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流延配方及工艺笔记14——CPP热封薄膜低温热封层性能讨论

吹膜流延配方及工艺2019-01-15 17:39:59



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主要原料


均聚聚丙烯,FC-801,中国石化上海石油化工股份有限公司;


聚丙烯低温热封材料1,H531PL,新加坡聚烯烃公司;


聚丙烯低温热封材料2,TF400,韩国三星化学有限公司;


聚丙烯低温热封材料3,TF407,韩国三星化学有限公司;


聚丙烯低温热封材料4,SFC-750M,韩国湖南石化有限公司;


mPE,1018,美国埃克森美孚化工有限公司;


滑爽剂,ABER11,舒尔曼工程塑料(东莞)有限公司。


采用3层共挤流延法制备CPP热封薄膜,设定热封层A、芯层B和电晕层C三层的厚度比为1:3:1,其中B层和C层为均聚聚丙烯,A层为聚丙烯低温热封材料、适量的滑爽剂和mPE


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从图1可以看出,SFC-750MTF400TF407H531PL 4 种热封层材料的熔点分别为132.833、132.833、136、138 ℃,可见TF407 的熔点最高,

H531PLSFC-750M 的DSC熔点最低,故而首先筛排除TF407



图1:各低温热封层材料的熔点


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3层共挤流延膜,假设层比为1:3:1,B层和C层为均聚PP,在A层中各添加5种不同的聚丙烯低温热封层材料,用量为100份,薄膜厚度控制在30μm,采用3层共挤流延生产工艺,热封温度为116℃,如表1所示


表1:低温热封材料对CPP热封的影响


根据图1和表1可知,几种配方所生产CPP薄膜的热封强度都较好,明显高于GB/T 27740—2011所要求的8N/15mm;当选用40份TF400与60份SFC-750M 混合后作为热封层材料时所生产薄膜的热封强度明显高于其他配比。因此,为生产出热封性能良好的CPP薄膜,应选择40份TF400、60份SFC-750M为薄膜的低温热封层材料。


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热封温度对薄膜热封性能的影响以40份T400和60份SFC-750M 作为低温热封层材料所生产的聚丙烯热封薄膜,探讨热封温度对薄膜热封性能的影响,结果如表2所示。



表2:热封温度对薄膜热封性能的影响


根据表2的数据结果分析得到,在一定热封温度范围内,随热封温度增加,薄膜的热封强度明显增大;当热封温度为105 ℃时,此薄膜的热封强度可达到3.57N/15mm(>3N/15mm),因而此薄膜的初始热封温度为105℃,比GB/T 27740—2011所要求的初始热封温度(<145 ℃)降低了40 ℃。因此,以40份TF400、60份SFC-750M作为热封层材料可降低薄膜的初始热封温度,使其热封温度范围变宽,薄膜在使用时对不同温度具有更好的适应性,可更好地满足如今市场中快速包装的要求。


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以40份TF400、60份SFC-750M 作为热封层材料,采用3层共挤流延法,其他条件保持不变,仅改变薄膜厚度,实验温度恒为23℃,热封温度为116℃,实验结果如表3所示。由表3可知,控制薄膜的3层厚度比不变,薄膜总厚度越大,热封强度和雾度相应地增加。所以在实际生产中,为确保薄膜具有足够的透明度,在较高热封强度的条件上,应尽量选择合适厚度的薄膜进行包装使用


表3:薄膜总厚度对薄膜热封性能和雾度的影响


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冷却辊温度对热封薄膜雾度的影响以40份TF400、60份SFC-750M 作为热封层材料,采用3层共挤流延法,薄膜总厚度为30μm,实验温度恒定23℃,探讨冷却辊温度对薄膜雾度的影响,结果如表4所示。根据表4实验数据可知,随冷却辊温度的升高,薄膜的雾度显著增大。一方面,由于增加冷却辊的温度,将极大地提高薄膜结晶度,导致薄膜变脆,冲击强度下降;另一方面,冷却辊的温度太低,制冷所需的能量越大,不符合实际生产。因此,为达到GB/T 27740—2011的雾度要求(雾度≤5.0%)和降低生产能耗,实际生产中应控制冷却辊温度在22.6℃。



表4:冷却辊温度对薄膜雾度的影响


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3层共挤流延膜,设层比为1:3:1,B层和C层为均聚聚丙烯,在A 层中各添加40份TF400、60份SFC-750M 作为低温热封层材料,薄膜厚度控制在30μm,设定热封温度为116 ℃,冷却辊温度为22.6℃,采用3层共挤流延生产工艺,按优化条件所生产的超低温复合膜的综合性能如表5所示。从表5可得到,与GB/T 27740—2011所要求指标相比,按优化条件所生产的CPP热封薄膜各性能均达到指标要求,且薄膜的初始热封温度和热封强度明显优于指标。



表5:CPP热封薄膜的综合性能




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