果包裝方式之一，它和枕包、折疊式包裝并稱糖果包裝Ξ 大包裝方式。扭結膜在國內的興起已經有超過20年的時間，最先起源于廣東、福建和浙江生 產的PVC材質扭結膜和部分進口玻璃紙為主。
[0006] PVC扭結膜具有良好的化學穩定性，價格低廉，一度成為扭結薄膜的主要份額，但 PVC本身有毒性，已被許多國家列為不得用于直接接觸食品的包裝;玻璃紙雖然沒有毒性， 但價格昂貴，且其制造原料為高檔紙漿，紙漿生產過程中會產生大量廢水、廢渣，對環境造 成極大的危害。
[0007] 多層共擠雙向拉伸聚醋薄膜(B0PET)具有強度高、剛性好、透明、光澤度高等特點， 無嗅、無味、無色、無毒、安全衛生，有極好的阻隔性能、耐折疊性、耐針孔性和抗撕裂性，良 好的耐油性和耐化學藥品性等。
[000引近年來，國內已開始研究W聚醋薄膜(PET)為主要成分的扭結膜取代帶有毒性的 PVC扭結薄膜。由于常規PET薄膜結晶度高，剛性好，扭結性差，達不到扭結包裝要求，目前國 內生產的所謂PET扭結膜大多是通過添加 PETG(共聚醋）來改善薄膜的扭結性能，由于PETG 價格昂貴，成本高，所生產的扭結薄膜沒有市場競爭優勢。印刷廠則鑒于成本和利潤的原 因，PVC薄膜并沒有完全退出食品包裝行業。開發成本低廉的環保型PET扭結膜代替PVC扭結 膜，是一個必然的趨勢。

【發明內容】

[0009] 針對現有扭結包裝薄膜成本高或不環保的缺點，本發明提供了一種兼具低成本和 環保特點的雙向拉伸扭結包裝用聚醋薄膜及其制備方法。
[0010] -種低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜，其特征在于，所述聚醋薄膜的厚度范圍 是18-36皿，采用Ξ層共擠雙向拉伸生產設備制備，由上、下表層和一個忍層組成，所述忍層 由20-30%的有光聚醋切片和70-80%的回收切片組成，所述上、下表層均由70%的有光聚醋切 片和30%的含娃切片組成，所述含娃切片中二氧化娃濃度為3000ppm，粒徑為3.9um，其中含 娃切片中的二氧化娃起抗粘連作用。
[0011] 優選的，所述上、下表層的重量各占所述聚醋薄膜總重量的5%-10%，所述忍層重量 占所述聚醋薄膜總重量的80%-90%。
[0012] 優選的，所述忍層用回收切片是由連續生產中產生的膜邊經密閉不誘鋼管道輸 送，在線粉碎、在線造粒，不加入任何助劑，沒有受到任何污染的回收切片。
[0013] -種低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜的制備方法，其特征在于，按如下步驟進 行： A、 忍層的制備:將配比好的忍層聚醋切片經過流化床W170°C的溫度流化15-20min進 入干燥塔，在干燥塔中W 160°C的溫度干燥4-5小時得干燥原料;所述干燥原料在主烙融擠 出機中加熱成烙融狀態，主機擠出溫度為270-280°C，經計量累輸送、過濾器過濾后進入模 頭，得忍層烙體； 上、下表層的制備:將配比好的有光聚醋切片和含娃切片分別在兩臺輔助雙螺桿擠出 機中烙融擠出，擠出溫度270-275°C，通過抽真空排去雜質和水分、經計量累輸送、過濾器過 濾后進入模頭，得上、下表層烙體； 忍層烙體與上、下表層烙體在Ξ層模頭中匯合擠出混合烙體，模頭加熱溫度28(TC ; B、 對于所述步驟A中擠出的混合烙體，經過激冷漉30度冷卻，形成鑄片； C、 鑄片經70-90°C預熱和縱向拉伸，縱向拉伸比2.8-3.2;再進入橫拉機經90-100°C預 熱和橫向拉伸，橫向拉伸比3.5-3.7，然后進行80-120°C的低溫定型處理； D、 將步驟C所得薄膜進入牽引機，經冷卻、展平、切邊、在線測厚、電暈處理后進行收 卷，即制得低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜。
[0014] 本發明通過大比例利用粘度相對較低、價格低廉的PET回收切片代替新鮮有光聚 醋切片和PETG切片，回收切片的特性粘度較低，特性粘度的降低，使薄膜的柔性增加，同樣 結晶度的情況下，有助于提高薄膜的扭結性。回收切片為本公司生產過程中邊膜回收產生 的再生切片，邊膜通過不誘鋼管道在線輸送，在線粉碎、造粒，不加入任何助劑，也沒有受到 任何污染，保持了聚醋材料本身的衛生，安全、環保特性。
[0015] 本發明通過優化拉伸、定型工藝，降低薄膜生產過程中的結晶速率和最終產品的 結晶度，結晶度降低，薄膜剛性降低，回彈性就降低，扭結性就提高。
[0016] 本發明與普通包裝聚醋薄膜生產工藝相比，縱向拉伸比由3.3-3.5調整到2.8- 3.2,橫向拉伸比由3.8-4.0調整到3.5-3.7,大幅度地降低了縱、橫向的拉伸比。拉伸比的降 低，薄膜的分子預取向度降低，降低了薄膜的結晶傾向和結晶能力；定型溫度由180-240°C 降低到80-120°C，定型溫度的降低更是直接導致薄膜在運個區域的分子活動能力受到限 審IJ，分子不能通過快速運動形成有規則排列的穩定結構（即結晶），因而結晶度大大降低。另 一方面較低的預熱拉伸、定型溫度也節省了電耗。
[0017] 通過W上工藝改進后所得的扭結膜經扭結性能測試:旋轉540度，回彈40-45度，扭 結性能與PET/PETG共混材料生產的薄膜扭結性相當，生產成本降低40%W上，有時甚至比 PVC扭結膜的成本還低，具有很強的市場競爭力。
[0018] 下列是典型的厚度為23um低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜與PET/PETG混料型 扭結膜在原料、電耗方面的單位成本對照表。
[0019] 核算依據： 1、 按2016年1月份原料市場價格，分別是:有光聚醋切片5800元/噸，含娃切片6400元/ 噸，回收切片3500元/噸，PETG切片11000元/噸； 2、 忍層厚度占20um，兩個表層厚度均占1.5um; 3、 陽T/陽TG型配方:忍層:65%有光聚醋切片，35%PETG切片；兩個表層均為：35%有光切 片，35%陽TG切片，30%含娃切片； 4、 陽T回收切片型配方:忍層:20%有光聚醋切片，80%回收切片;兩個表層均為:70%有光 切片，30%含娃切片；
本發明的有益效果是:首先從原料和工藝兩方面保持甚至增加聚醋薄膜的扭結性，其 次本發明采用回收切片為原料，相比采用PETG的工藝，大大降低了生產成本，最后本發明的 整個工藝流程不添加任何助劑，沒受到任何污染，不產生Ξ廢物質，保持了聚醋材料本身的 衛生、環保的特點。
【具體實施方式】
[0020] 實施例一、厚度為23微米的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜，采用Ξ層共擠雙 向拉伸生產設備制備，生產車速:200m/min，由上、下表層和一個忍層組成。
[0021] 忍層的厚度是20um，20%有光聚醋切片，80%回收聚醋切片，兩個表層的厚度均為 1.5皿，70%的有光聚醋切片，30%的含娃聚醋切片(二氧化娃濃度30(K)ppm，粒徑3.9皿）。
[0022] 本實例的生產工藝過程主要包括W下步驟： A、忍層的制備:將配比好的忍層聚醋切片經過流化床W170°C的溫度流化15-20min進 入干燥塔，在干燥塔中W 160°C的溫度干燥4-5小時得干燥原料;所述干燥原料在主烙融擠 出機中加熱成烙融狀態，主機擠出溫度為270-280°C，經計量累輸送、過濾器過濾后進入模 頭，得忍層烙體； 上、下表層的制備:將配比好的有光聚醋切片和含娃切片分別在兩臺輔助雙螺桿擠出 機中烙融擠出，擠出溫度270-275°C，通過抽真空排去雜質和水分、經計量累輸送、過濾器過 濾后進入模頭，得上、下表層烙體； 忍層烙體與上、下表層烙體在Ξ層模頭中匯合擠出混合烙體，模頭加熱溫度28(TC ; B、 對于所述步驟A中擠出的混合烙體，經過激冷漉30度冷卻，形成鑄片； C、 鑄片經70-90°C預熱和縱向拉伸，縱向拉伸比3.0;再進入橫拉機經90-100°C預熱和 橫向拉伸，橫向拉伸比3.6，然后進行80-120°(：的低溫定型處理； D、 將步驟C所得薄膜進入牽引機，經冷卻、展平、切邊、在線測厚、電暈處理后進行收 卷，制成厚度為23皿的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜。
[0023] 上述23皿的低成本環保扭結包裝用聚醋薄膜，其檢測的主要性能指標如下：
該厚度為23um的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜與厚度為23um的PET/PETG混料型 扭結膜在原料、電耗方面的單位成本對照表。
[0024] 核算依據： 1、 按2016年1月份原料市場價格，分別是:有光切片5800元/噸，含娃切片6400元/噸，回 收切片3500元/噸，PETG切片11000元/噸； 2、 陽T/PETG型配方：忍層：65%有光切片，35%陽TG切片；兩個表層均為：35%有光切片， 35%陽TG切片，30%含娃切片。
[0025] 由W上兩個表格的數據可W看出厚度為23um低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜 不僅具有扭結薄膜的良好扭結性，還大大降低了生產的成本，減少電力的消耗，提高了扭結 膜使用的安全性和環保性。
[0026] 實施例二、厚度為20微米的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜，采用Ξ層共擠雙 向拉伸生產設備制備，生產車速:230m/min，由上、下表層和一個忍層組成。
[0027] 忍層的厚度是17um，25%有光聚醋切片，75%回收切片；兩個表層的厚度分別是 1.5皿，70%的有光聚醋切片，30%的含娃聚醋切片(二氧化娃濃度30(K)ppm，粒徑3.9皿）。
[0028] 本實例的生產工藝過程主要包括W下步驟： A、 忍層的制備:將配比好的忍層原料經過流化床W170°C的溫度流化15-20min進入干 燥塔，在干燥塔中W 160°C的溫度干燥4-5小時得干燥原料;所述干燥原料在主烙融擠出機 中加熱成烙融狀態，主機擠出溫度為270-280°C，經計量累輸送、過濾器過濾后進入模頭，得 忍層烙體； 上、下表層的制備:將配比好的表層原料分別進入兩臺輔助雙螺桿擠出機中烙融擠出， 擠出溫度270-275°C，通過抽真空排去雜質和水分、經計量累輸送、過濾器過濾后進入模頭， 得上、下表層烙體； 忍層烙體與兩個表層烙體在Ξ層模頭中匯合擠出混合烙體，模頭加熱溫度28(TC ; B、 對于所述步驟A中擠出的混合烙體，經過激冷漉30度冷卻，形成鑄片； C、 鑄片經70-90°C預熱和縱向拉伸，縱向拉伸比3.1;再進入橫拉機經90-100°C預熱和 橫向拉伸，橫向拉伸比3.7，然后進行80-120°C的低溫定型處理； D、 將步驟C所得薄膜進入牽引機，經冷卻、展平、切邊、在線測厚、電暈處理后進行收 卷，制成厚度為20皿的低成本、環保型扭結包裝用聚醋薄膜。
[0029] 上述20皿的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜，其檢測的主要性能指標如下：
該厚度為20um的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜與厚度為20um的PET/PETG混料型 扭結膜在原料、電耗方面的單位成本對照表。
[0030]核算依據： 1、 按2016年1月份原料市場價格，分別是:有光切片5800元/噸，含娃切片6400元/噸，回 收切片3500元/噸，PETG切片11000元/噸； 2、 陽T/PETG型配方：忍層：65%有光切片，35%陽TG切片；兩個表層均為：35%有光切片， 35%陽TG切片，30%含娃切片。
[0031] 由W上兩個表格的數據可W看出厚度為20um低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜 不僅具有扭結膜良好的扭結性，還大大降低了生產的成本，減少電力的消耗，提高了扭結膜 使用的安全性和環保性。
[0032] 實施例Ξ、厚度為18微米的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜，采用Ξ層共擠雙 向拉伸生產設備制備，生產車速:250m/min，由上、下表層和一個忍層組成。
[0033] 忍層的厚度是15um，30%有光切片，70%回收切片；兩個表層的厚度分別是1.5um， 70%的有光聚醋切片，30%的含娃聚醋切片(二氧化娃濃度3000ppm，粒徑3.9皿）。
[0034] 本實例的生產工藝過程主要包括W下步驟： A、 忍層的制備:將配比好的忍層原料經過流化床W170°C的溫度流化15-20min進入干 燥塔，在干燥塔中W 160°C的溫度干燥4-5小時得干燥原料;所述干燥原料在主烙融擠出機 中加熱成烙融狀態，主機擠出溫度為270-280°C，經計量累輸送、過濾器過濾后進入模頭，得 忍層烙體； 上、下表層的制備:將配比好的表層原料分別進入兩臺輔助雙螺桿擠出機中烙融擠出， 擠出溫度270-275°C，通過抽真空排去雜質和水分、經計量累輸送、過濾器過濾后進入模頭， 得上、下表層烙體； 忍層烙體與兩個表層烙體在Ξ層模頭中匯合擠出混合烙體，模頭加熱溫度28(TC ; B、 對于所述步驟A中擠出的混合烙體，經過激冷漉30度冷卻，形成鑄片； C、 鑄片經70-90°C預熱和縱向拉伸，縱向拉伸比3.2;再進入橫拉機經90-100°C預熱和 橫向拉伸，橫向拉伸比3.7，然后進行80-12(TC的低溫定型處理； D、 將步驟C所得薄膜進入牽引機，經冷卻、展平、切邊、在線測厚、電暈處理后進行收 卷，制成厚度為18皿的低成本、環保型扭結包裝用聚醋薄膜。
[0035] 上述18皿的低成本環保扭結包裝用聚醋薄膜，其檢測的主要性能指標如下：
該厚度為18um的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜與厚度為18um的PET/PETG混料型 扭結膜在原料、電耗方面的單位成本對照表。
[0036]核算依據： 1、 按2016年1月份原料市場價格，分別是:有光切片5800元/噸，含娃切片6400元/噸，回 收切片3500元/噸，PETG切片11000元/噸； 2、 陽T/PETG型配方：忍層：65%有光切片，35%陽TG切片；兩個表層均為：35%有光切片， 35%陽TG切片，30%含娃切片。
[0037] 由W上兩個表格的數據可W看出厚度為18um低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜 不僅具有扭結薄膜良好的扭結性，還大大降低了生產的成本，減少電力的消耗，提高了扭結 膜使用的安全性和環保性。
[0038] 其它厚度的低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜的生產方法與上述Ξ例類似，只是 在生產車速、配料比例和拉伸比上略做調整即可，測得薄膜的性能指標與上述Ξ例接近，扭 結性能良好。
[0039] 上述Ξ例低成本環保型扭結包裝用聚醋薄膜與國內某公司PET / PETG混合型扭 結膜性能對比表。
[0040] 上表為本發明Ξ個實例與從客戶處取到的國內某公司生產的PET/PETG混合型扭 結膜及本公司普通包裝聚醋薄膜，在本公司同樣的檢測設備上、同樣測試方法下的檢測結 果。
[0041] 從上表可W看出：本發明最終得到的低成本、環保型扭結包裝聚醋薄膜與目前市 場上的PET/PETG混合型扭結膜扭結性相當，而成本能降低40%w上。經客戶應用效果良好， 完全可W替代現有的PET/PETG混合型扭結膜。
[0042] 本發明所制備的低成本、環保型扭結包裝聚醋薄膜與現有的PVC扭結膜相比具有 衛生、環保的天然優勢，而成本接近甚至還略微偏低(視不同時期原料價格波動情況），隨著 社會的發展，國家對環保要求標準的提高，國民環保意識的增強，必然會成為PVC扭結膜的 換代產品，具有廣闊的市場前景。
【主權項】
1. 一種低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜，其聚酯薄膜的厚度范圍是18-36UH1，其特征 在于，所述聚酯薄膜由上、下表層和一個芯層組成，所述芯層由20-30%的有光聚酯切片和 70-80%的回收切片組成，所述上、下表層均由70%的有光聚酯切片和30%的含硅切片組成，所 述含娃切片中二氧化娃濃度為3000ppm，粒徑為3.9um。2. 根據權利要求1所述的低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜，其特征在于，所述上、下 表層的重量各占所述聚酯薄膜總重量的5%_10%，所述芯層重量占所述聚酯薄膜總重量的 80%-90%〇3. 根據權利要求1所述的低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜，其特征在于，所述芯層用 回收切片是沒有受到任何污染的回收切片。4. 一種低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，按如下步驟進行： A、 芯層的制備：將配比好的芯層聚酯切片經過流化床以170°C的溫度流化15-20min進 入干燥塔，在干燥塔中以160°C的溫度干燥4-5小時得干燥原料;所述所述干燥原料在主熔 融擠出機中加熱成熔融狀態，主機擠出溫度為270-280°C，經計量栗輸送、過濾器過濾后進 入模頭，得芯層熔體； 上、下表層的制備:將配比好的有光聚酯切片和含硅切片分別在兩臺輔助雙螺桿擠出 機中熔融擠出，擠出溫度270-275°C，通過抽真空排去雜質和水分、經計量栗輸送、過濾器過 濾后進入模頭，得上、下表層熔體； 芯層熔體與上、下表層熔體在三層模頭中匯合擠出混合熔體，模頭加熱溫度280°C ; B、 對于所述步驟A中擠出的混合熔體，經過激冷輥30度冷卻，形成鑄片； C、 鑄片經70-90 °C預熱和縱向拉伸，縱向拉伸比2.8-3.2;再進入橫拉機經90-100 °C預 熱和橫向拉伸，橫向拉伸比3.5-3.7，然后進行80-120 °C的低溫定型處理； D、 將步驟C所得薄膜進入牽引機，經冷卻、展平、切邊、在線測厚、電暈處理后進行收 卷，即制得低成本環保型扭結包裝用聚酯薄膜。
【文檔編號】B32B27/14GK105966018SQ201610113072
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】董福起, 葛曉松, 代汝興, 袁愛雷, 陳德興
【申請人】山東豐華塑膠科技有限公司