Ffs三层共挤重包装膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新的制备高均匀性膜厚的FFS三层共挤重包装膜的方法。
【背景技术】
[0002] FFS(Form-Fill-Seal)三层共挤重包装膜是国内近几年发展起来的一种新型包装 材料，由于其能够实现一次性自动成型（Form)、自动开口充料（Fill)和自动袋口加热密封 (Seal)多道工序高速连续作业，特别适用于大批量的工业化高速包装线。按国际分类方法， 通常把能承载10公斤至50公斤的包装膜通称为重包装膜。这种FFS重包装膜不仅能满足 化工、塑料等产品的现代化包装需要，同时也适用于对各种农产品，如谷物、豆类等的高速 包装，具有广阔的应用前景。
[0003] 由于FFS三层共挤重包装膜生产设备、工艺技术以及所应用的原材料等各种因素 的影响，在现有的制备方法中，其产品的质量指标，往往注重薄膜的各项物理机械性能指 标，诸如拉伸强度、撕裂强度、落标冲击强度等，极少注意重包装膜产品的厚度均匀性这一 指标，即使在国家最近颁布的BB/T0058-2011 "包装用多层共挤重载膜、袋"行业标准中，也 没有涉及如何保证膜厚均匀性这一指标的实现。目前，国内所有FFS重包装膜生产企业，对 其产品的质量均是实行抽检方法进行合格判定，但是如果膜的厚度均匀性不高，很容易出 现这种情况，即，尽管膜的各项检测指标均合格，仍有可能由于存在一些极薄的点位，使该 产品在后包装应用中出现破包、漏料的质量事故发生，造成FFS重包装膜生产企业的重大 质量赔偿风险。
[0004] 目前有关FFS重包装膜公开的文献也都没有涉及FFS重包装膜其厚度的均匀 性。例如，公开号为CN102452204A专利文献中涉及的是通过选用适当的m-LLDPE(m-线 性低密度聚乙烯）原料，提高FFS重包装膜产品的力学性能，并改善其热封性；公开号为 CN103059402A的专利文献中提到通过采用乙烯一醋酸乙烯酯共聚物，茂金属线性低密度 聚乙烯和超低密度聚乙烯来改善FFS单层重包装膜的力学性能；公开号为CN103029388A 的专利文献中涉及一种三层共挤重包装膜及其制备方法，也是通过选用适当的m-LLDPE， MDPE (中密度聚乙烯）和EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物）原料来改善三层共挤重包装膜的力 学性能，热封性能和膜的表面摩擦性能；公开号为CN103009738A的专利文献涉及一种FFS 二层重包装膜及其制备方法，也是通过选用适当的原料来改善膜的力学性能。但是，上述专 利文献都没有涉及FFS重包装膜厚度的均匀性问题。
[0005] 但是，在现有的制备方法中，以下各种因素均可能导致膜厚度的不均匀。一是由于 各种原料组分，尤其是低配比组分，在实际加量中与理论配比存在一定的偏差，可能导致不 同区域的膜泡组分存在差异，这种差异最终将导致膜泡在不同区域的厚度差异；第二种情 况是由于熔体流道中存在局部阻力差异，这种差异可能是由于流道中局部存在积料所致， 由此会导致膜泡在某些区域的厚度产生偏差；第三种情况是由于膜泡冷却温度分布存在不 均匀性，会导致膜泡在纵向和横向拉伸变薄的过程中，产生膜泡不同区域的厚度出现偏差。
[0006] 因此，本领域迫切需要开发出能够克服现有制备方法的缺陷，保证制备过程中膜 厚高度均匀的FFS三层共挤重包装膜的制备方法。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种新颖的FFS三层共挤重包装膜的制备方法，通过对FFS膜生产 过程中全区域膜厚在线检测，并进行相应的工艺过程干预，实时纠正了膜厚的偏差，从而保 证了 FFS重包装膜厚度的高均匀性，从而解决了现有技术中存在的问题。
[0008] 一方面，本发明提供了一种FFS三层共挤重包装膜的制备方法，该方法包括以下 步骤：
[0009] (a)提供以下原料：
[0010] 20-40重量份的线性低密度聚乙烯；
[0011] 10-30重量份的低密度聚乙烯；
[0012] 20-40重量份的中密度聚乙烯；
[0013] 10-30重量份的高密度聚乙烯；以及
[0014] 3-6重量份的加工助剂；
[0015] (b)对步骤（a)中得到的各原料进行称重计量，以保证所得的FFS三层共挤重包装 膜的内层、中层和外层的组成比例为：内层/中层/外层=1/1/1~1/3/1 ;
[0016] (C)将步骤（b)中得到的经称重计量后的各原料加入内层、中层和外层所对应的 三组挤出机中，经加热、剪切和塑化以形成三组熔体，其中，控制外层挤出机出口处的熔体 压力在385~395MPa之间，中层挤出机出口处的熔体压力在500~540MPa之间，内层挤出 机出口处的熔体压力在370~390MPa之间，以保证内层、中层和外层所对应的三组熔体的 质量流量符合理论设定的膜层厚度比例；
[0017] (d)将步骤（C)中得到的三组熔体形成为融熔状膜泡；
[0018] (e)对步骤（d)中得到的融熔状膜泡的厚度进行调节，以符合FFS三层共挤重包装 膜的最终外观尺寸要求；
[0019] (f)对步骤（e)中得到的经厚度调节的融熔状膜泡进行冷却，并形成平整膜片；
[0020] (g)对步骤（f)中得到的平整膜片进行处理，以保证膜表面的印刷质量；
[0021] (h)对步骤（g)中得到的经处理的平整膜片进行收卷，在达到一定卷重后，落卷得 半成品膜卷；以及
[0022] (i)将步骤（h)中得到的半成品膜卷进行进一步处理以得到最终产品。
[0023] 在一个优选的实施方式中，在步骤（a)中，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动指 数为0. 5~1. 5,密度为0. 90~0. 93 ;所述低密度聚乙烯的熔体流动指数为0. 1~0. 5,密 度为0. 90~0. 93 ;所述中密度聚乙烯的熔体流动指数为0. 1~0. 5,密度为0. 92~0. 94 ; 所述高密度聚乙烯的熔体流动指数为〇. 1~〇. 5,密度为0. 94~0. 96 ;并且所述加工助剂 的熔体流动指数为2. 0~3. 5,密度为0. 90~0. 95。
[0024] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（b)中，采用失重法进行称重计量。
[0025] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（c)中，将步骤（b)中得到的经称重计量后的 各原料加入内层、中层和外层所对应的三组螺杆挤出机中。
[0026] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（d)中，将步骤（C)中得到的三组熔体通过一 个三通道组合模头，使得三组熔体汇总到一个共用口模，并从这个口模挤出，形成融熔状膜 泡，其中，对所述三组熔体分别对应的FFS三层共挤重包装膜的内层、中层和外层的各层膜 挤出口模时的初始厚度进行初始调节。
[0027] 在另一个优选的实施方式中，所述初始调节包括：通过对三组挤出机各自的挤出 量、融熔状膜泡的纵向牵引速度、以及熔体的混合密度和熔体压力进行计算机自动联机控 制来进行调节。
[0028] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（e)中，三组熔体汇总到一个共用口模后，经 纵向拉伸、横向鼓泡，融熔状膜泡大小通过2-3个超声波检测仪进行测量定位，通过融熔状 膜泡外冷却风环的冷却风量来微调融熔状膜泡的大小，以符合FFS三层共挤重包装膜最终 外观尺寸要求。
[0029] 在另一个优选的实施方式中，所述微调包括：通过把冷却结晶后的融熔状膜泡 360度圆周分成32至45个等分检测点，进行在线实时旋转测量各点的膜厚度，来监控FFS 三层共挤重包装膜制备过程中膜泡厚度的实时状况，其中，当检测到某点的膜泡厚度大于 规定的厚度指标上限，则相应减少这一点的外冷却风环的风门大小，即减少这一点的冷却 风风量，使这一点附近局部区域膜泡的熔体温度升高，经膜泡的纵向拉伸和横向鼓泡作用， 使该点处的膜泡厚度变薄，回到膜泡厚度指标范围之内。
[0030] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（f)中，在膜泡的各种外观指标和膜厚指标 达到正常之后，对其进一步冷却，并经人字架膜泡规整，再经多个导辊整形，形成双层的平 整膜片。
[0031] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（g)中，对步骤（f)中得到的平整膜片进行高 压电晕处理；在步骤（i)中，所述进一步处理包括插板、任选的压花、以及印刷。
【附图说明】
[0032] 根据结合附图进行的如下详细说明，本发明的目的和特征将变得更加明显，附图 中：
[0033] 图1是根据本发明一个实施方式的FFS三层共挤重包装膜生产过程示意图。在图 1中，以下附图标记表示以下部件：
[0034] 1-1 :外层挤出机
[0035] 1-2:中层挤出机
[0036] 1-3:内层挤出机
[0037] 2:吹塑模头
[0038] 3 :冷却风环
[0039] 4 :膜泡稳定架