一种可降解的PE保鲜膜及生产工艺的制作方法

本发明属于属于食品包装材料领域，尤其是pe保鲜膜及其生产工艺
技术领域：
，具体涉及一种可降解的pe保鲜膜及生产工艺。
背景技术：
：pe保鲜膜是人们常用的一类保鲜食品的塑料包装制品，现在有很多家庭都离不开它们。微波炉食物加热会使用，在冰箱里存放食物同样会使用，人们似乎觉得用了它食品能够得到安全合理的保护，因此保鲜膜已经成为人们生活中的不可或缺的用品之一。但是现有市场上生产销售的pe保鲜膜属于普通pe食品保鲜膜，由于传统的配料和生产工艺，导致制成品在使用时不具备环保特性，废弃后几乎无法在自然界自行分解，成为白色污染的重要来源。市场上使用的pe保鲜膜基本上是ldpe、lldpe材质的通用型聚烯烃树脂。这些原料由于价格低廉，容易加工成型，具有较高的强度，卫生性优良，因此是制造保鲜膜的良好材料。但是，由于这类材料结构稳定，很难降解，使用后如果随意乱丢，就会造成“白色污染”。此外，传统pe膜产品要获得理想的粘性，只靠pe本身是不够的，因此要加入增粘剂来提升保鲜膜的粘度。常用的增粘剂或增粘树脂有茂金属ldpe、eva、超低密度聚乙烯vldpe、pib、聚烯烃弹性体poe等，其中最常用、最有效的是pib，pib的化学名称是聚异丁烯，它是一种无色透明的粘稠液体，与聚合物pe不相容，当保鲜膜被生产出来之后，pib会迁移析出到保鲜膜的表面，从而使薄膜产生粘性。表征薄膜粘性的参数主要有：搭接粘度和剥离粘度，要想获得最佳的粘性，就必须使剥离粘度和搭接粘度达到平衡。研究表明：剥离粘度和搭接粘度的大小取决于pib分子量的大小；要想获得最佳的粘性效果，必须组合不同分子量的pib一起使用。由于适用于保鲜膜的pib在常温下是无色透明的液体，因此需要用注射泵才能将其加入到挤出机中，这就常常伴有分散不均匀、渗漏等不良现象，导致这种添加剂的使用效果难以达到预期。鉴于此，申请人通过长期的实验研究，发明了一种环保可降解pe保鲜膜，具备良好的剥离粘度和搭接粘度，配方设计科学合理，利于工业化生产实践使用，成型产品的质量稳定；此外，本发明所述的pe保鲜膜由于配方和工艺优势，能有效缩短降解时间，降解效果好，减少污染；与此同时，本产品的工艺和专用设备结构设计贴合塑造产品的优势特性，有助于提升产品的质量和生产速度，降低成本。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种可降解的pe保鲜膜及生产工艺，具备良好的剥离粘度和搭接粘度，配方设计科学合理，利于工业化生产实践使用，成型产品的质量稳定；本发明解决的第二个技术问题是，通过利用pe保鲜膜的配方和工艺优势，有效缩短降解时间，降解效果好，减少污染；本发明解决的第三个技术问题是本产品的工艺和专用设备结构设计贴合塑造产品的优势特性，有助于提升产品的质量和生产速度，降低成本。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种可降解的pe保鲜膜，其特征在于：按重量计包含的组分为：低密度聚乙烯ldpe40-45份；线性低密度聚乙烯lldpe50-56份；增粘母粒2-2.5份；甘油单油酸酯gmo0.5-1份；可降解母料d2w1-2份；其中，增粘母粒按重量计包含60%的聚异丁烯pib和40%的线性低密度聚乙烯lldpe。本发明所述的一种可降解的pe保鲜膜的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）将各种原料按照比例放置到混料桶中，并通过混料桶内的搅拌装置进行充分混合；（2）将混合好的原料经过预热，形成初料，初料进入第一沉降桶和第二沉降桶；（3）将第二沉降桶内的初料通过螺旋混料器进行二次搅匀的同时，将原料送入薄膜挤出机；（4）原料通过薄膜挤出机的三层过滤装置过滤后，再经薄膜挤出机内的螺旋增压送料装置送入挤出模具，然后，挤出模具对初料进行高温熔化，挤出温度为150-170摄氏度，并趁热用压缩空气吹胀，同时用强直冷风冷却增加其透亮度，吹胀成筒形薄膜半成品；（5）经过冷却的筒形薄膜半成品经过挤压排气后，经过牵引缠绕机将筒形薄膜半成品卷取至薄膜滚筒上，与此同时，通过割边机将筒形薄膜半成品的两个侧边条切下；切割宽度小于10mm；此时得到薄膜滚筒上的pe保鲜膜成品。优选的，可降解的pe保鲜膜的生产工艺还包括（6）余料回收再利用步骤，所述（6）余料回收再利用步骤包括如下工序：6.1、将切割下的侧边条回收至回收舱，并将其粉碎至粒径小于3mm的碎料；6.2、所述粉碎后的碎料通过碎料回收管重新输回至混料桶中，与原料再次混合并高温熔化再利用。优选的，所述混料桶内设置金属搅拌翅，所述金属搅拌翅连接搅拌电机，所述搅拌电机能够带动金属搅拌翅转动；在混料桶的下方设置电路容纳仓，所述电路容纳仓内设置感应线圈，所属感应线圈连接高频感应电源，所述高频感应电源给感应线圈通电时，金属搅拌翅能够感应发热，发热温度为80-100摄氏度；对物料在搅混的同时进行预热。优选的，所述第一沉降桶和第二沉降桶内设置内隔板，所述内隔板分别将第一和第二沉降桶的桶内空间分隔成“u”形空间，混料桶通过第一导料管连接第一沉降桶内“u”形空间的一端，第一沉降桶内“u”形空间的另一端通过第二导料管连接第二沉降桶内“u”形空间的一端；第一沉降桶内“u”形空间的另一端通过第三导料管连接薄膜挤出机；所述第一、第二和第三导料管内设置螺旋混料器。优选的，所述薄膜挤出机包括机壳，所述机壳内设置螺旋增压送料装置、三层过滤装置、挤出装置和压缩气体吹胀装置；所述螺旋增压送料装置的一端连接第三导料管，螺旋增加送料装置的另一端通过三层过滤装置连接挤出装置，所述挤出装置能够挤出筒形薄膜；在挤出装置挤出的中部设置压缩气体吹胀装置，所述压缩气体吹胀装置能够吹出压缩气体从内部将筒形薄膜涨起；筒形薄膜的上端连接牵引缠绕机。优选的，所述挤出装置包括盘形挤出头、顶起式通电加热装置和挤出头快换机械手，所述盘形挤出头为高电阻金属导电材料；在盘形挤出头上设置环形挤出嘴，通过环形挤出嘴能够挤出筒形薄膜；在盘形挤出头的下方设置顶起式通电加热装置；所述挤出头快换机械手能够快速调换不同型号的盘形挤出头并放置到顶起式通电加热装置上。优选的，所述顶起式通电加热装置包括栅格网块导电装置和精确定位顶出装置；所述栅格网块导电装置包括栅格网架，所述栅格网架上插装设置若干个阵列格栅块，在阵列格栅块上分别设置正、负电极触头；所述正、负电极触头分别连接高压电流发生器和电流通断控制器；所述高压电流发生器能够产生高压电流并由导线通过电流通断控制器传输给正、负电极触头；所述电流通断控制器能够间歇控制高压电流的通断，形成高压脉冲电流；在栅格网架的下部设置精确定位顶出装置，所述精确定位顶出装置包括顶出装置固定架，顶出装置固定架上设置若干个定位杆，在定位杆的两端分别固定升降顶出器和定位装置；所述升降顶出器包括“口”形顶出块和顶出动力装置，所述顶出动力装置固定在定位杆上并能将顶出块向上顶出或收回，当顶出块升降时，能够将对应的上部阵列栅格块顶起；所述定位装置包括“u”形推杆和定位动力装置，所述推杆的一端连接定位动力装置，推杆的另一端连接升降顶出器，定位动力装置能够通过推杆沿横向定位杆推动或拉回升降顶出器；优选的，还包括总控制器，所述总控制器能够根据盘形挤出头的预设尺寸，控制定位杆两端的顶出块之间的间距等于或小于盘形挤出头的直径；顶出块由顶出动力装置带动升起至上限位，将顶出块上方的阵列栅格块顶起形成托举平台；所述托举平台上包含至少两个正、负电极触头，当挤出头快换机械手将盘形挤出头放置到托举平台上时，能够实现脉冲高压电路的通路连接，使得盘形挤出头在脉冲高压电流的作用下产生高热，实现对物料的高温熔化，并实现同步挤出；顶出动力装置包括筒形滑块，所述筒形滑块套装在定位杆上，在筒形滑块的外部套装电动滚筒，并在电动滚筒的外部套装圈形齿轮；在“口”形顶出块的内孔中设置齿形条，所述圈形齿轮与齿形条相互啮合；所述筒形滑块上设置非圆形通孔，所述定位杆的截面形状与筒形滑块的非圆形通孔的横截面形状相同；所述推杆连接筒形滑块；所述电动滚筒能够带动圈形齿轮转动，同时驱动齿形条和顶出块上升或下降。优选的，所述挤出装置还包括风压控制装置，所述风压控制装置包括筒形风室，所述筒形风室能够罩住盘形挤出头及其挤出的筒形薄膜；所述筒形风室的下部围绕筒形薄膜一周均匀设置向上吹风的冷风吹管，所述冷风吹管连接冷风机；在筒形风室的上部设置排风筒，所述排风筒上安装非接触式风压控制器；非接触式风压控制器包括风压调节筒体，所述风压调节筒体的周壁内设置中空夹层，风压调节筒体内设置风压调节装置，在中空夹层内设置风压调节板旋转动力装置，所述风压调节装置包括风压转板和磁吸安装架，风压转板的两端铰接在风压调节筒体的内壁上，风压转板连接磁吸安装架，在磁吸安装架的两端设置内磁铁；所述风压调节板旋转动力装置包括风压调节电机和外转轮，在外转轮上安装外磁铁，外磁铁和内磁铁相互吸引；所述风压调节电机能够通过传动系统连接带动外转轮转动，与此同时外磁铁带动内磁铁和磁吸安装架转动，改变风压转板的旋转角度，进而控制筒形风室内的气压；所述非接触式风压控制器还包括风压转板清洁装置，所述风压转板清洁装置包括清洁装置安装杆，所述清洁装置安装杆设置在风压调节筒体的进口处，在清洁装置安装杆上设置若干个振动弹簧，每个振动弹簧上均固定一根以上的清洁带体。在本发明中应注意如下事项：1、原材料要求1.1、不能含有任何开口剂和爽滑剂，因为此类助剂的存在会破坏薄膜的粘性。1.2、原材料密度尽量选用较低密度。2.、吹塑成型时、机头温度越高越好。3、冷却风的温度直接影响到膜的粘性。冷却风温度越低，膜的粘性越好，透亮度越高，并且随着放置时间的加长，粘性和透亮度还会增加。4、在收卷之前应确保平整，收卷辊的张力不宜使膜卷太紧或太松，否则膜贮存一段时间后会在膜卷末端和套筒处出现凸凹不平。5、膜卷的贮存最好既不能超过35℃，也不能低于7℃。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中，将pe与pib混炼造粒，制成增粘母粒来使用。增粘母粒产品通常是以lldpe为载体，含有60%pib的增粘母粒，增粘剂pib是不同分子量的混合物，这样可以获得最佳的粘性效果。2、本发明采用d2w氧化式生物双降解。塑料生物降解主要有两种方法，氧化式生物降解(oxo-biodegradable)和水合式生物降解(hydro-biodegradable)。两者都是先化学分解，前者是透过氧化(oxidation)，后者透过水解(hydrolysis)，再来才进行生物分解。两者分解都会释放二氧化碳，但hydro-biodegradable还会产生甲烷(methane，ch4)。两种方法都能分解塑料，但只有oxo-biodegradable可以循环回收，此外，hydro-biodegradable方法比oxo-biodegradable昂贵许多。它的原理是在制造塑料的过程中，加入少许比例(通常是1%的比例)的能帮助分解的添加物(pro-degradant)，藉以改变塑料的特性。当产品失去效用或不被需要，即设定产品的使用周期结束时(由添加剂控制)，降解效果将开始浮现。用这种生物降解塑料技术可以利用现有的机器设备和劳动力，因此只需要很少或者不需要增加额外的费用。d2w添加物不只是让塑料断裂为小碎片，而是由添加物将塑料从分子结构层次分解为特定的小单元，从而让微生物(细菌和真菌)进入摄取碳和氢并且进一步分解，这就是生物可降解。这样的过程会一直持续进行，直到材料被分解成二氧化碳、水和生物质，而且不会残留有机聚合物于土壤当中。因此，采用本发明技术方案生产的pe保鲜膜，降解效果十分明显。这种pe保鲜膜在户外受到阳光、空气、潮湿等因素的影响，20-30天破裂，40-50天成粉末状，60-80天完全被自然环境消纳并从感观上消失，是目前大量使用的普通pe保鲜膜的良好替代品，可以大大减轻“白色污染”的困扰和危害。3、本发明通过设置余料回收再利用步骤，能够将切边产生的余料回收熔融再利用，有效节约生产成本，提高原材料的利用率。4、本产品的工艺和专用设备结构设计贴合塑造产品的优势特性，有助于提升产品的质量和生产速度，降低成本。附图说明图1是本发明专利生产设备的结构示意图；图2是薄膜挤出机的结构示意图；图3是顶起式通电加热装置的结构示意图（放置盘形挤出头）；图4是顶起式通电加热装置的结构示意图；图5为精确定位顶出装置的结构示意图；图6是非接触式风压控制器的结构示意图；图中：1、筒形薄膜半成品；2、牵引缠绕机；3、非接触式风压控制装置；3.1、磁吸安装架；3.2、内磁铁；3.3、中空夹层；3.4、风压转板；3.5、外转轮；3.6、外磁铁；3.7、风压调节电机；3.8、清洁装置安装杆；3.9、振动弹簧；3.10、清洁带体；4、筒形风室；5、第三导料管；6、内隔板；7、第二导料管；8、搅拌电机；9、混料桶；10、金属搅拌翅；11、感应线圈；12、第一导料管；13、第一沉降桶；14、内隔板；15、第二沉降桶；16、冷风吹管；17、薄膜挤出机；18、盘形挤出头；19、栅格网架；20、阵列格栅块；21、螺旋增压送料装置；22、顶出块；23、定位杆；24、圈形齿轮；25、正、负电极触头；26、顶出装置固定架；27、定位动力装置；28、推杆。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。如图1所示，本发明所述的一种可降解的pe保鲜膜，按重量计包含的组分为：低密度聚乙烯ldpe40-45份；线性低密度聚乙烯lldpe50-56份；增粘母粒2-2.5份；甘油单油酸酯gmo0.5-1份；可降解母料d2w1-2份；其中，增粘母粒按重量计包含60%的聚异丁烯pib和40%的线性低密度聚乙烯lldpe。具体实施例的原料成分及配比参见下表：表一：成分实施例一实施例二实施例三低密度聚乙烯ldpe40份42份45份线性低密度聚乙烯lldpe50份53份56份增粘母粒2份2.2份2.5份甘油单油酸酯gmo0.5份0.75份1份可降解母料d2w1份1.7份2份本发明所述的一种可降解的pe保鲜膜的生产工艺，包括如下步骤：（1）将各种原料按照比例放置到混料桶中，并通过混料桶内的搅拌装置进行充分混合；（2）将混合好的原料经过预热，形成初料，初料进入第一沉降桶和第二沉降桶；（3）将第二沉降桶内的初料通过螺旋混料器进行二次搅匀的同时，将原料送入薄膜挤出机；（4）原料通过薄膜挤出机的三层过滤装置过滤后，再经薄膜挤出机内的螺旋增压送料装置送入挤出模具，然后，挤出模具对初料进行高温熔化，挤出温度为150-170摄氏度，并趁热用压缩空气吹胀，同时用强直冷风冷却增加其透亮度，吹胀成筒形薄膜半成品；（5）经过冷却的筒形薄膜半成品经过挤压排气后，经过牵引缠绕机将筒形薄膜半成品卷取至薄膜滚筒上，与此同时，通过割边机将筒形薄膜半成品的两个侧边条切下；切割宽度小于10mm；此时得到薄膜滚筒上的pe保鲜膜成品。（6）余料回收再利用步骤包括如下工序：6.1、将切割下的侧边条回收至回收舱，并将其粉碎至粒径小于3mm的碎料；6.2、所述粉碎后的碎料通过碎料回收管重新输回至混料桶中，与原料再次混合并高温熔化再利用。本发明所述的可降解的pe保鲜膜的生产工艺需要如下设备：混料桶、第一沉降桶和第二沉降桶、薄膜挤出机和牵引缠绕机。如图1所示，所述混料桶内设置金属搅拌翅，所述金属搅拌翅连接搅拌电机，所述搅拌电机能够带动金属搅拌翅转动；在混料桶的下方设置电路容纳仓，所述电路容纳仓内设置感应线圈，所属感应线圈连接高频感应电源，所述高频感应电源给感应线圈通电时，金属搅拌翅能够感应发热，发热温度为80-100摄氏度；对物料在搅混的同时进行预热。所述第一沉降桶和第二沉降桶内设置内隔板，所述内隔板分别将第一和第二沉降桶的桶内空间分隔成“u”形空间，混料桶通过第一导料管连接第一沉降桶内“u”形空间的一端，第一沉降桶内“u”形空间的另一端通过第二导料管连接第二沉降桶内“u”形空间的一端；第一沉降桶内“u”形空间的另一端通过第三导料管连接薄膜挤出机；所述第一、第二和第三导料管内设置螺旋混料器。如图2所示，所述薄膜挤出机包括机壳，所述机壳内设置螺旋增压送料装置、三层过滤装置、挤出装置和压缩气体吹胀装置；所述螺旋增压送料装置的一端连接第三导料管，螺旋增加送料装置的另一端通过三层过滤装置连接挤出装置，所述挤出装置能够挤出筒形薄膜；在挤出装置挤出的中部设置压缩气体吹胀装置，所述压缩气体吹胀装置能够吹出压缩气体从内部将筒形薄膜涨起；筒形薄膜的上端连接牵引缠绕机。如图4所示，所述挤出装置包括盘形挤出头、顶起式通电加热装置和挤出头快换机械手，所述盘形挤出头为高电阻金属导电材料；在盘形挤出头上设置环形挤出嘴，通过环形挤出嘴能够挤出筒形薄膜；在盘形挤出头的下方设置顶起式通电加热装置；所述挤出头快换机械手能够快速调换不同型号的盘形挤出头并放置到顶起式通电加热装置上。如图3-6所示，所述顶起式通电加热装置包括栅格网块导电装置和精确定位顶出装置；如图3和4所示，所述栅格网块导电装置包括栅格网架，所述栅格网架上插装设置若干个阵列格栅块，在阵列格栅块上分别设置正、负电极触头；所述正、负电极触头分别连接高压电流发生器和电流通断控制器；所述高压电流发生器能够产生高压电流并由导线通过电流通断控制器传输给正、负电极触头；所述电流通断控制器能够间歇控制高压电流的通断，形成高压脉冲电流；如图5所示，在栅格网架的下部设置精确定位顶出装置，所述精确定位顶出装置包括顶出装置固定架，顶出装置固定架上设置若干个定位杆，在定位杆的两端分别固定升降顶出器和定位装置；所述升降顶出器包括“口”形顶出块和顶出动力装置，所述顶出动力装置固定在定位杆上并能将顶出块向上顶出或收回，当顶出块升降时，能够将对应的上部阵列栅格块顶起；所述定位装置包括“u”形推杆和定位动力装置，所述推杆的一端连接定位动力装置，推杆的另一端连接升降顶出器，定位动力装置能够通过推杆沿横向定位杆推动或拉回升降顶出器；挤出装置还包括总控制器，所述总控制器能够根据盘形挤出头的预设尺寸，控制定位杆两端的顶出块之间的间距等于或小于盘形挤出头的直径；顶出块由顶出动力装置带动升起至上限位，将顶出块上方的阵列栅格块顶起形成托举平台；所述托举平台上包含至少两个正、负电极触头，当挤出头快换机械手将盘形挤出头放置到托举平台上时，能够实现脉冲高压电路的通路连接，使得盘形挤出头在脉冲高压电流的作用下产生高热，实现对物料的高温熔化，并实现同步挤出；顶出动力装置包括筒形滑块，所述筒形滑块套装在定位杆上，在筒形滑块的外部套装电动滚筒，并在电动滚筒的外部套装圈形齿轮；在“口”形顶出块的内孔中设置齿形条，所述圈形齿轮与齿形条相互啮合；所述筒形滑块上设置非圆形通孔，所述定位杆的截面形状与筒形滑块的非圆形通孔的横截面形状相同；所述推杆连接筒形滑块；所述电动滚筒能够带动圈形齿轮转动，同时驱动齿形条和顶出块上升或下降。如图1所示，所述挤出装置还包括风压控制装置，所述风压控制装置包括筒形风室，所述筒形风室能够罩住盘形挤出头及其挤出的筒形薄膜；所述筒形风室的下部围绕筒形薄膜一周均匀设置向上吹风的冷风吹管，所述冷风吹管连接冷风机；在筒形风室的上部设置排风筒，所述排风筒上安装非接触式风压控制器；如图6所示，非接触式风压控制器包括风压调节筒体，所述风压调节筒体的周壁内设置中空夹层，风压调节筒体内设置风压调节装置，在中空夹层内设置风压调节板旋转动力装置，所述风压调节装置包括风压转板和磁吸安装架，风压转板的两端铰接在风压调节筒体的内壁上，风压转板连接磁吸安装架，在磁吸安装架的两端设置内磁铁；所述风压调节板旋转动力装置包括风压调节电机和外转轮，在外转轮上安装外磁铁，外磁铁和内磁铁相互吸引；所述风压调节电机能够通过传动系统连接带动外转轮转动，与此同时外磁铁带动内磁铁和磁吸安装架转动，改变风压转板的旋转角度，进而控制筒形风室内的气压；所述非接触式风压控制器还包括风压转板清洁装置，所述风压转板清洁装置包括清洁装置安装杆，所述清洁装置安装杆设置在风压调节筒体的进口处，在清洁装置安装杆上设置若干个振动弹簧，每个振动弹簧上均固定一根以上的清洁带体。在本发明中应注意如下事项：1、原材料要求1.1、不能含有任何开口剂和爽滑剂，因为此类助剂的存在会破坏薄膜的粘性。1.2、原材料密度尽量选用较低密度。2.、吹塑成型时、机头温度越高越好。3、冷却风的温度直接影响到膜的粘性。冷却风温度越低，膜的粘性越好，透亮度越高，并且随着放置时间的加长，粘性和透亮度还会增加。4、在收卷之前应确保平整，收卷辊的张力不宜使膜卷太紧或太松，否则膜贮存一段时间后会在膜卷末端和套筒处出现凸凹不平。5、膜卷的贮存最好既不能超过35℃，也不能低于7℃。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。当前第1页12