热封层薄膜有以下几个重要的性能要求:
(1)热封初始温度应较低,以满足高速自动袋式灌装机的使用要求;(2)热封塑料薄膜应具有良好的耐寒性和耐热性;(3)热封强度高;(4)热剥离强度大,即热剥离距离小,即在热封过程中,由于机械拉力的作用,重新剥离的部分很小;(5)具有良好的夹杂物热密封性,即:热封面被油污灰尘污染仍有良好的热封强度;(6)动静摩擦系数应在0.2~0.4之间,便于粉末和粘性液体的充足灌装;(7)具有良好的耐破包装。
对于塑料薄膜的生产工艺,有挤出吹膜法、挤出流口法、溶剂流口法、压延法等。在这些工艺中,由于纵横性能平衡、无内应力、热封性能优异,挤出流口法生产的薄膜*适合热封。但挤压流涎设备投资大,限制了实际利用率,广泛使用是挤压吹膜法生产的热密封膜,应注意挤压吹膜拉伸比和牵引比应较小,两者应平衡,防止拉伸比或牵引比过大,导致塑料分子拉伸过多,导致膜失去热密封。
在生产耐热性好的聚丙烯热封膜时,应采用水冷法下吹法挤压吹膜,使其能够PP膜具有良好的热封性和透明性。溶剂流涎法由于需要使用大量的溶剂,成本高,溶剂回收设备大,投资大,成本高,一般很少使用,只在生产极薄、高性能的电子包装膜时使用。只使用压延法PVC在薄膜和片材上,只适用于熔体流动性好的聚烯烃塑料。
热封层薄膜配方总结如下:
一、降低热封温度的配方
各种热封膜的初始温度如下: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℃。
各种树脂相容性好,可相互混合挤出吹膜或挤出流涎,以降低热封温度,如:LDPE EVA(50% 50%),其中VA如果含量增加,熔化温度也可以降低,例如:VA含量25%的EVA吹膜级号,混合膜的热封起始温度可降*90℃但添加量不宜过高,因为EVA膜拉伸强度低,过高的VA含量粘度高。其他降低热封温度的配方如下:
LDPE50% 50% EMA;
LDPE70% 30?A;
LDPE70% 30%EMAA等。
乙烯和丙烯酸共聚物是粘结树脂(ties),又称相容剂。
二、提高热封膜耐寒性或耐热性的配方
各种热封层薄膜的耐寒性如下: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(基于乙烯-甲基丙烯酸的离子聚合物,由杜邦采用独特的生产工艺组成)。可耐-38℃~-42℃,HDPE可耐-40℃,聚苯乙烯耐0℃,均聚丙烯耐5℃,共聚丙烯(含乙烯5%~8%的共聚物)可耐-8℃。
从上面可以看出,聚乙烯及其丙烯酸共聚物具有良好的耐低温性,而均聚丙烯的耐寒性较差。可采用共聚法将丙烯与乙烯共聚,以提高丙烯均聚物的耐寒性。随着乙烯单体用量的增加,可以提高共聚丙烯的耐寒性,如乙烯含量5%~8%-8%℃,乙烯含量达20%时,耐寒性可达-15℃,而且提高了薄膜的柔软度,聚丙烯的耐寒性也可以与乙烯和丙烯酸的共聚物混合,如:
HPP50% EVA 50%;
HPP(均聚丙烯)70% 30?A;
HPP70% 30% EMA;
HPP 70% 30%EMAA。
应该指出的是,聚乙烯和聚丙烯的相容性不是很好,所以PE PP共混是不可取的。PP同Surlyn树脂不相容,不能混合改性。
各种热封层薄膜的耐高温性如下:EVA、EAA、EMAA可长期耐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℃。一般可直接使用耐温热封膜HPP膜或B-CPP膜。一般可直接使用耐温热封膜HPP膜或B-CPP膜。只有以乙烯、丙烯酸及其酯为主要热封材料,才能使用PP例如:
70?A 30%B-CPP;
70%EMAA 30%B-CPP。
三、配方提高热封温度
在2kg/cm2的压力和0.5s的热封棒热封508μm,即:2.0密耳(mil)厚变下的热封强度如下:LDPE:1800g/25.4mm宽、LLDPE为2500g/25.4mm宽、EVA(A7.5%)为1800g/25.4mm宽,EVA(12%VA)1700g/25.4mm宽、EMA是1300g/25.4mm宽、EMAA1800g/25.4mm宽,Surlyn2000g/25.4mm宽、EAA是1700g/25.4mm宽。由上可见,LLDPE热封强度高。由上可见,LLDPE热封强度高。*常见的是使用LDPE50% LLDPE50%的混合50%的混合物具有良好的热封强度。
四、夹杂物热封
夹杂物的热封性能如下:离子聚合物(Surlyn)MPE>LLDPE>HDPE>MDPE>LDPE>EVA。
挤压吹膜或流涎膜可用于热封内膜或单膜包装。
配方一:HDPE70% LDPE30% 白色原料,挤压吹膜,可用于巴氏杀菌简单包装牛奶膜,浅冷藏销售,适用期3天。
配方二:HDPE/LDPE或HDPE/EVA共挤,其特点是共挤膜内层熔点低,外层强度高,适用于内封层和简易牛奶膜,热封时不会有粘液粘在密封刀上。
配方三:HDPE MI<1g/10min 0.3~0.7%的硬酯酸钙成核剂用于挤压和吹制。其膜具有高强度和提高的透明度,透明度从67%提高到73.5%。可用于垃圾袋、手袋、购物袋、苯甲酸0.4%、苯甲酸钠0.25%、碳酸钠0.2%、滑石粉0.05%。
配方四:LDPE或者LDPE50% LLDPE50%或其他聚烯烃与热封层薄膜一起加600%PPM将上述芥酸酰胺挤出吹膜或挤出流涎,制成干复合膜后,35℃一周熟化后可以有0.2~0.4.动静摩擦系数适用于粉末和高粘度液体的包装。关键是熟化温度为35℃左右,不要太高。
配方五:LDPE70~85% MPE5~15%,价格适中,夹杂物热封性好,热封强度高。吹膜时,膜泡稳定,厚度均匀性好。
配方六:HDPE(MI 20g/10min),90份重 LLDPE(MI 2g/10min), 10重。混合后挤出吹膜,强度和热粘合性好,夹杂物热封性好。
配方7: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%混合挤出吹膜,抗撕裂强度好,耐115℃高温蒸煮,高耐应力开裂。挤压片可用于真空吸塑成型各种器皿。
配方八:美国Dow Chemical公司生产的LLDPE(Dowlex 2045)98.5%,美国East ** n公司生产的低分子量聚乙烯Epolene N 1.8%共混后130安培80rpm在转速下,用普通挤出机挤出吹膜,可以有74kg/h产量。热封膜或单膜包装可采用挤膜。