CN102837474A

CN102837474A - 一种高阻隔性薄膜及其制作方法

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Publication number: CN102837474A
Application number: CN2011101654150A
Authority: CN
Inventors: 林凤龙; 梁文东; 曾进兴
Original assignee: Xiamen Changsu Industrial Co Ltd
Current assignee: Xiamen Changsu Industrial Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-06-20
Also published as: CN102837474B

Abstract

本发明提供一种高阻隔性薄膜及其制作方法，所述高阻隔性薄膜为由第一表层、芯层、第二表层组成的三层结构；其中，所述第一表层由0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6、59.2-90wt％的PA6切片组成；所述芯层由60-95wt％的MXD6和5-40wt％的PA6切片组成；所述第二表层由0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6、59.2-90wt％的PA6切片组成。上述高阻隔薄膜能够大幅度提高薄膜的阻隔性能，具有阻隔性优异，薄膜氧气透过率低，且透明度和柔韧性好的特点。

Description

一种高阻隔性薄膜及其制作方法

技术领域：

本发明涉及一种应用于包装领域的薄膜及其制作方法，尤其涉及一种具有气体高阻隔性的薄膜及其制作方法。

背景技术：

在传统工艺中，一般使用PVDC(聚偏二氯乙烯)、EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)、铝塑复合膜等材料来作为阻隔包装材料。其中，PVDC虽然阻隔性能较高，但是存在加工困难，且有一定的环保问题；EVOH则由于吸湿性的问题，可能对加工过程和终端客户的使用造成影响，同时在高压、高湿度条件下阻隔性能下降明显，因而使用受限；铝塑复合膜虽然阻隔性能优异，但是存在不透明的缺点，在包装领域受限明显。

为了防止上述问题，当前市场上采用的阻隔性材料为由间苯二甲胺和己二酸缩聚得到的聚己二酰间苯撑二甲胺(MXD6)，其与PVDC、EVOH、铝塑复合膜等其他的阻隔性材料相比，具有阻隔性不受温度及湿度的影响，即在煮沸处理或蒸馏处理时具有阻隔性下降少并且恢复快的特点。这尤其使得MXD6适合于高温和潮湿场合使用。但是，MXD6与PVDC、EVOH、铝塑复合膜等其他的阻隔性材料相比，仍然存在阻隔性稍差的问题。而且，MXD6与PA6(聚酰胺6或尼龙6)薄膜相比，MXD6还存在韧性差的特点，如单独使用则薄膜较脆的问题。

发明内容：

本发明的范围只由后附权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。

本发明的目的是提供一种高阻隔性薄膜，其具有阻隔性优异，薄膜氧气透过率低，且透明度和柔韧性好的特点；同时，还提供一种制作本发明所述高阻隔性薄膜的方法。

本发明所述高阻隔性薄膜为由第一表层、芯层、第二表层组成的三层结构；其中，所述第一表层由0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6、59.2-90wt％的PA6切片组成；所述芯层由60-95wt％的MXD6和5-40wt％的PA6切片组成；所述第二表层由0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6、59.2-90wt％的PA6切片组成。

优选地，所述第一表层和第二表层分别由0.3wt％的爽滑剂、0.2wt％的开口剂、30wt％的MXD6和69.5wt％的PA6切片组成。

优选地，所述芯层由65wt％的MXD6和35wt％的PA6切片组成。

其中，对所述第一表层或第二表层中的至少一者进行电晕处理。

其中，所述高阻性薄膜的所述三层结构是通过对第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体共挤出并进行纵向拉伸和横向拉伸而形成的。

其中，所述纵向拉伸是通过一个拉伸辊筒来完成的。

本发明的另一方面还提供一种高阻隔性薄膜的制作方法，包括以下步骤：将含有0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6和59.2-90wt％的PA6切片通过熔融挤出获得第一表层熔体；将含有60-95wt％的MXD6和5-40wt％的PA6切片通过熔融挤出获得芯层熔体；将含有0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6和59.2-90wt％的PA6切片通过熔融挤出获得第二表层熔体；对所述第一表层熔体、芯层熔体和第二表层熔体进行共挤出；对共挤出获得的铸片进行纵向拉伸和横向拉伸形成由第一表层、芯层和第二表层构成的三层结构薄膜。

优选地，所述芯层由65wt％的MXD6和35wt％的PA6切片组成。

其中，本发明的高阻隔性薄膜的制作方法还包括收卷步骤，在所述收卷步骤中对所述第一表层或第二表层中的至少一者进行电晕处理。

其中，所述第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体共挤出时的加工温度为260-265℃，优选265℃，纵向拉伸过程中温度为75-80℃，优选80℃，横向拉伸过程中温度为110-120℃，优选120℃。

其中，所述第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片后将所述铸片进行所述纵向拉伸和所述横向拉伸。

其中，在所述纵向拉伸阶段通过一个拉伸辊筒完成纵向拉伸。

本发明的优点在于保留煮沸处理或蒸馏处理时具有阻隔性下降少并且恢复快的特点的同时，还具有以下特点：

(1)大幅度提高了薄膜的阻隔性能，薄膜氧气透过率低；

(2)具有在煮沸处理或蒸煮处理时阻气性能下降少，恢复快的特点；

(3)与PVDC材料相比具有更易于加工、更加环保的优势；

(4)易于复合，可以PE、PP等多种材料复合，复合工艺简单；

(5)耐水煮、蒸煮，特别适合用于高温蒸煮；

(6)尺寸稳定性高，柔韧性好。

附图说明：

图1为本发明高阻隔性薄膜的三层结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围中。

图1为本发明高阻隔性薄膜的三层结构示意图。如图1所示，本发明的高阻隔性薄膜是由第一表层1、芯层2、第二表层3组成的三层结构，即将第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体通过供挤模头流延至激冷辊铸片，然后将上述铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸而形成。例如，上述三层结构的高阻隔性薄膜可以先通过3台挤出机分别挤出第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体，再通过三层共挤模头将第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体流延至激冷辊铸片，然后将上述铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸，形成上述高阻隔性薄膜。在上述三层结构中，芯层2位于第一表层1和第二表层3之间。

在本发明的实施例中，所述第一表层1按质量百分比含有0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6和59.2-90wt％的PA6切片；所述芯层2按质量百分比含有60-95wt％的MXD6和5-40wt％的PA6切片；所述第二表层3按质量百分比含有0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6和59.2-90wt％的PA6切片。

优选地，所述第一表层1和第二表层3按质量百分比分别含有0.3wt％的爽滑剂、0.2wt％的开口剂、30wt％的MXD6和69.5％PA6切片；芯层2按质量百分比含有65wt％的MXD6和35wt％的PA6切片。

在本发明的实施例中，所述开口剂选自二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸镁、碳酸钡、磷酸钙、氧化铝、二氧化钛、高岭土中之一或其组合。

在本发明的实施例中，所述爽滑剂选自油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺中之一或组合。

优选地，对所述第一表层和第二表层中的至少一者进行电晕处理。

在本发明的实施例中，所获得的高阻隔性薄膜的厚度可为15μm。

下面将参照以下实施例更详细地的描述本发明。

实施例1

如图1所示的由第一表层1、芯层2、第二表层3构成的三层结构的高阻隔性薄膜，其第一表层1的组分由10wt％的MXD6、89.6wt％的PA6、0.2wt％的开口剂和0.2wt％的爽滑剂构成；上述芯层2的组分由60wt％的MXD6、40wt％的PA6构成；上述第二表层3的组分由10wt％的MXD6、89.6wt％的PA6、0.2wt％的开口剂和0.2wt％的爽滑剂构成。

实施例2

如图1所示的由第一表层1、芯层2、第二表层3构成的三层结构的高阻隔性薄膜，其第一表层1的组分由20wt％的MXD6、79.4wt％的PA6、0.3wt％的开口剂和0.3wt％的爽滑剂构成；上述芯层2的组分由65wt％的MXD6、35wt％的PA6构成；上述第二表层3的组分由20wt％的MXD6、79.4wt％的PA6、0.3wt％的开口剂和0.3wt％的爽滑剂构成。

实施例3

如图1所示的由第一表层1、芯层2、第二表层3构成的三层结构的高阻隔性薄膜，其第一表层1的组分由30wt％的MXD6、69.5wt％的PA6、0.3wt％的开口剂和0.2wt％的爽滑剂构成；上述芯层2的组分由80wt％的MXD6、20wt％的PA6构成；上述第二表层3的组分由30wt％的MXD6、69.5wt％的PA6、0.3wt％的开口剂和0.2wt％的爽滑剂构成。

实施例4

如图1所示的由第一表层1、芯层2、第二表层3构成的三层结构的高阻隔性薄膜，其第一表层1的组分由10wt％的MXD6、90wt％的PA6构成；上述芯层2的组分由95wt％的MXD6、5wt％的PA6构成；上述第二表层3的组分由10wt％的MXD6、90wt％的PA6构成。

实施例5

如图1所示的由第一表层1、芯层2、第二表层3构成的三层结构的高阻隔性薄膜，其第一表层1的组分由40wt％的MXD6、59.2wt％的PA6、0.5wt％的开口剂和0.3wt％的爽滑剂构成；上述芯层2的组分由60wt％的MXD6、40wt％的PA6构成；上述第二表层3的组分由40wt％的MXD6、59.2wt％的PA6、0.5wt％的开口剂和0.3wt％的爽滑剂构成。

下表1为根据本发明上述实施例1-5的结构参数所获得高阻隔性薄膜与现有市场上销售的具有相同厚度(15μm)的同类薄膜(例如MXD6薄膜和BOPA薄膜)在阻隔性(氧气透过率)、柔软度和透明度等指标的对比。

表1

从上述表1可以看出，与市售MXD6薄膜相比，根据本发明实施例1-5所获得的高阻隔薄膜阻隔性更好(氧气透过率低)、韧性及透明性更好；与市售BOPA薄膜相比，柔韧性比较接近，但是气体阻隔性提高4倍多。

上述高阻隔性薄膜的制造方法如下：按预定的质量百分比进行投料，完成熔融挤出、铸片、纵向拉伸、横向拉伸、收卷工序，最后得到高阻隔性薄膜。具体工艺如下：

将爽滑剂、开口剂、MXD6和PA6切片按质量百分比进行投料，然后通过挤出机熔融挤出获得第一表层1的熔体；将MXD6和PA6按质量百分比进行投料，然后通过挤出机熔融挤出获得芯层2熔体；将爽滑剂、开口剂、MXD6和PA6切片按质量百分比进行投料，然后通过挤出机熔融挤出获得第二表层3熔体。其中，上述获得第一表层1熔体的步骤中，按质量百分比0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％MXD6和59.2-90wt％的PA6切片进行投料；上述获得芯层2熔体的步骤中，按质量百分比60-95wt％MXD6和5-40wt％的PA6切片进行投料；上述获得第二表层3熔体的步骤中，按质量百分比0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％MXD6和59.2-90wt％的PA6切片进行投料。优选地，上述获得第一表层1熔体的步骤中，按质量百分比0.3wt％的爽滑剂、0.2wt％的开口剂、30wt％的MXD6和69.5wt％PA6切片进行投料；上述获得芯层2熔体的步骤中，按质量百分比65wt％的MXD6和35wt％的PA6切片进行投料；上述获得第二表层3熔体的步骤中，按质量百分比0.3wt％的爽滑剂、0.2wt％的开口剂、30wt％的MXD6和69.5wt％PA6切片进行投料。上述第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体共挤出时的加工温度为260-265℃，优选265℃。

将由上述步骤获得的第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸。其中，上述纵向拉伸时的温度为75-80℃，优选80℃；上述横向拉伸时的温度为110-120℃，优选120℃。上述共挤模头可以为三层共挤模头。

将上述通过纵向拉伸和横向拉伸后获得高阻隔性薄膜进行收卷。其中，在收卷过程中，对上述第一表层1和第二表层3中的至少一者进行电晕处理。

在上述实施方式中，在进行上述纵向拉伸阶段采用一个拉伸辊筒完成上述纵向拉伸。现有的薄膜制造工艺在纵向拉伸阶段采用两个拉伸辊筒对薄膜铸片进行纵向拉伸，其通常是先由第一个拉伸辊筒拉伸一定倍率，然后由第二个拉伸辊筒再完成余下的拉伸。如果采用上述现有薄膜制造工艺中的纵向拉伸方法来生产本发明的高阻隔性薄膜时，会发生薄膜黏在拉伸辊筒上面。因此，本发明采用了在上述纵向拉伸阶段由一个拉伸辊筒直接完成拉伸，从而减少了薄膜在拉伸辊筒上的接触时间，解决拉伸过程中薄膜易粘辊问题。

在上述实施方式中，将由上述步骤获得的第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸。但不限于此。也可以将由上述步骤获得的第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片在纵向和横向同时进行拉伸。

在上述实施方式中，将由上述步骤获得的第一表层1、芯层2、第二表层3的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸。但不限于此。也可以将铸片依次进行横向拉伸和纵向拉伸。

需要指出的是，上述公开的实施方式均为例示性质，而非限制性的。本发明的范围不受上述实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。

Claims

1.一种高阻隔性薄膜，其特征在于，所述高阻隔性薄膜为由第一表层、芯层、第二表层组成的三层结构；其中，所述第一表层由0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6、59.2-90wt％的PA6切片组成；所述芯层由60-95wt％的MXD6和5-40wt％的PA6切片组成；所述第二表层由0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6、59.2-90wt％的PA6切片组成。

2.根据权利要求1所述的高阻隔性薄膜，其特征在于，所述第一表层和第二表层分别由0.3wt％的爽滑剂、0.2wt％的开口剂、30wt％的MXD6和69.5wt％的PA6切片组成。

3.根据权利要求1-2所述的高阻隔性薄膜，其特征在于，所述芯层由65wt％的MXD6和35wt％的PA6切片组成。

4.根据权利要求3所述的高阻隔性薄膜，其特征在于，对所述第一表层和第二表层中的至少一者进行电晕处理。

5.根据权利要求3所述的高阻隔性薄膜，其特征在于，所述高阻性薄膜的所述三层结构是通过对第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体共挤出并进行纵向拉伸和横向拉伸而形成的。

6.根据权利要求5所述的高阻隔性薄膜，其特征在于，所述纵向拉伸是通过一个拉伸辊筒来完成的。

7.一种高阻隔性薄膜的制作方法，包括以下步骤：将含有0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6和59.2-90wt％的PA6切片通过熔融挤出获得第一表层熔体；将含有60-95wt％的MXD6和5-40wt％的PA6切片通过熔融挤出获得芯层熔体；将含有0-0.3wt％的爽滑剂、0-0.5wt％的开口剂、10-40wt％的MXD6和59.2-90wt％的PA6切片通过熔融挤出获得第二表层熔体；对所述第一表层熔体、芯层熔体和第二表层熔体进行共挤出；对共挤出获得的铸片进行纵向拉伸和横向拉伸形成由第一表层、芯层和第二表层构成的三层结构薄膜。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述第一表层和第二表层分别由0.3wt％的爽滑剂、0.2wt％的开口剂、30wt％的MXD6和69.5wt％的PA6切片组成。

9.根据权利要求7-8所述的制作方法，其特征在于，所述芯层由65wt％的MXD6和35wt％的PA6切片组成。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，还包括收卷步骤，在所述收卷步骤中对所述第一表层和第二表层中的至少一者进行电晕处理。

11.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体共挤出时的加工温度为260-265℃，纵向拉伸过程中温度为75-80℃，横向拉伸过程中温度为110-120℃。

12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体共挤出时的加工温度为265℃，纵向拉伸过程中温度为80℃，横向拉伸过程中温度为120℃。

13.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第一表层熔体、芯层熔体、第二表层熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片后将所述铸片进行所述纵向拉伸和所述横向拉伸。

14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，在所述纵向拉伸阶段通过一个拉伸辊筒完成纵向拉伸。