CN102950857A - 一种可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，包括上层、中间层、下层共三层结构，总厚度：18~22μm。上层由含有下述重量含量的原料配制成：96~98.5%二元共聚聚丙烯、0.3~0.8%抗粘连、1~3%滑爽剂、0.1~0.3%降解剂；中间层由含有下述重量含量的原料配制成：72~84%聚丙烯树脂、15~25%氢化树脂、0.5~2%抗静电剂和0.1~0.3%的降解剂；下层由含有下述重量含量的原料配制成：98.9~99.5%二元共聚聚丙烯、0.3~0.8%抗粘连剂，0.1~0.3%降解剂。该薄膜具有很好的可降解性，在曝晒温度60℃条件下，完全碎裂时间只需要20天。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种可降解的双向拉伸聚丙烯香烟包装薄膜及其制造方法，属于新型高分子材料领域。
背景技术
香烟包装膜每年全国用量有7万吨以上，消费后所丢弃的香烟包装膜对环境的污染是显而易见的，随着人们对环境保护越来越重视，对香烟包装膜提出降解的要求。目前塑料的降解方法有：光降解、生物降解和光-生物降解三大类。但目前的降解膜普遍存在暗淡发黄、透明度低、价格偏高、性能下降等问题，推广异常困难，前景不容乐观。特别是香烟包装膜属高档产品包装用膜，香烟包装速度很快，常用包装速度达400包/分钟,对产品的外观和性能有极高的要求，目前降解膜存在的问题导致在香烟包装市场上还没有使用降解膜。
发明内容
本发明的目的在于通过原料改变和工艺改进,提供一种在成本增加不大的条件下，生产一种能满足香烟包装要求，又具有降解功能的包装膜。
其方法是根据香烟包装膜的生产到香烟包装一般不超过一年，香烟的产出到使用一般不超过两年，香烟包装膜在薄膜生产、香烟包装及香烟消费前，没有长时间直接接触紫外线，只有当废弃物时才直接接触紫外线，所以选用光降解方法，添加的是符合食品、药品管理的促进型降解剂，生产出降解膜的特点是降解只是在暴露于紫外线才启动，并迅速降解，只要不在室外曝晒，便可永久保持其原有的机械特性。同时多次实验得出在薄膜中增加适当量的降解剂量既对薄膜性能的影响很小，又能在保持香烟包装膜性能基础上最大限度实现降解。
本发明提供可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，包括上、中、下三层结构，总厚度：18~22μm。上层厚度为0.8~1.2μm，由含有下述重量含量的原料配制成：96 ~98.5%二元共聚聚丙烯、0.3~0.8%抗粘连、1~3%滑爽剂、0.1~0.3%降解剂，抗粘连剂的成份是交联丙烯酸甲酯，滑爽剂成份是硅酮，降解剂成份为硬脂酸钠；中间层的厚度为16.4~19.6μm，由含有下述重量含量的原料配制成：72~84%聚丙烯树脂、15~25%氢化树脂、0.5 ~2%抗静电剂和0.1~0.3%的降解剂， 聚丙烯树脂为含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物，抗静电剂成份甘油单硬脂酸酯，降解剂成份为硬脂酸钠；下层的厚度为0.8 ~1.2μm，由含有下述重量含量的原料配制成：98.9~99.5%二元共聚聚丙烯、0.3~0.8%抗粘连剂，0.1~0.3%降解剂，抗粘连剂的成份是交联丙烯酸甲酯，降解剂成份为硬脂酸钠。
本发明还提供一种上述可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜的制造方法，该方法如下：
（一）采用双向拉伸设备实施，工艺流程为：配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→收卷。
（二）实施步骤
1、配料
按上述设计的原料投入不同的料罐，按设定的比例进行混料，混料可人工混料或设备混料。
2、挤出
中间层原料经过比例混料后流入双螺杆挤出机或单螺杆串联挤出机，上、下层料经过混料后流入各自辅助挤出机,三层料在模头汇聚后流出。挤出机作用：熔融、塑化、混炼、均匀定量挤出,挤出机温度：200~250℃。
3、铸片
铸片机的作用是将挤出机模头流出的树脂冷却成片材，使树脂的结晶度、晶体形态、晶体的大小达到理想状态，从而提高薄膜的物理性能，有利于下工序纵向和横向的拉伸。铸片机冷却温度：18~25℃。
4、纵向拉伸
纵向拉伸的作用是将从铸片机过来的片材进行预热，并在一定的速度下，将片材纵向拉长，使聚合物分子进行纵向取向。预热温度最佳：100~120℃；拉伸温度：60~90℃，拉伸倍率： 480~580%；
5、横向拉伸
横向拉伸作用是将纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有较大的扩张角的拉伸区进行横向拉伸，使聚合物分子在横向取向。预热温度最佳：170~190℃；拉伸温度：140~160℃，定型温度：135~165℃。拉伸倍率在800~1000%。
6、收卷
横拉出来的薄膜切边后经过收卷机进行收卷。收卷工艺跟薄膜的性能有关，可跟据收卷情况设定收卷张力、衰减率、压辊压力调整，拉伸比100±2%。
本发明制得的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，具有很好的可降解性和其他的产品性能。实验得出非降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜在曝晒温度60℃条件下，完全碎裂时间为60天，而降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜只需要20天。
产品典型值
具体实施
下面具体实施例对本发明的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜及其制造方法作进一步说明。
实施例1
配料：生产厚度18μm薄膜。上层厚0.8μm，其中二元共聚聚丙烯含量为96 %，交联丙烯酸甲酯0.8%，硅酮2.9%,硬酯酸钠0.3%；中间层厚16.4μm,其中含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为73.7%，氢化树脂25%,甘油单硬脂酸酯1.0%,硬酯酸钠0.3%；下层厚0.8μm,其中二元共聚聚丙烯含量为98.9%，交联丙烯酸甲酯0.8%,硬酯酸钠0.3%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，其中挤出机温度：220℃；铸片机温度：23℃；纵向拉伸倍率：490%，纵拉预热温度：115℃，纵拉拉伸温度：78℃；横向拉伸倍率：880%，横拉预热温度：178℃，横拉拉伸温度：155℃，横拉定型温度：140℃；收卷拉伸比：100%。
实施例2
配料：生产厚度19μm薄膜。上层厚0.9μm，其中二元共聚聚丙烯含量为96.5 %，交联丙烯酸甲酯0.7%，硅酮2.6%,硬酯酸钠0.2%；中间层厚17.2μm,其中含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为78.7%，氢化树脂23%,甘油单硬脂酸酯1.5%,硬酯酸钠0.2%；下层厚0.9μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.1%，交联丙烯酸甲酯0.7%,硬酯酸钠0.2%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，其中挤出机温度：223℃；铸片机温度：21℃；纵向拉伸倍率：510%，纵拉预热温度：110℃，纵拉拉伸温度：80℃；横向拉伸倍率：900%，横拉预热温度：180℃，横拉拉伸温度：150℃，横拉定型温度：150℃；收卷拉伸比：100%。
实施例3
配料：生产厚度20μm薄膜。上层厚1.0μm，其中二元共聚聚丙烯含量为96.5 %，交联丙烯酸甲酯0.6%，硅酮2.7%,硬酯酸钠0.2%；中间层厚18μm,其中含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为78.7%，氢化树脂22%,甘油单硬脂酸酯1.0%,硬酯酸钠0.2%；下层厚1μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.2%，交联丙烯酸甲酯0.6%,硬酯酸钠0.2%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，其中挤出机温度：230℃；铸片机温度：20℃；纵向拉伸倍率：520%，纵拉预热温度：107℃，纵拉拉伸温度：72℃；横向拉伸倍率：910%，横拉预热温度：188℃，横拉拉伸温度：151℃，横拉定型温度：155℃；收卷拉伸比：100%。
实施例4
配料：生产厚度21μm薄膜。上层厚1.1μm，其中二元共聚聚丙烯含量为96 %，交联丙烯酸甲酯0.5%，硅酮2.0%,硬酯酸钠0.2%；中间层厚18.8μm,其中含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为81%，氢化树脂18%,甘油单硬脂酸酯0.8%,硬酯酸钠0.2%；下层厚1.1μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.2%，交联丙烯酸甲酯0.6%,硬酯酸钠0.2%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，其中挤出机温度：200℃；铸片机温度：20℃；纵向拉伸倍率：530%，纵拉预热温度：117℃，纵拉拉伸温度：70℃；横向拉伸倍率：950%，横拉预热温度：170℃，横拉拉伸温度：140℃，横拉定型温度：135℃；收卷拉伸比：100%。
实施例5
配料：生产厚度22μm薄膜。上层厚1.2μm，其中二元共聚聚丙烯含量为98.5 %，交联丙烯酸甲酯0.3%，硅酮1.1%,硬酯酸钠0.1%；中间层厚19.6μm,其中含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物含量为83.4%，氢化树脂16%,甘油单硬脂酸酯0.5%,硬酯酸钠0.1%；下层厚1.2μm,其中二元共聚聚丙烯含量为99.5%，交联丙烯酸甲酯0.4%,硬酯酸钠0.1%。
制膜：采用双向拉伸共挤工艺制得本发明的可降解双向拉伸聚丙烯香烟膜包装膜，其中挤出机温度：250℃；铸片机温度：18℃；纵向拉伸倍率：560%，纵拉预热温度：102℃，纵拉拉伸温度：65℃；横向拉伸倍率：800%，横拉预热温度：190℃，横拉拉伸温度：160℃，横拉定型温度：160℃；收卷拉伸比：100%。
Claims (12)
1.一种可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，包括上层、中间层、下层共三层结构，其特征在于：所述上层由含有下述重量含量的原料配制成：96 ~98.5%二元共聚聚丙烯、0.3~0.8%抗粘连、1~3%滑爽剂、0.1~0.3%降解剂；所述中间层由含有下述重量含量的原料配制成：72~84%聚丙烯树脂、15~25%氢化树脂、0.5 ~2%抗静电剂和0.1~0.3%的降解剂；所述下层由含有下述重量含量的原料配制成：98.9~99.5%二元共聚聚丙烯、0.3~0.8%抗粘连剂，0.1~0.3%降解剂。
2.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：所述薄膜总厚度为18~22μm。
3.如权利要求1或2所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：上层厚度为0.8~1.2μm。
4.如权利要求1或2所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：中间层的厚度为16.4~19.6μm。
5.如权利要求1或2所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：下层的厚度为0.8 ~1.2μm。
6.如权利要求1或2所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：下层的厚度为0.7~2μm。
7.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：所述抗粘连剂为交联丙烯酸甲酯。
8.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：所述滑爽剂为硅酮。
9.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：所述降解剂为硬脂酸钠。
10.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：所述聚丙烯树脂为含0.5~0.8%乙烯单体的丙烯-乙烯无规共聚物。
11.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜，其特征在于：所述抗静电剂为甘油单硬脂酸酯。
12.如权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯香烟包装膜的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：该采用双向拉伸设备实施，工艺流程为：配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→收卷，具体如下：
（1）配料
按上述设定的比例进行混料，混料可人工混料或设备混料；
（2）挤出
将上述配好的三层原料熔融、塑化、混炼 、均匀定量挤出各自挤出机，挤出机温度为200~250℃；
（3）铸片
将上述挤出机模头流出的树脂冷却成片材，铸片机冷却温度为18~25℃；
（4）纵向拉伸
将上述从铸片机过来的片材进行预热，并在一定的速度下，将片材纵向拉长，使聚合物分子进行纵向取向，预热温度为100~120℃，拉伸温度为60~90℃，拉伸倍率为 480~580%；
（5）横向拉伸
将上述纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有较大的扩张角的拉伸区进行横向拉伸，使聚合物分子在横向取向，预热温度为170~190℃，拉伸温度为140~160℃，定型温度为135~165℃，拉伸倍率为800~1000%；
（6）收卷
将上述横向拉伸出来的薄膜切边后经过收卷机进行收卷，拉伸比为100±2%。
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