熱封層薄膜

有以下幾個重要的效能要求:

(1)熱封起始溫度要低,以適應於高速自動制袋充灌機的使用要求;

(2)熱封用塑膠膜應有良好的耐寒耐熱性;

(3)熱封強度要高;

(4)熱間剝離強度要大,即:熱間剝離距離要小,這就是說在熱封時,因機械拉力等的作用,已經熱封了的部分,被重新剝離開的部分要很小;

(5)要有良好的夾雜物熱封性,即:熱封面被油汙灰塵汙染仍有良好的熱封強度;

(6)動靜摩擦係數應在0。2~0。4之間,以便於粉狀和粘性液體的充分足量的灌裝;

(7)具有良好的耐破包裝物。

對塑膠薄膜的生產工藝而言,共有擠出吹膜法、擠出流涎法、溶劑流涎法、壓延法等多種,而這些工藝之中,擠出流涎法生產的薄膜由於縱橫向效能平衡、無內應力、熱封性優的特點最適宜用於熱封。但是擠出流涎裝置投資大,限制了實際的使用率,使用面較廣的是擠出吹膜法生產的熱封膜,應當注意的是擠出吹膜時的拉伸比和牽引比都應當較小一點,且二者應平衡,防止因拉伸比或牽引比過大,引起過多的塑膠分子因拉力作用而產生定向結晶,使薄膜喪失熱封性。

在生產耐熱性較好的聚丙烯熱封用膜時,應使用水冷卻法的下吹法擠吹膜,才能使PP膜有良好的熱封和透明性。溶劑流涎法因需要使用到大量的溶劑,成本貴,溶劑回收裝置大、投資大、耗費大,一般極少使用,只在生產極薄、高效能電子包裝膜時才使用。壓延法只使用在PVC薄膜、片材上,對熔體流動性很好的聚烯烴塑膠而言,只適用於無機填充量較大時才使用。

不同條件下滿足要求的熱封層薄膜配方彙總如下:

一、降低熱封溫度的配方

各種熱封層薄膜的起始溫度如下:LDPE 135℃,LLDPE 148℃,EVA(VA含量7。5%)107℃,EVA(VA含量12%)93℃,EMA(乙烯丙烯酸甲酯)79℃,EMAA(乙烯甲基丙烯酸)93℃,Surlyn121℃,EAA(乙烯丙烯酸)93℃。

上述各種樹脂均有良好的相容性,可以互相配混後進行擠出吹膜或擠出流涎,以降低熱封溫度,例如:LDPE+EVA(50%+50%),其中VA含量提高,熔融溫度還可降低,例如:可以用VA含量25%的EVA吹膜級牌號,則混合膜的熱封起始溫度可降低到90℃左右,但新增量不宜過高,因為EVA膜拉伸強度較低,過高的VA含量粘度大。降低熱封溫度的其他配方如下:

LDPE50%+50% EMA;

LDPE70%+30%EAA;

LDPE70%+30%EMAA等。

乙烯和丙烯酸的共聚物是一種粘結性樹脂(ties),又叫相容劑。

二、提高熱封薄膜耐寒性或耐熱性的配方

各種熱封層用薄膜的耐寒性比較如下:EVA、EAA、EMAA可耐-65℃~-73℃,LLDPE可耐-68℃~-73℃,PC(聚碳酸酯)可耐-65℃~-75℃,LDPE可耐-48℃~-50℃,MDPE可耐-42℃~-45℃,Surlyn(一種乙烯-甲基丙烯酸為基的離子聚合物,由杜邦利用獨特的生產工藝聚合而成)。可耐-38℃~-42℃,HDPE可耐-40℃,聚苯乙烯可耐0℃,均聚丙烯可耐5℃,共聚丙烯(含乙烯5%~8%的共聚物)可耐-8℃。

由上可知,聚乙烯及其丙烯酸共聚物均有良好的耐低溫性,而均聚聚丙烯的耐寒性差,可用共聚方法將丙烯同乙烯共聚在一塊來提高丙烯均聚物的耐寒性,隨乙烯單體用量的提高,可提高共聚聚丙烯的耐寒性,如:乙烯含量5%~8%為-8℃,乙烯含量達20%時,耐寒性可達-15℃,且薄膜柔軟性提高,聚丙烯耐寒性也可同乙烯同丙烯酸的共聚物摻混來提高,其配方如:

HPP50%+EVA 50%;

HPP(均聚聚丙烯)70%+30%EAA;

HPP70%+ 30% EMA;

HPP 70% +30%EMAA。

應當指出的是聚乙烯和聚丙烯的相容性不是很好,,因此PE+PP共混是不可取的。另外,PP同Surlyn樹脂沒有相容性,因此二者不能共混改性。

各種熱封層用薄膜的耐高溫性如下:EVA、EAA、EMAA可長期耐55℃~85℃,LDPE耐85℃~100℃,MDPE耐95℃~105℃,HDPE耐115℃~120℃,Surlyn耐70℃~85℃,LLDPE耐95℃~115℃,PS耐85℃,HPP耐140℃,共聚丙烯(B-CPP)130℃~135℃,PA66耐160℃~165℃。在需要耐溫性的熱封薄膜時,一般可直接使用HPP膜或B-CPP膜。只有以乙烯同丙烯酸及其酯的材料為主要熱封材料時,才使用PP來共混改性,提高耐熱性,例如:

70%EAA+30%B-CPP;

70%EMAA+30%B-CPP。

三、提高熱封溫度的配方

在2kg/cm2的壓力和0。5s的熱封棒熱封508μm,即:2。0密耳(mil)厚變下的熱封強度如下:LDPE:1800g/25。4mm寬、LLDPE為2500g/25。4mm寬、EVA(A7。5%)為1800g/25。4mm寬,EVA(12%VA)1700g/25。4mm寬、EMA是1300g/25。4mm寬、EMAA1800g/25。4mm寬,Surlyn2000g/25。4mm寬、EAA是1700g/25。4mm寬。

由上可見,LLDPE是熱封強度較高的。最為普通的是使用LDPE50%+LLDPE50%的混合料來作為熱封薄膜,有良好的熱封強度。

四、夾雜物熱封性

夾雜物熱封性的效能比較如下:離子型聚合物(Surlyn)MPE>LLDPE>HDPE>MDPE>LDPE>EVA。

以下配方生產的擠吹膜或流涎膜均可用於熱封內膜,也可作單膜包裝用。

配方一:HDPE70%+LDPE30%+白色原料,擠出吹膜,可用於巴氏殺菌簡易包裝牛奶膜,淺冷保藏和銷售,有3天的適用期。

配方二:HDPE/LDPE或HDPE/EVA共擠,特點是該共擠膜內層有較低的熔點而外層有高強度,適用於內封層和簡易牛奶膜,熱封時不會有粘液沾在封切刀上。

配方三:HDPE MI<1g/10min+0。3~0。7%的硬酯酸鈣成核劑用於擠吹,其薄膜有高強度和改善了的透明性,透明度由67%提高到73。5%。可用於垃圾袋、手袋、購物袋,還可使用苯甲酸0。4%、苯甲酸鈉0。25%、碳酸鈉0。2%、滑石粉0。05%,均有同樣的提高透明度的作用。

配方四:LDPE或者LDPE50%+LLDPE50%或其他聚烯烴符合用熱封層薄膜新增600PPM以上的芥酸醯胺擠出吹膜或擠出流涎,做成乾式複合薄膜後,在35℃下,一個星期熟化後可以有0。2~0。4的動靜摩擦係數,適用於粉狀、高粘度液狀物的包裝,關鍵是熟化溫度在35℃左右,不能太高。

配方五:LDPE70~85%+MPE5~15%,價格適中,而有良好夾雜物熱封性,高度的熱封強度,吹膜時,膜泡穩定,厚薄的均勻度較好。

配方六:HDPE(MI 20g/10min),90份重+LLDPE(MI 2g/10min), 10份重。混合後擠出吹膜,有良好強度和熱粘合性,良好夾雜物熱封性。

配方七:乙烯-丙烯嵌段共聚物(MI 0。5g/10min),30%;HPP(MI 0。5g/10min),30%;HDPE(MI 0。3g/10min),40%混合擠出吹膜,有良好耐撕裂強度,耐115℃的高溫蒸煮,高度的耐應力開裂性。擠出片材可用於真空吸塑成型各種器皿。

配方八:美國Dow Chemical公司生產的LLDPE(Dowlex 2045)98。5%,美國Eastman公司生產的低分子量聚乙烯Epolene N 1。8%,共混後在130安培80rpm的轉速下,用普通擠出機擠出吹膜,可以有74kg/h的生產量。擠膜可用於熱封膜或單膜包裝用。