一种性能改进的共挤薄膜及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及塑料薄膜的加工方法，具体涉及一种性能改进的共挤薄膜及其制备方法。
背景技术
目前，多层共挤塑料薄膜得到了越来越广泛的应用，尤其是阻隔性薄膜，无论是多层共挤吹膜还是多层共挤流延薄膜，在食品包装、工业品包装和其它特种包装领域都起到了越来越重要的作用。多层共挤薄膜是将聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚酰胺(PA)，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等各种聚合物材料和其它改性树脂及填料，通过多个螺杆分别融熔塑化，利用各种树脂的流变形能和压力匹配，然后通过一个多层模头进行组合成为一层薄膜。多层共挤又分为多层共挤吹膜和多层共挤流延，通常而言，人们所说的多层共挤薄膜是指具有三层或三层以上结构的薄膜。
多层共挤薄膜最大的优点在于含有一层或一层以上的阻隔层材料，常见的阻隔材料为聚酰胺(PA)和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，对各种气体与水蒸气具有优良的阻隔性能。多层共挤薄膜在制造阻隔性薄膜方面具有独特的优势，阻隔层材料的厚度和层间分布均可根据需求进行调整。
但阻隔性包装薄膜在实际应用中，往往又有许多特殊的要求，尤其是对热封层材料有各种各样的功能性要求。比如要求共挤膜可与聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等多种基材进行热封，这样就需要用可同时与这些材料热封的树脂材料如乙烯-醋酸乙烯酯聚合物，但在多层共挤中最常用的热封层材料仍然是聚乙烯或聚丙烯，其它的材料通过多层共挤易产生发粘，起皱，不易开卷等现象，而且从成本的角度来看，这些特殊的热封材料价格都比较高，在共挤加工中难以加工将厚度做到非常薄。又例如，在某些特殊领域中，即需要起封温度非常低，又要求具有易撕效果的薄膜，虽然直接通过多层共挤工艺也能实现这些功能，但加工难度相当高，而且成本上升比较明显。
在多层共挤薄膜的应用领域中，还有很多具有特殊要求的包装，采用传统的多层共挤薄膜无法满足要求。同时多层共挤工艺也存在结构转换成本高，更换结构损耗较大的不足，且有一部分材料用多层共挤加工工艺加工难度较大。尤其是在表面需要用到一些特殊的材料时，直接采用多层共挤无法完成。例如。要具有高抗腐蚀性的材料，需用到酸性改性的离子型聚合物(SURLYN)，这种离子型聚合物，无法一次性在共挤中加工完成。从技术上讲，虽然也可通过干式复合、湿式复合或无溶剂复合来实现这些功能，但复合技术又会存在残留溶剂，薄膜整体发脆，损耗较高等问题。因此，有必要对传统的多层共挤薄膜结构及生产工艺进行改进
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种性能改进的共挤薄膜及其制备方法。该方法可根据使用者对共挤薄膜的不同功能性需求，在薄膜的表面复合一层，两层或两层以上的树脂材料，通过层与层之间的匹配来实现薄膜的多种功特殊功能。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提出一种性能改进的共挤薄膜，所述共挤薄膜包括在多层共挤薄膜复合的共挤薄膜结构层，所复合的结构层称为共挤薄膜改进层或称为共挤薄膜保护层，所述共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层用于改进共挤薄膜的性能或用于保护共挤薄膜的表面。
其中，所述共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层是通过被涂布或淋膜的方式被添加在所述多层共挤薄膜的任一表面或两个表面上。
其中，所述涂布方式是采用挤出设备将共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层均匀地涂布在所述共挤薄膜的任一表面或两个表面上。
其中，所述挤出设备可直接在多层共挤薄膜的表面涂布共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层，或在多层共挤薄膜表面印刷或涂布了其它涂层后，再通过挤出设备涂布共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层。
其中，涂布在所述多层共挤薄膜的任一表面或两个表面的共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层至少有一层。
其中，所述共挤薄膜改进层或共挤薄膜保护层中的任意一层的材料为低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金属聚乙烯(mPE)、聚丙烯(PP)、丙烯酸-乙烯共聚物(EAA)、甲基丙烯酸-乙烯共聚物(EMAA)、乙基丙烯酸-乙烯共聚物(EEAA)、离子型聚合物(SURLYN)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(EVA)、聚丁烯(PB)、聚酰胺(PA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)中的一种或几种，或以上述材料为载体的填料混合而成。
其中，所述的多层共挤薄膜是采用多层共挤吹膜或流延法制造的阻隔薄膜，在共挤薄膜中含有阻隔性材料。
其中，所述多层共挤薄膜的结构至少为3层。
本发明的优点和有益效果在于：改进共挤薄膜性能的方法是通过涂布工艺在多层共挤薄膜表面增加一层或多层改性材料，由于这些被复合的材料具有某些特殊的功能。可以满足许多特殊的要求，尤其是对热封层材料有各种各样的功能性要求。比如要求共挤膜可与聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等多种基材进行热封，这样就需要用可同时与这些材料热封的树脂材料如乙烯-醋酸乙烯酯聚合物，但在多层共挤中最常用的热封层材料仍然是聚乙烯或聚丙烯，其它的材料通过多层共挤易产生发粘，起皱，不易开卷等现象，而且从成本地角度来看，这些特殊的热封材料价格都比较高，在共挤加工中难以加工将厚度做到非常薄，这种情况下，就可以采取挤出涂布的方法在多层共挤薄膜的原聚烯烃层上淋膜一层乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)，该层厚度可以精确控制在5微米以下，即实现了多种材料的热封性能，又解决了工艺难题，成本控制也非常精确。又例如，在某些特殊领域中，即需要起封温度非常低，又要求具有易撕效果的薄膜，虽然直接通过多层共挤工艺也能实现这些功能，但加工难度相当高，而且成本上升比较明显，采用涂布方法在多层共挤薄膜表面涂布一层热封层，就比较理想的达到了目标。
在多层共挤薄膜的应用领域中，还有很多具有特殊要求的包装，采用传统的多层共挤薄膜无法满足要求。同时多层共挤工艺也存在结构转换成本高，更换结构损耗较大的不足，且有一部分材料用多层共挤加工工艺加工难度较大。尤其是在表面需要用到一些特殊的材料时，直接采用多层共挤无法完成。例如。要具有高抗腐蚀性的材料，需用到酸性改性的离子型聚合物(SURLYN)，这种离子型聚合物，无法一次性在共挤中加工完成。从技术上讲，虽然也可通过干式复合、湿式复合或无溶剂复合来实现这些功能，但复合技术又会存在残留溶剂，薄膜整体发脆，损耗较高等问题。通过涂布在多层共挤薄膜的表面增加一层或多层热封材料或保护材料，就可完美的解决这些问题。
由于本发明提出了一种通过表面涂布或淋膜制造具有多功能热封性能阻隔薄膜的方法。该方法是通过涂布工艺在多层共挤薄膜表面增加一层或多层材料，复合的这些材料具有某些特殊的功能。根据不同的功能性需求，可以在薄膜表面复合一层，两层或两层以上的树脂材料，通过层与层之间的匹配来实现多种功能性。通过该方法既可以只在薄膜的一个表面进行涂布，也可以在薄膜的两个表面都进行涂布。例如，在薄膜的一面涂布易撕树脂层，可以制造具有易撕功能的共挤薄膜，在另一个表面进行印刷后涂布一层聚乙烯以保护油墨。
【附图说明】
图1是本发明实施例1的多层共挤薄膜结构示意图；
图2是本发明实施例2的多层共挤薄膜结构示意图；
图3是本发明实施例3的多层共挤薄膜结构示意图；
图4是本发明实施例4的多层共挤薄膜结构示意图；
图5是本发明实施例5的多层共挤薄膜结构示意图；
图6是本发明实施例6的多层共挤薄膜结构示意图；
图7是本发明实施例7的多层共挤薄膜结构示意图。
图中：
英文简称 中文全称 EVA 乙烯-醋酸乙烯共聚物 EVOH 乙烯-乙烯醇共聚物 PE 聚乙烯 LDPE 低密度聚乙烯塑料 PA 聚酰胺(尼龙) SURLYN 离子型聚合物 TIE 粘结树脂
英文简称 中文全称 Ink 印字(印刷层) B 多层共挤薄膜 C 共挤薄膜改进层或共挤 薄膜保护层
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
实施例1：
如附图1所示结构：B为五层共挤薄膜，该共挤薄膜由两层聚乙烯(B-1与B-5)，一层阻隔层聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物(B-3)与两层粘结材料(B-2与B-4)构成，通过挤出涂布设备在B的一个表面B-5上增加一层结构C，C层的材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。通过挤出涂布增加一层C后的薄膜含有一层功能性的热封层C，该层热封层具有可与聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等多种不同的基材都可热封的性能。通过这种方法制造的薄膜既具有阻隔性，又具有了优良的热封性能。
实施例2：
如附图2所示结构：B为七层共挤薄膜，该共挤薄膜由两层聚乙烯(B-3与B-7)，两层阻隔层聚酰胺(B-1与B-5)与三层粘结材料(B-2、B-4与B-6)构成，该七层共挤薄膜具有良好的成型性和力学强度。通过挤出涂布设备在B的一个表面B-7上增加一层结构C，C层的材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。通过挤出涂布增加一层C后的薄膜含有一层功能性的热封层C，该层热封层具有可与聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等多种不同的基材都可热封的性能。通过这种方法制造的薄膜兼具阻隔性，成型性和力学强度和广泛的热封性能。
实施例3：
如附图3所示结构：B为七层共挤薄膜，该共挤薄膜由四层聚乙烯(B-1、B-2与B-6、B-7)，一层阻隔层聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物(B-4)与两层粘结材料(B-3与B-5)构成，该七层共挤薄膜具有良好的阻隔性。通过挤出涂布设备在B的一个表面B-7上增加两层结构C-1与C-2，其中C-1为聚乙烯，C-2为离子性聚合物。制得的薄膜以C-2为热封层，离子型聚合物(SURLYN)具有优异的热封窗口和热粘强度，特别适用于高速包装，而且还可以与玻璃、金属进行封合。通过挤出涂布C-1，可以在确保性能的前提下降低成本。通过挤出涂布增加一层C后的薄膜含有一层功能性的热封层C，该层热封层具有可与聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等多种不同的基材都可热封的性能。通过这种方法制造的薄膜兼具阻隔性，成型性和力学强度和广泛的热封性能。
实施例4：
如附图4所示结构：B为九层共挤薄膜，该共挤薄膜由四层聚乙烯(B-1、B-2、B-3与B-9)，一层阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(B-6)，两层加强层聚酰胺(B-5与B-7)与两层粘结材料(B-4与B-8)构成，该九层共挤薄膜具有良好的阻隔性和力学强度。在制作印刷包装时需在其中一个表面B-1上印刷lnk(印刷层)，因此在B-1面上印刷后，通过挤出涂布设备在油墨上增加一层C-3，C-3层为聚乙烯，在另一个表面B-9上增加两层结构C-1与C-2，其中C-1为低密度聚乙烯，C-2为离子性聚合物。该实例制得的薄膜以C-2为热封层，离子型聚合物(SURLYN)具有优异的热封窗口和热粘强度，特别适用于高速包装，而且还可以与玻璃、金属进行封合。通过挤出涂布C-1，可以在确保性能的前提下降低成本。同时在B-1印刷面上增加的C-3层又有效的保护了印刷层，提供了最有把握的食品安全性能保护性能，这种薄膜在高阻隔性能、力学强度、印刷美观性、广泛的封合性，高速包装适应性等各方面都具有不可比拟的优势。
实施例5：
如附图5所示结构：B为八层共挤薄膜，该共挤薄膜由两层聚乙烯(B-7与B-8)，三层加强层聚酰胺(B-1、B-3与B-5)与两层粘结材料(B-2与B-6)构成，该八层共挤薄膜具有良好的阻隔性和力学强度。但由于聚酰胺与聚乙烯在结晶性方面存在的很大差异，导致这种结构的薄膜极易卷曲，严重时影响到薄膜的应用。通过挤出涂布设备在该八层共挤薄膜的PE表面B-8增加一层C，C层的材料选用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，由于醋酸乙烯酯是非结晶性聚合物，增加一层结晶度非常低的层后，可使薄膜新的表层C与另一个表层B-1在结晶度上比较相近，以此便大大改善了薄膜的卷曲度，使得薄膜的平整度得到改善。
实施例6：
如附图6所示结构：B为七层共挤薄膜，该共挤薄膜由两层聚乙烯(B-1与B-7)，两层加强层聚酰胺(B-3与B-5)与三层粘结材料(B-2，B-4与B-6)构成，该七层共挤薄膜具有十分优异的韧性和力学强度，且薄膜的透明度也非常优良。通过挤出涂布设备在该七层共挤薄膜的两个表面B-1和B-7格增加两层，在B-1表面增加C-1与C-2，在B-7表面增加C-3与C-4，新的薄膜为十一层薄膜，新薄膜的两个表面为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，该薄膜可在极低的温度下与其它基材表面封合，且该薄膜的平整度、透明度和力学性能都具有明显优势。
实施例7：
如附图7所示结构：B为七层共挤薄膜，该共挤薄膜由四层聚乙烯(B-1、B-2与B-6、B-7)，一层阻隔层聚酰胺或乙烯-乙烯醇共聚物(B-4)与两层粘结材料(B-3与B-5)构成，该七层共挤薄膜具有良好的阻隔性。通过挤出涂布设备在B的一个表面B-7上增加三层结构C-1，C-2与C-3，其中C-1为粘结层材料，C-2为乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，C-3为聚酰胺(PA)。制得的薄膜通过淋膜增加一层阻隔层C-2和表面保护层C-3。这种共挤薄膜兼具阻隔性，良好的力学稳定性和平整度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。