一种薄膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及包装材料技术领域，尤其涉及一种复合用薄膜，本发明还涉及该薄膜的制备方法，本发明还涉及该薄膜在制备复合片材以及软管上的应用，该复合片材以及软管具体可应用于化妆品、口腔护理、食品等包装领域。

背景技术：

复合软管是一种常用的包装容器，在包装领域中占有重要的地位。常见的复合软管包括全塑复合软管和铝塑复合软管，常用于牙膏包装、各种膏剂药包装、日用品包装以及化妆品包装等等。复合软管一般结构从内向外依次为热封层/粘合层/阻隔层/粘合层/印刷层。全塑的阻隔层为evoh阻隔膜(乙烯-乙烯醇共聚物)，铝塑的阻隔层为铝箔。复合层的复合强度对复合软管的整体性能有直接影响，如果复合强度低，则可能导致在运输存储期间，复合软管出现复合层分离现象，影响产品的货架期质量。

复合软管的生产工艺通常包括吹膜、复合、印刷、制管等工序。在制管之前，需要通过印刷来展现产品信息，由于复合管子的基材主要为聚乙烯材料，在生产复合片材时，由于塑料塑化不良，容易产生晶点、糊点，从而使用片材的表面凹凸不平整。在印刷图案时，片材表面不平整就容易产生印刷缺陷或不良如文字或图案的缺失或漏印，从而影响产品的外观效果。因此，开发出一种表面平整且不容易产生印刷缺陷的薄膜成为当下复合软管加工、生产过程中的一大难题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种复合用薄膜，以克服现有的薄膜表面不平整、表面容易产生晶点或者糊点等影响产品的外观效果的缺陷。

本发明的目的之二在于提供一种薄膜的制备方法，通过该方法制备出的薄膜，以克服现有的薄膜表面不平整、表面容易产生晶点或者糊点等影响产品的外观效果的缺陷。

本发明的目的之三在于提供一种薄膜的应用，具体在制备复合及软管上的应用，以克服现有的复合片材及管体表面存在的表面不平整、表面容易产生晶点或者糊点等问题，避免产生印刷缺陷、文字或图案的缺失或漏印等问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种薄膜，包括内层膜及设于内层膜两面的外层膜，按质量分数计，所述内层膜包括30％～80％的高密度聚乙烯以及20％～70％的第一线性低密度聚乙烯，所述外层膜包括10％～50％的第二线性低密度聚乙烯以及50％～90％的第三线性低密度聚乙烯；

所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.8～1.2，所述第一线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.7～1.1，所述第二线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.9～1.1，所述第三线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.8～1.2。

进一步地，所述内层膜包括50％的高密度聚乙烯以及50％的第一线性低密度聚乙烯，所述外层膜包括50％的第二线性低密度聚乙烯以及50％的第三线性低密度聚乙烯；

所述高密度聚乙烯的熔融指数为1.0，所述第一线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.9，所述第二线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.9，所述第三线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0。

进一步地，所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.961g/cc，所述第一线性低密度聚乙烯的密度为0.92～0.94g/cc，所述第二线性低密度聚乙烯的密度为0.92～0.94g/cc，所述第三线性低密度聚乙烯的密度为0.92～0.94g/cc。

进一步地，所述高密度聚乙烯的密度为0.957g/cc，所述第一线性低密度聚乙烯的密度为0.94g/cc，所述第二线性低密度聚乙烯的密度为0.94g/cc，所述第三线性低密度聚乙烯的密度为0.92g/cc。

进一步地，所述外层膜、内层膜与外层膜的厚度之比为1:2～4:1。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种薄膜的制备方法，包括下料步骤、挤出步骤和吹膜步骤；

下料步骤：将上述任一项所述的高密度聚乙烯与第一线性低密度聚乙烯加到内层膜螺杆挤出机中，将第二线性低密度聚乙烯与第三线性低密度聚乙烯添加到两个外层膜螺杆挤出机中，用于挤出；

挤出步骤：将下料斗中的原料采用螺杆挤出机挤出，其中，内层膜螺杆挤出机的温度为162～192℃，外层膜螺杆挤出机的温度为160～192℃，分别挤出内层膜熔融物和外层膜熔融物；

吹膜步骤：将内层膜熔融物与两层外层膜熔融物共挤出，所述内层膜熔融物位于两层外层膜熔融物之间，采用吹膜机进行吹膜成型，吹膜模头的温度为186～192℃。

进一步地，在挤出步骤中，所述螺杆挤出机的末端设置有3～6层滤网，所述滤网的目数为60～120目。

进一步地，在挤出步骤中，螺杆挤出机的末端设置有6层滤网，从前往后依次是第一滤网、第二滤网、第三滤网、第四滤网、第五滤网以及第六滤网，所述第一滤网为80目，所述第二滤网为100目，所述第三滤网120目，所述第四滤网为120目，所述第五滤网为100目，所述第六滤网为80目。

进一步地，内层膜螺杆挤出机的温度为162～188℃，外层膜螺杆挤出机的温度为160～188℃；

在吹膜步骤中，所述吹膜模头的温度为188～190℃。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

上述任一项所述的薄膜在制备复合片材及软管上的应用。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明一种薄膜包括三层，分别是内膜层以及覆盖内膜层两面的外膜层，借助于内膜层与外膜层的复合，既能确保整体薄膜的厚度、韧性以及表观平整度，还能保证内膜层与外膜层复合过程中不至于出现凹凸不平、晶点和糊点，具有较低的不合格率，表面塑化效果好、产生的晶点、糊点少，整体外观平整。

(2)本发明一种薄膜的制备方法，通过该方法制备薄膜，确保混料充分塑化、混匀，保证内膜层与外膜层复合过程中不至于出现凹凸不平、晶点和糊点，具有较低的不合格率，表面塑化效果好、产生的晶点、糊点少，整体外观平整。

附图说明

图1为本发明薄膜的结构示意图；

图中：1、外层膜；2、内层膜。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明通过实施例1-9对薄膜的制备方法以及制备的薄膜进行详细阐述。如图1所示，在下列实施例中，内层膜2夹设于两层外层膜1之间，且两外层膜1在原料配方、挤压参数以及厚度上完全相同，因此，下面仅阐述一外层膜1和一内层膜2的制备方法。

采用如下方法制备薄膜，该制备方法包括下料步骤、挤出步骤、吹膜步骤、电晕和收卷等步骤，其中，电晕和收卷为常规步骤。以下分别就下料步骤、挤出步骤和吹膜步骤进行详细阐述。

下料步骤：取高密度聚乙烯(hdpe)与第一线性低密度聚乙烯(lldpe-a)两种粒料混合后添加到内层膜螺杆挤出机中，用于挤出内层膜的熔融物。其中，高密度聚乙烯及第一线性低密度聚乙烯的用量、熔融指数(mi)以及密度参见具体实施例。

再取第二线性低密度聚乙烯(lldpe-b)与第三线性低密度聚乙烯(lldpe-c)混合后添加到两个外层膜挤出机中，用于挤出外层膜的熔融物。其中，第二线性低密度聚乙烯以及第三线性低密度聚乙烯的用量、熔融指数(mi)以及密度参见具体实施例。

挤出步骤：将内层膜对应的原料及外层膜对应的原料均采用不同的螺杆挤出机共挤出，螺杆温度参见具体实施例。在挤出步骤中，螺杆挤出机的末端设置有滤网，滤网的层数初步设置为6层，6层滤网的目数分别为80目、100目、120目、120目、100目、80目。

吹膜步骤：将从挤出机挤出的内层膜熔融物及两层外层膜熔融物转移至模头中，内层膜熔融物位于两层外层膜熔融物之间，且内层膜熔融物与两层外层膜熔融物共挤出。采用吹膜机进行吹膜成型，制得薄膜成品。其中，吹膜模头的温度参见具体实施例。制备好的薄膜再通过电晕、卷收装置卷收、转移和储存。

实施例1

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为100μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:2:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：0.46，密度：0.957)，一种lldpe-a(mi：1.0，密度：0.92)，hdpe与lldpe-a比例为30:70(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：1.3，密度：0.941)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.926)，lldpe-b与lldpe-c比例为10:90(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为164～186℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为160～186℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为186～188℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例2

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为100μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:2:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：0.7，密度：0.961)，一种lldpe-a(mi：1.3，密度：0.941)，hdpe与lldpe-a比例为30:70(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：1.3，密度：0.927)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.935)，lldpe-b与lldpe-c比例为10:90(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为164～186℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为160～186℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为186～188℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例3

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为100μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:2:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：1.0，密度：0.957)，一种lldpe-a(mi：0.9，密度：0.940)，hdpe与lldpe-a比例为30:70(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：0.9，密度：0.940)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.920)，lldpe-b与lldpe-c比例为10:90(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为164～186℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为160～186℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为186～188℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例4

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为120μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:3:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：0.46，密度：0.957)，一种lldpe-a(mi：1.0，密度：0.92)，hdpe与lldpe-a比例为80:20(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：1.3，密度：0.941)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.926)，lldpe-b与lldpe-c比例为40:60(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为165～192℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为162～192℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为190～192℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例5

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为120μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:3:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：0.7，密度：0.961)，一种lldpe-a(mi：1.3，密度：0.941)，hdpe与lldpe-a比例为80:20(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：1.3，密度：0.927)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.935)，lldpe-b与lldpe-c比例为40:60(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为165～192℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为162～192℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为190～192℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例6

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为120μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:3:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：1.0，密度：0.957)，一种lldpe-a(mi：0.9，密度：0.940)，hdpe与lldpe-a比例为80:20(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：0.9，密度：0.940)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.920)，lldpe-b与lldpe-c比例为40:60(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为165～192℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为162～192℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为190～192℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例7

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为50μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:4:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：0.46，密度：0.957)，一种lldpe-a(mi：1.0，密度：0.92)，hdpe与lldpe-a比例为50:50(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：1.3，密度：0.941)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.926)，lldpe-b与lldpe-c比例为50:50(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为162～188℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为160～188℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为188～190℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例8

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为50μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:4:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：0.7，密度：0.961)，一种lldpe-a(mi：1.3，密度：0.941)，hdpe与lldpe-a比例为50:50(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：1.3，密度：0.927)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.935)，lldpe-b与lldpe-c比例为50:50(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为162～188℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为160～188℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为188～190℃，牵引冷却，按需要收卷。

实施例9

一种三层膜结构的复合片材用薄膜，薄膜厚度为50μm，该薄膜由外之内的厚度比为1:4:1，其中内层膜材料由一种hdpe(mi：1.0，密度：0.957)，一种lldpe-a(mi：0.9，密度：0.940)，hdpe与lldpe-a比例为50:50(重量配比)。两层外膜均由两种lldpe构成，其中lldpe-b(mi：0.9，密度：0.940)，lldpe-c(mi：1.0，密度：0.920)，lldpe-b与lldpe-c比例为50:50(重量配比)。

内层膜，将两种pe粒料，按照设定的比例加入到内层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为162～188℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

两层外膜，将两种lldpe粒料，按照设定的比例分别加入到两个外层膜挤出机螺杆的料斗中，螺杆温度范围设定为160～188℃，熔融、挤出，经过六层过滤网，进入模头。

三层薄膜经模头共挤出，模头温度范围设定为188～190℃，牵引冷却，按需要收卷。

效果实施例

检测(抽样检测)实施例1-9中薄膜的不合格率，包括正常生产的不合格率以及换料生产的不合格率。不合格率的检测方法如下：取实施例1-9制备的薄膜，采用目测和测厚仪，以膜表面为基线测定晶点的高度。其中，厚度60微米以下的晶点为可接受；厚度61～200微米以下的晶点，每平方米膜允许数量15个；厚度超过200微米的晶点，每平方米膜允许数量为0个。统计薄膜上每平方米出现的晶点，统计三次求平均值。如果抽查的产品不合格率低过4％，视为可接受水平，不需要复卷返工，可直接用于后工序生产如复合、分切、印刷、制管。不合格率统计结果见表1。

表1

由表1可知，相比于实施例1、2、4、5、7和8，实施例3、6和9制备的薄膜在生产过程中具有更低的不合格率(低于4％)，达到生产制备该薄膜的合格率要求。实施例3、6和9的共同点在于制备内层膜、外层膜时，所用的用于制备内膜的高密度聚乙烯、第一线性低密度聚乙烯(lldpe-a)以及用于制备外膜的第二线性低密度聚乙烯(lldpe-b)、第三线性低密度聚乙烯(lldpe-c)，具有相近的熔融指数，初步认为熔融指数相近有助于降低薄膜的不合格率，达到生产加工的要求。实践生产加工中进一步证明，高密度聚乙烯、第一线性低密度聚乙烯(lldpe-a)、第二线性低密度聚乙烯(lldpe-b)、第三线性低密度聚乙烯(lldpe-c)的熔融指数设置于1.0±0.1时，其正常生产不合格率以及换料生产不合格率均低于4％，其中实施例9对应的原材料配比制备出的薄膜具有最高的合格率。

由表1可知，实施例3、6和9相互比较可知，实施例9具有最优的正常生产不合格率及换料生产不合格率，实施例6具有次优的正常生产不合格率及换料生产不合格率，实施例3具有最差的正常生产不合格率及换料生产不合格率。由此可知，用料配比、内层膜挤出机螺杆的温度、外层膜挤出机螺杆的温度以及模头温度对于最后薄膜的不合率均有较大影响。

制备内层膜时，高密度聚乙烯与第一线性低密度聚乙烯的混料中，高密度聚乙烯的重量占比可以是30％～80％，其中，高密度聚乙烯的重量占比为50％时，制备的薄膜不合格率最低。制备外层膜时，第二线性低密度聚乙烯与第三线性低密度聚乙烯混料中，第二线性低密度聚乙烯的重量占比可以是10％～50％，其中，第二线性低密度聚乙烯的重量占比为50％时，制备的薄膜不合格率最低。

制备内层膜时，内层膜挤出机螺杆的温度优选为162～192℃，在这一温度范围内通过优化内层膜、外层膜的用料配比可制备出合格的薄膜。内层膜挤出机螺杆的最优选温度范围为162～188℃，在这一温度范围内制备的薄膜不合格率最低。

制备外层膜时，外层膜挤出机螺杆的温度优选为160～192℃，在这一温度范围内通过优化内层膜、外层膜的用料配比可制备出合格的薄膜。外层膜挤出机螺杆的最优选温度范围为160～188℃，在这一温度范围内制备的薄膜不合格率最低。

吹膜步骤中，模头的温度优选为186～192℃，在这一温度范围内通过优化内层膜、外层膜的用料配比以及螺杆挤出机的挤出温度，可以制备出合格的薄膜。模头最优选的温度为188～190℃，在这一温度范围内制备的薄膜不合格率最低。

滤网参数的优化

选择实施例9对应的用料配比、下料步骤、挤出步骤制备内层膜熔融物、外层膜熔融物进行滤网参数优化即在挤出步骤中，螺杆挤出机的末端设置有滤网，滤网的层数以及每层滤网的目数参见表2。挤出后的内层膜熔融物、外层膜熔融物继续参照实施例9对应的吹膜步骤、电晕和收卷等步骤，完成薄膜的制备过程。

表2

检测实施例10-13中薄膜的不合格率，包括正常生产的不合格率以及换料生产的不合格率。不合格率的检测方法如上述。如果总比例低过4％，视为可接受水平，统计结果见表。

表3

对比实施例10-13可见，滤网的层数及目数对薄膜的不合格率也具有一定影响。增加滤网的层数和目数，可以加大螺杆的挤出压力，改善物料的混合均匀度，从而降低了不合格率。但是，增加滤网的层数和目数到一定程度，由于挤出机内压力剧增，例如大于500mpa的挤出压力对挤出机的性能长期维护以及使用寿命造成较大的负面影响，无法持续增加滤网的层数及目数，也延长了熔融物料的滞留时间，降低生产效率。本实施例13为现有挤出机允许的范围内最优的滤网参数(包括滤网层数以及滤网目数)，其制备的薄膜合格率最高。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。