CN1297386C - 泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，该方法包括如下工序：聚丙烯树脂及功能母料的按特定比例混配，在挤出机上通过共挤模头挤出初管膜，对初管膜进行骤冷，然后在温度为260℃-400℃的预热烘箱内预热，在温度为510℃-300℃烘箱内进行横向吹胀和纵向拉伸，拉伸温度为135℃-150℃，其纵向拉伸倍数为6.5-8.0，横向拉伸倍数为5.0-8.0；对泡膜进行风环冷却、收卷、分切、复卷、再次分切。这种生产工艺同现有的平拉法双向拉伸聚丙烯烟用薄膜生产技术相比具有设备占地面积小、投资少的优点，产品有较高的热收缩性，能够满足烟用膜的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法。
背景技术
包装香烟用的双向拉伸聚丙烯包装薄一直采用“平拉法双向拉伸技术”进行生产，即通过纵横两个方向上的拉伸来制造薄膜，这种生产技术设备投资大，占地面积广。
“泡管法”生产技术又称为“管膜法”，被用于聚乙烯类热收缩膜的生产，其工艺流程包括如下步骤：原料混合、通过挤出机在圆形共挤模头中挤出初管膜、对初管膜进行骤冷使其结晶、在预热烘箱内进行预热、在拉伸烘箱中进行横向吹胀及纵向拉伸、冷却、收卷、分切即得到成品。这种技术具有设备投资小，所用材料模量小，柔性大，产品收缩率高的优点，但是这种技术生产速度低，拉伸倍数较小，产品厚度均匀性差，薄膜厚度波动往往在±10％以上，所以目前还不能用于生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜。
由于烟用薄膜技术要求苛刻，如果将泡管法生产技术用于生产烟用双向拉伸聚丙烯薄膜要解决以下技术问题：(1)薄膜产品厚度波动要求在±6％以内。(2)薄膜应有合适的收缩率。(3)收卷的产品无皱纹。(4)产品具有合适的杨氏模量。
发明内容
针对现有的双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的生产工艺存在的上述问题以及泡管法生产技术的特点，本发明的目的在于提供一种泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，采用本发明的生产方法可以在投资额较小的泡管法工艺设备上制造出性能合适的烟用双向拉伸聚丙烯薄膜，该薄膜在卷烟包装上使用可获得满意的包装效果。
为了使泡管法生产的双向拉伸聚丙烯薄膜达到烟用包装膜的要求，针对聚丙烯原料与聚乙烯的不同，需要对原料的配方、及生产工艺条件及方法进行改进。
本发明的泡管法生产的双向拉伸聚丙烯烟用薄膜包括如下工艺过程(以下产品配方所涉及的百分含量均为重量百分含量)：
(1)聚丙烯树脂及功能母料的混配，其中薄膜的表层A所用原料及其重量含量为：共聚聚丙烯90％～100％、防粘母料0％～10％；芯层B所含有的成分及重量含量为：均聚聚丙烯53％～100％、增挺母料0％～35％、爽滑母料0％～7％、抗静电剂0％～5％；表层C所含有的成分及重量含量为：共聚聚丙烯85％～100％、防粘母料0％～15％；
(2)将混配好的表层A、芯层B及表层C的原料送到三台挤出机挤出，再通过三层共挤模头成为初管膜，并经定径芯棒和冷却水冷却定型后送往烘箱；
(3)初管膜在温度为260℃～430℃的预热烘箱内预热，然后在温度为530℃～300℃拉伸烘箱内进行横向吹胀和纵向拉伸，管膜的拉伸温度为135℃～150℃，成为预定厚度的薄膜，其纵向拉伸倍数为6.5～8.0倍，横向拉伸倍数为5.0～8.0倍；
(4)对薄膜进行风环冷却；
(5)在拉伸主动辊及收卷牵引辊上套有绒布进行拉伸和收卷；
(6)将收卷后的薄膜立即在分切机上分切，分切后的半成品在复卷机上复卷，再分切即得成品。
上述的表层A较佳的重量含量为共聚聚丙烯94％～98％、防粘母料2％～6％。
上述的芯层B较佳的重量含量为均聚聚丙烯72％～79％、增挺母料18％～25％、爽滑母料1％～3％、抗静电剂2％～3％。
上述的表层C较佳的重量含量为共聚聚丙烯96％～99％、防粘母料1％～4％。
上述的预热烘箱(1区-4区)和拉伸烘箱(5区-8区)较佳温度为：1区：300±20℃；2区：330±20℃；3区：360±20℃；4区：390±20℃；5区：510±20℃；6区：460±20℃；7区：360±20℃；8区：320±20℃。
为了改善收卷质量，在收卷时可以打开收卷夹持辊。
为保证换卷顺利，准备换卷时合上收卷夹持辊，换完后打开收卷夹持辊。
本发明提供的采用泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜工艺，通过对原料的筛选及对拉伸工艺及收卷方法的改进，使得在占地小、设备投资小的泡管法设备上可以生产出符合要求的双向拉伸聚丙烯薄膜，不但能够满足烟用包装的要求，而且同现有的平拉法生产的双向拉伸聚丙烯烟用薄膜相比，具有较高的热收缩性，使得薄膜与被包装物更加贴体，用于包装卷烟时，获得更加良好的包装效果。所以本发明提供的泡管法生产烟用双向拉伸聚丙烯烟薄膜的工艺同传统的平拉法双向拉伸聚丙烯烟用薄膜工艺相比，具有占地面积小、设备投资小的特点，而且产品具有较高的热收缩性，产品的厚度波动、收缩率、杨氏模量均在要求范围内，产品无皱纹。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的泡管法双向拉伸聚丙烯烟用薄膜生产工艺作进一步说明。
实施例1
本例中的原料为，表层A为共聚聚丙烯，所占百分含量为90％、防粘母料，所占百分含量为10％；芯层均聚聚丙烯含量为55％、增挺母料所占百分含量为35％、爽滑/抗静电剂母料所占百分含量分别为5％；表层C所用材料及含量与表层A相同。
将聚丙烯原料和母料按配比准确称量后投入混料罐混合15分钟，然后送到储料罐，经管道分别送到挤出机经三层共挤模头挤成初管膜，所用挤出机分别为：A层为φ50挤出机，螺杆长径比为30∶1；B层为φ100挤出机，螺杆长径比为30∶1；C层为φ50挤出机，螺杆长径比为30∶1；挤出温度分别为A层挤出机1区至6区温度为180℃～200℃，树脂熔融温度190℃；B层挤出机1区至9区温度为210℃～240℃，树脂熔融温度230℃，C层挤出机1区至6区温度为180℃～200℃，树脂熔融温度190℃。初管膜在烘箱预热区内预热，其中1区至4区温度分别为300℃、335℃、360℃、390℃，然后在烘箱拉伸区的进行拉伸，拉伸区各区温度分别为：500℃、460℃、360℃、300℃，管膜的拉伸温度为138℃，纵向拉伸倍数为7.5倍，横向拉伸倍数为6.5倍；对泡膜进行风环冷却，固定风环冷却水温度降低至18℃以下，然后进行收卷，经分切，复卷后再次分切得成品，对产品进行检验。
所得的双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的产品质量为
| 序号 | 检验项目单位 | 单位 | 检验结果 | ||
| 1 | 厚度 | 平均值 | μm | 21.9 | |
| 最大值 | μm | 22.6 | |||
| 最小值 | μm | 21.0 | |||
| 2 | 拉伸强度 | 纵向 | MPa | 223 | |
| 横向 | MPa | 187 | |||
| 3 | 断裂伸长率 | 纵向 | ％ | 100 | |
| 横向 | ％ | 106 | |||
| 4 | 热收缩率 | 纵向 | ％ | 5.77 | |
| 横向 | ％ | 11.60 | |||
| 5 | 摩擦系数(静/动) | 内/内 | 0.15/0.12 | ||
| 外/外 | 0.14/0.12 | ||||
| 6 | 雾度 | ％ | 1.5 | ||
| 7 | 光泽度 | ％ | 90.4 | ||
| 8 | 杨氏模量 | 纵向 | N/mm2 | 3057 | |
| 横向 | 3187 | ||||
| 9 | 热封强度 | N/15mm | 2.61 | ||
| 10 | 静电衰减率 | 内 | ％ | 2.74(15.82mv) | |
| 外 | ％ | 2.48(15.84mv) | |||
实施例2
本例中的原料为，表层A共聚聚丙烯含量为95％、防粘母料百分含量为5％；芯层B中均聚聚丙烯含量为78％、增挺母料百分含量为18％、爽滑母料百分含量为4％；表层C中共聚聚丙烯百分含量为85％、防粘母料百分含量为15％。
将聚丙烯原料和母料按配比准确称量后投入混料罐混合15分钟，然后送到储料罐，经管道分别送到挤出机经三层共挤模头挤成初管膜，所用挤出机分别为：A层为φ50挤出机，螺杆长径比为30∶1；B层为φ100挤出机，螺杆长径比为30∶1；C层为φ50挤出机，螺杆长径比为30∶1挤出温度分别为A层挤出机1区至6区温度为180℃～200℃，树脂熔融温度190℃；B层挤出机1区至9区温度为210℃～240℃，树脂熔融温度230℃，C层挤出机1区至6区温度为180℃～200℃，树脂熔融温度190℃。初管膜在烘箱预热区各区温度分别为290℃、310℃、350℃、380℃条件下预热后在5至8区温度分别为510℃、445℃、380℃、310℃的烘箱拉伸区进行拉伸，管膜的拉伸温度为146℃，纵向拉伸倍数为6.9倍，横向拉伸倍数为5.5倍；对泡膜进行风环冷却，固定风环冷却水温度降低至18℃以下，然后进行收卷，经分切，复卷后再次分切得成品，对产品进行检验。
所得的双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的产品质量为
| 序号 | 检验项目单位 | 单位 | 检验结果 | |
| 1 | 厚度 | 平均值 | μm | 22.2 |
| 最大值 | μm | 23.2 | ||
| 最小值 | μm | 21.3 | ||
| 2 | 拉伸强度 | 纵向 | MPa | 242 |
| 横向 | MPa | 223 | ||
| 3 | 断裂伸长率 | 纵向 | ％ | 91 |
| 横向 | ％ | 107 | ||
| 4 | 热收缩率 | 纵向 | ％ | 8.88 |
| 横向 | ％ | 14.26 | ||
| 5 | 摩擦系数(静/动) | 内/内 | 0.23/0.20 | |
| 外/外 | 0.23/0.19 | |||
| 6 | 雾度 | ％ | 1.6 | |
| 7 | 光泽度 | ％ | 89.3 | |
| 8 | 杨氏模量 | 纵向 | N/mm2 | 3325 |
| 横向 | 3345 | |||
| 9 | 热封强度 | N/15mm | 2.16 | |
| 10 | 静电衰减率 | 内 | ％ | 2.22 |
| 外 | ％ | 1.78 | ||
实施例3
本例中的原料为，表层A的共聚聚丙烯含量为100％；芯层B中均聚聚丙烯所占重量百分含量为95％，增挺母料所占重量百分含量为5％；表层C中共聚聚丙烯所占重量百分含量为99％，防粘母料所占重量百分含量为1％。
将聚丙烯原料和母料按配比准确称量后投入混料罐混合15分钟，然后送到储料罐，经管道分别送到挤出机经三层共挤模头成被管膜，所用挤出机分别为：A层为φ50挤出机，螺杆长径比为30∶1；B层为φ100挤出机，螺杆长径比为30∶1；C层为φ50挤出机，螺杆长径比为30∶1；挤出温度分别为A层挤出机1区至6区温度为180℃～200℃，树脂熔融温度190℃；B层挤出机1区至9区温度为210℃～240℃，树脂熔融温度230℃，C层挤出机1区至6区温度为180℃～200℃，树脂熔融温度190℃。初管膜在烘箱预热区内温度为320℃、350℃、380℃、410℃条件下预热后分别在烘箱拉伸区的进行拉伸，拉伸区温度依次为530℃、475℃、340℃、335℃，管膜的拉伸温度为149℃，纵向拉伸倍数为8.0倍，横向拉伸倍数为8.0倍；对泡膜进行风环冷却，固定风环冷却水温度降低至18℃以下，然后进行收卷，经分切，复卷后再次分切得成品，对产品进行检验。
所得的双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的产品质量为
| 序号 | 检验项目单位 | 单位 | 检验结果 | ||
| 1 | 厚度 | 平均值 | μm | 22.3 | |
| 最大值 | μm | 23.4 | |||
| 最小值 | μm | 21.6 | |||
| 2 | 拉伸强度 | 纵向 | MPa | 227 | |
| 横向 | MPa | 221 | |||
| 3 | 断裂伸长率 | 纵向 | ％ | 100 | |
| 横向 | ％ | 111 | |||
| 4 | 热收缩率 | 纵向 | ％ | 5.65 | |
| 横向 | ％ | 12.75 | |||
| 5 | 摩擦系数(静/动) | 内/内 | 0.18/0.16 | |
| 外/外 | 0.18/0.15 | |||
| 6 | 雾度 | ％ | 2.1 | |
| 7 | 光泽度 | ％ | 83.9 | |
| 8 | 杨氏模量 | 纵向 | N/mm2 | 3047 |
| 横向 | 3162 | |||
| 9 | 热封强度 | N/15mm | 2.80 | |
| 10 | 静电衰减率 | 内 | ％ | 1.92 |
| 外 | ％ | 1.41 | ||
由产品性能可知，采用本发明的生产工艺生产的双向拉伸聚丙烯薄膜的物理机械性能均能满足烟用包装膜的要求。
Claims (7)
1、一种泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，依次包括下述工序：
(1)聚丙烯树脂及功能母料的混配，其中薄膜的表层A所用原料及其重量含量为：共聚聚丙烯90％-100％、防粘母料0％-10％；芯层B所含有的成分及重量含量为：均聚聚丙烯53％-100％、增挺母料0％-35％、爽滑母料0％-7％、抗静电剂0％-5％；表层C所含有的成分及重量含量为：共聚聚丙烯85％-100％、防粘母料0％-15％；
(2)将混配好的表层A、芯层B及表层C的原料送到三台挤出机挤出，再通过三层共挤模头成为初管膜，并经定径芯棒和冷却水冷却定型后送往烘箱；
(3)初管膜在温度为260℃-430℃的预热烘箱内预热，然后在温度为530℃-300℃拉伸烘箱内进行横向吹胀和纵向拉伸，管膜的拉伸温度为135℃-150℃，使其成为预定厚度的薄膜，其纵向拉伸倍数为6.5-8.0倍，横向拉伸倍数为5.0-8.0倍；
(4)对薄膜进行风环冷却；
(5)在主动辊及收卷辊套有绒布的拉伸辊上进行收卷；
(6)将收卷后的薄膜立即在分切机上分切，分切后的半成品在复卷机上复卷、再分切。
2、如权利要求1所述的泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，其特征在于：所述的表层A的重量含量为共聚聚丙烯94％-98％、防粘母料2％-6％。
3、如权利要求1所述的泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，其特征在于：所述的芯层B的重量含量为均聚聚丙烯72％-79％、增挺母料18％-25％、爽滑母料1％-3％、抗静电剂2％-3％。
4、如权利要求1所述的泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，其特征在于：所述的表层C的重量含量为共聚聚丙烯96％-99％、防粘母料1％-4％。
5、如权利要求1所述的泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，其特征在于：在工序3中，预热烘箱1区-4区温度分别为：300±20℃、330±20℃、360±20℃、390±20℃；拉伸烘箱5区-8区温度分别为：510±20℃、460±20℃、360±20℃、320±20℃。
6、如权利要求1所述的泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，其特征在于：在工序5中，收卷时夹持辊是张开的。
7、如权利要求1所述的泡管法生产双向拉伸聚丙烯烟用薄膜的方法，其特征在于：在工序5中，换卷时先合上夹持辊，换完卷后打开夹持辊收卷。
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