專利名稱：聚苯乙烯扭結(jié)膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包裝材料的制造方法，具體是用于食品包裝的無回彈性 聚苯乙烯扭結(jié)膜的制造方法。
背景技術(shù)：
目前食品包裝使用的扭結(jié)膜是PVC扭結(jié)膜、玻璃紙和PET扭結(jié)膜。PVC 扭結(jié)膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不容易被酸堿腐蝕，但對光、熱不穩(wěn)定，容 易受光、熱特別是紫外線作用放出氯化氫和析出增塑劑，污染被包裝物；另 外，PVC材料難以回收利用，焚燒也無法轉(zhuǎn)換成可利用熱源，作為垃圾填埋 處理時(shí)污染土壤和地下水，焚燒處理則產(chǎn)生二惡英致癌物質(zhì)，對人體和環(huán)境 造成不利影響，因此PVC薄膜的使用受到世界范圍的批評。玻璃紙本身雖沒 有毒性，但其生產(chǎn)過程和造紙一樣會(huì)出現(xiàn)大量廢物廢水，對環(huán)境造成極大的 影響，玻璃紙價(jià)格也較高。PET扭結(jié)膜在環(huán)保方面優(yōu)于PVC扭結(jié)膜和玻璃紙， 但材料密度大，價(jià)格高，且扭結(jié)性能差。
聚苯乙烯材料無味無毒，價(jià)格低，回收工藝簡單，使用過的制品可以回 收循環(huán)使用，在回收處理焚燒過程中不產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，是取代PVC 扭結(jié)膜、玻璃紙和PET扭結(jié)膜的首選材料。但由于聚苯乙烯扭結(jié)膜的生產(chǎn)工 藝難以掌握，聚苯乙烯扭結(jié)膜的生產(chǎn)方法至今仍未見報(bào)道。用于包裝的聚苯 乙烯熱收縮膜雖然是一種公知的產(chǎn)品，但由于回彈性過大，不能作為扭結(jié)膜 使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無回彈性的聚苯乙烯扭結(jié)膜的制造方法，從而 實(shí)現(xiàn)以無毒、低成本的聚苯乙烯扭結(jié)膜替代PVC扭結(jié)膜、玻璃紙或PET扭
結(jié)膜作為包裝材料。
本發(fā)明包括下列步驟
A. 按重量百分比配制物料60 97。/。熔融指數(shù)0.6 5g/10min，維卡軟化 點(diǎn)102 108。C的聚苯乙烯樹脂、高抗沖聚苯乙烯樹脂或改性聚苯乙烯樹脂的 一種或多種，1~10%增韌劑，0 30%回收料，物料均勻混合，在一臺(tái)或一臺(tái) 以上擠出機(jī)塑化熔融，然后按設(shè)定的流量在T形模頭擠出形成設(shè)定厚度的單 層或多層疊合共擠膜片，膜片在45 9(TC的冷卻輥上急冷定型；
B. 經(jīng)100 14(TC預(yù)熱輥預(yù)熱后的膜片進(jìn)行1 : 1.5 5倍的縱向拉伸，用 60 95"C的冷卻輥冷卻定型；
C. 縱向拉伸后的膜片在110 14(TC的烘箱中預(yù)熱后進(jìn)行1 : 3 6倍的橫 向拉伸，再在70 卯'C下冷卻定型，切邊，進(jìn)行電暈處理，收巻成為成品。
本發(fā)明中，聚苯乙烯包括苯乙烯、甲基苯乙烯、苯乙烯衍生物的均聚物 或者共聚物。
高抗沖聚苯乙烯是在聚苯乙烯中加入丁二烯橡膠、丁苯橡膠或丁腈橡膠 的一種或多種進(jìn)行共混接枝改性，形成的聚苯乙烯連續(xù)相和橡膠分散相的共 混組合物。優(yōu)選是重量比卯~95%通用級聚苯乙烯和5 10%丁二烯橡膠的共 混組合物。
改性聚苯乙烯是苯乙烯和丁二烯、異戊二烯、丙烯腈、馬來酸酐、甲基
、
丙烯酸酯、馬來酰亞胺中的一種或一種以上形成的均聚、嵌段或接枝共聚物，
優(yōu)選的是丁二烯-苯乙烯共聚物、異戊二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-苯乙烯 共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、 苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-馬來酰亞胺共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
增韌劑包括苯乙烯-順丁二烯共聚物，苯乙烯-異戊二烯共聚物，苯乙烯-
順丁二烯-丙烯腈共聚物，聚苯乙烯-聚順丁二烯共混組合物。優(yōu)選的是
40 85wt。/o苯乙烯和15 60wt。/。順丁二烯共聚而成的聚合度1000 3000的共聚 物；或者60 80wt。/。苯乙烯、10 25wt。/。順丁二烯和10 20wt。/。丙烯腈共聚而 成的聚合度為500-1500的共聚物；或者40 85wt。/。聚苯乙烯和15 60wt。/。聚 順丁二烯的共混物，其中聚苯乙烯聚合度500 2500，聚順丁二烯的聚合度為 200 1500。更優(yōu)選是重量比70 80wt。/。苯乙烯和20 30wt。/。丁二烯共聚形成的 共聚物。
本發(fā)明聚苯乙烯樹脂、高抗沖聚苯乙烯樹脂或改性聚苯乙烯樹脂，以及 增韌劑最好使用透明材料以便形成易于被人們接受的透明薄膜。本發(fā)明優(yōu)選 的苯乙烯樹脂、高抗沖聚苯乙烯樹脂或改性聚苯乙烯樹脂的熔融指數(shù)為 1.2~2.5g/10min，維卡軟化點(diǎn)為104-106°C。
回收料是雙向拉伸后的膜片經(jīng)切邊出現(xiàn)的邊角料，經(jīng)粉碎，過濾，造粒 制成的清潔PS顆粒。加入一定量的回收料，可以降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明中，膜片優(yōu)選由三層或三層以上構(gòu)成，相應(yīng)地需要兩臺(tái)或兩臺(tái)以 上的擠出機(jī)，其中上下兩個(gè)表面層可使用一臺(tái)擠出機(jī)完成物料的塑化熔融。 表層物料中還可以加入0.05~1% (重量)的潤滑劑，中間一層或一層以上還 可以加入1~5% (重量)的抗靜電劑。潤滑劑可使用市售用于PS塑料加工的 潤滑劑，如C12~C2Q的高級脂肪醇，以降低薄膜摩擦系數(shù)?？轨o電劑也可使 用市售用于PS塑料加工的抗靜電劑，如聚氧乙烯基季銨乙內(nèi)鹽氧化物、離 子型表面活性劑，加入后可以改善薄膜抗靜電性能。
本發(fā)明中，縱向拉伸和橫向拉伸的預(yù)熱溫度優(yōu)選125~135°C，縱向拉伸 倍率優(yōu)選是1 : 1.5-3倍，橫向拉伸倍率優(yōu)選是1 : 4~5倍。
在所述步驟A中，冷卻輥溫度優(yōu)選65 75'C。步驟B中，冷卻定型溫度 優(yōu)選65 75。C。步驟C中，冷卻定型溫度優(yōu)選70 80。C。
本發(fā)明在縱向和橫向拉伸過程使聚合物分子鏈在這兩個(gè)方向拉長、定向，
獲得較好的機(jī)械特性，強(qiáng)度高，剛性大，無回彈性，拉伸強(qiáng)度高(縱向MD ^35MPa，橫向TD》50MPa)，彈性模量大(縱向MD》1800MPa，橫向TD 》1800MPa)，霧度小(《2.9%)，光澤度高(45°)(》121%)，是一種較好 的扭結(jié)膜，薄膜厚度15 50pm，其中表面層3 10jim，與PVC扭結(jié)膜相比， 本發(fā)明無毒性，易降解，扭結(jié)性強(qiáng)，鍍鋁效果好，有良好的光澤度和透明度， 與玻璃紙相比價(jià)格約低1/3,可以替代PVC扭結(jié)膜、玻璃紙或PET扭結(jié)膜作 為包裝材料使用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
所用材料
高抗沖聚苯乙烯透明，熔融指數(shù)1.5g/10min，維卡軟化點(diǎn)105°C，按
重量比92%聚苯乙烯和8%丁二烯橡膠共混組合物；
增韌劑荷蘭飛利浦公司KR-03型號的K樹脂，透明，是由75°/。苯乙
烯和25%丁二烯共聚形成的平均分子量約1.8><105的產(chǎn)品；
抗靜電劑中國汕頭帝威斯公司生產(chǎn)的型號為AMS-576產(chǎn)品； 潤滑劑美國?？松旧a(chǎn)的型號為CASS112產(chǎn)品。 上述材料按重量比配制中間層物料92°/。高抗沖聚苯乙烯，5%增韌劑，
，
3°/。抗靜電劑；表面層物料94.5%高抗沖聚苯乙烯，5%增韌劑，0.5。/。潤滑齊!j。 各層物料均勻混合后，分別經(jīng)過金屬分離器，將物料中夾帶的金屬屑或 顆粒分離出來，然后送至兩臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)(也可以是單螺桿擠出機(jī))分別 塑化熔融，熔融溫度210°C，熔體在螺桿高速旋轉(zhuǎn)下被均勻混煉和輸送。在 輸送過程，熔體中氣化的低分子物質(zhì)和分解出來的氣體通過擠出機(jī)的排氣孔， 由真空泵抽吸入冷凝系統(tǒng)，使低分子物質(zhì)分離出去。再過濾除去塑化不良的
材料和雜質(zhì)，保證熔體的高度純潔。熔體在T形模頭中按各層設(shè)定的流量通 過模唇的定型面層合擠出，成為由三層構(gòu)成的均勻膜片，再經(jīng)過高度光潔，
溫度為7crc的冷卻輥急冷定型成為膜片并進(jìn)行測厚。膜片厚度由模頭調(diào)節(jié)確定。
急冷定型后的膜片經(jīng)13(TC的多道預(yù)熱輥預(yù)熱，利用慢速輥和快速輥的 速差按1 : 2.5的拉伸倍率一次拉伸成型，經(jīng)7(TC冷卻輥冷卻定型，完成縱向 拉伸。
縱向拉伸后的膜片預(yù)熱至130°C，利用可調(diào)軌道由鏈夾牽引膜片，按1 :4.5的拉伸倍率完成橫向拉伸，然后在75t:下冷卻定型。橫向拉伸過程要 控制拉伸后的膜片的厚度，經(jīng)在線測厚儀測定不合格的，作為廢品處理。
經(jīng)過拉伸的薄膜，先用切邊機(jī)將其兩邊切除，然后用電暈機(jī)進(jìn)行高頻電 暈處理，以增加印刷油墨的附著力和摩擦力。經(jīng)電暈處理后的薄膜在收巻機(jī) 上收巻成捆，然后自然放置一段時(shí)間，進(jìn)行時(shí)效處理，使產(chǎn)品的性能趨向穩(wěn) 定。
經(jīng)時(shí)效處理后的雙向拉伸聚苯乙烯薄膜，利用分切機(jī)分切成用戶要求的 規(guī)格，然后進(jìn)行包裝，即得到雙向拉伸聚苯乙烯扭結(jié)膜成品。
上述扭結(jié)膜厚度40pmi，其中上下兩表面層厚度各5pm,成品經(jīng)檢測， 拉伸強(qiáng)度縱向MD: 56.3MPa，橫向TD: 77.1MPa，彈性模量縱向MD: 2899MPa，橫向TD: 3439MPa，霧度2.9%，光澤度(45。) 121%，不具 有回彈性，是性能較好的扭結(jié)膜。
實(shí)施例2
所用材料
改性聚苯乙烯透明，熔融指數(shù)2.5g/10min，維卡軟化點(diǎn)105°C，按重 量比70%苯乙烯、20°/。丁二烯和10%丙烯腈的共聚物；
回收料拉伸后的產(chǎn)品經(jīng)切邊得到成品后剩余的邊角料，經(jīng)粉碎，熔融、
過濾，造粒制成的清潔PS顆粒；
增韌劑、抗粘連劑、抗靜電劑、潤滑劑與實(shí)施例l相同。 上述材料按重量比配制中間層物料75%改性聚苯乙烯，8%增韌劑，15%
回收料，2。/?？轨o電齊U;表面層物料91.5%改性聚苯乙烯，8%增韌劑，0.5%
潤滑劑。
工藝步驟與實(shí)施例l相同，拉伸條件 T形模頭擠出后的冷卻輥溫度70°C;
縱向拉伸預(yù)熱輥溫度135°C，拉伸倍率1 : 2.0，縱向拉伸冷卻定型溫度
70 °C;
橫向拉伸預(yù)熱溫度135°C，拉伸倍率1 :4.5，橫向拉伸冷卻定型溫度 75°C。
制得的扭結(jié)膜厚度2^m，其中上下兩表面層厚度各5)im，成品經(jīng)檢測， 拉伸強(qiáng)度縱向MD: 52.8MPa，橫向TD: 75.2MPa，彈性模量縱向MD: 2853MPa，橫向TD: 3408MPa，霧度2.8%,光澤度(45°): 122.5%。
實(shí)施例3
所用材料
高抗沖聚苯乙烯透明，熔融指數(shù)2.5g/10min，維卡軟化點(diǎn)105。C，按
、
重量比90°/。苯乙烯和10%順丁二烯的共聚物，聚合度1500。
回收料、增韌劑、抗粘連劑、抗靜電劑、潤滑劑與實(shí)施例2相同。 上述材料按重量比配制中間層物料75.5%高抗沖聚苯乙烯，8%增韌劑，
10%回收料，4%抗靜電劑，0.5%潤滑劑。
由一臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)塑化熔融擠出形成單層膜片，其它工藝步驟與實(shí)施
例1相同，拉伸條件 T形模頭擠出后的冷卻輥溫度70°C;
縱向拉伸預(yù)熱輥溫度135°C，拉伸倍率1 : 2.0，縱向拉伸冷卻定型溫度 70°C;
橫向拉伸預(yù)熱溫度135°C，拉伸倍率1 : 4.5，橫向拉伸冷卻定型溫度 75°C。
制得的扭結(jié)膜厚度30jam，成品經(jīng)檢測，拉伸強(qiáng)度縱向MD: 53.5MPa， 橫向TD: 74.3MPa，彈性模量縱向MD: 2898MPa，橫向TD: 3512MPa，霧 度2.9%，光澤度(45°): 122%。
實(shí)施例4
所用材料
聚苯乙烯透明，熔融指數(shù)2g/10min,維卡軟化點(diǎn)105。C。 回收料、增韌劑、抗粘連劑、抗靜電劑、潤滑劑與實(shí)施例2相同。 上述材料按重量比配制中間層物料75%高抗沖聚苯乙烯，10%增韌劑，
10%回收料，5%抗靜電劑。表面層物料89.5%實(shí)施例1所述高抗沖聚苯乙
烯，10%增韌劑，0.5%潤滑劑。
工藝步驟與實(shí)施例l相同，拉伸條件.-T形模頭擠出后的冷卻輥溫度70'C;
縱向拉伸預(yù)熱輥溫度135'C，拉伸倍率1 : 2.0，縱向拉伸冷卻定型溫度
70°C;
橫向拉伸預(yù)熱溫度135°C，拉伸倍率1 :4.5，橫向拉伸冷卻定型溫度 75°C。
諾幌的扭結(jié)膜厚度20拜，其中上下兩表面層厚度各3)am，成品經(jīng)檢測， 拉伸強(qiáng)度縱向MD: 52MPa，橫向TD: 77.8MPa，彈性模量縱向MD: 2931MPa， 橫向TD: 3388MPa，霧度2.7°/。，光澤度(45°): 123%。
權(quán)利要求
1.一種聚苯乙烯扭結(jié)膜的制造方法，其特征在于，包括下列步驟A.按重量百分比配制物料60～97％熔融指數(shù)0.6～5g/10min，維卡軟化點(diǎn)102～108℃的聚苯乙烯樹脂、高抗沖聚苯乙烯樹脂或改性聚苯乙烯樹脂的一種或多種，1～10％增韌劑，0～30％回收料，物料均勻混合，在一臺(tái)或一臺(tái)以上擠出機(jī)塑化熔融，然后按設(shè)定的流量在T形模頭擠出形成設(shè)定厚度的單層或多層疊合共擠膜片，膜片在45～90℃的冷卻輥上急冷定型；B.經(jīng)100～140℃預(yù)熱輥預(yù)熱后的膜片進(jìn)行1∶1.5～5倍的縱向拉伸，用60～95℃的冷卻輥冷卻定型；C.縱向拉伸后的膜片在110～140℃的烘箱中預(yù)熱后進(jìn)行1∶3～6倍的橫向拉伸，再在70～90℃下冷卻定型，切邊，進(jìn)行電暈處理，收卷成為成品；所述增韌劑是選自下列物質(zhì)的一種或多種苯乙烯-順丁二烯共聚物，苯乙烯-異戊二烯共聚物，苯乙烯-順丁二烯-丙烯腈共聚物，聚苯乙烯-聚順丁二烯共混組合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述增韌劑是按重量比70~80% 苯乙烯和20~30%順丁二烯共聚形成的共聚物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，所述膜片由三層或三層以上 構(gòu)成，其中兩個(gè)表面層物料中還含有0.05~1% (重量)的潤滑劑，中間一層或 一層以上還含有1~5% (重量)的抗靜電劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述膜片的縱向拉伸倍率1 :1.5 3倍，橫向拉伸倍率l : 4~5倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述方法，其特征在于，所述縱向拉伸和橫向拉伸預(yù) 熱溫度為125~135°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟A的冷卻輥溫度 65~75°C ，步驟B的冷卻定型溫度65 75°C ，步驟C的冷卻定型溫度70 80°C 。
全文摘要
本發(fā)明公開用于食品包裝的無回彈性聚苯乙烯扭結(jié)膜的制造方法，由聚苯乙烯樹脂、高抗沖聚苯乙烯樹脂或改性聚苯乙烯樹脂，與增韌劑等混合塑化熔融擠出，形成單層或多層膜片，經(jīng)縱向和橫向拉伸成為成品，獲得較好的機(jī)械特性，強(qiáng)度高，剛性大，無回彈性，是一種較好的扭結(jié)膜，可以替代PVC扭結(jié)膜、玻璃紙或PET扭結(jié)膜作為包裝材料使用。
文檔編號B29K409/00GK101096129SQ200710028808
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者揚(yáng) 楊, 洪之全, 陽 蘇, 陳文娜 申請人:廣東華業(yè)包裝材料有限公司