一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜及其制备方法
阅读说明：本技术 一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜及其制备方法 (Straight-line easy-to-tear aluminized nylon film and preparation method thereof ) 是由 林新土 郑伟 陈曦 刘运锦 贾露 李智尧 廖贵何 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜及其制备方法,其中该直线易撕裂镀铝尼龙薄膜,其膜层结构包括基膜和铝蒸镀层；基膜为三层共挤双向拉伸尼龙薄膜,由上至下依次为A、B、C层；A层和C层均由67％～79.5％尼龙6、20％～30％特种尼龙组合物、0.5％～3％防粘尼龙母料组成；B层由60％～70％尼龙6和30％～40％特种尼龙组合物组成；特种尼龙组合物含有MXD6-PA66共聚物、长碳链尼龙、尼龙共聚物和相容剂。该薄膜具有优异的氧气阻隔性能、直线易撕裂等优点,即使与PP、PE等薄膜进行复合后的袋子,也具有直线撕裂性能,同时可保香,延长食品等保质期的作用,特别适用于休闲食品、药品等制品的包装。(The invention provides a straight-line easy-tearing aluminized nylon film and a preparation method thereof, wherein the straight-line easy-tearing aluminized nylon film comprises a film layer structure and an aluminum evaporation layer; the base film is a three-layer co-extrusion biaxially oriented nylon film which is A, B, C layers from top to bottom in sequence; the layer A and the layer C are both composed of 67-79.5% of nylon 6, 20-30% of special nylon composition and 0.5-3% of anti-sticking nylon master batch; the layer B consists of 60 to 70 percent of nylon 6 and 30 to 40 percent of special nylon composition; the special nylon composition contains MXD6-PA66 copolymer, long carbon chain nylon, nylon copolymer and compatilizer. The film has the advantages of excellent oxygen barrier property, easy linear tearing and the like, has linear tearing property even if being combined with films such as PP, PE and the like, can keep fragrance and prolong the quality guarantee period of foods and the like, and is particularly suitable for packaging products such as leisure foods, medicines and the like.)
技术领域
本发明涉及薄膜材料技术领域，特别涉及一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展，人们越来越追求生活的便利，在包装领域更是如此。现有的用于食品、药品等包装的产品通常采用PE、PP等材料作为热封层，外层则采用PA、PET等材料，这种结构的袋子具有密封强度高，阻隔性优良的特点，但是同样存在撕裂阻力大，且在使用时不能沿着划痕笔直的撕开的问题，给人们在生活中造成一定的困扰。特别对于老人和小孩,由于身体力量的因素，更希望产品易撕裂。因此，对兼有阻氧性、直线易撕裂性的薄膜的需求将不断增加，而相关的研究也在不断进行。
专利CN105778488A，公开日2016.07.20，公开了一种直线易撕裂聚酰胺薄膜，包括39-81份PA6、8-30份MXD6、5-10份柔软剂、3-20份PA6/MXD6二次料及1-3份MXD6-g-MAH。
专利CN109890609A，公开日2019.06.14，公开了一种易撕裂性铝蒸镀双轴拉伸薄膜，其至少由铝蒸镀层(A)/阻隔层(B)/粘接剂层(C)/聚丙烯层(D)依次层叠而成，其中，阻隔层(B)含有聚酰胺(a)与无定形聚酰胺(b)的混合体，聚酰胺(a)是包含二胺单元以及二羧酸单元的聚酰胺，所述二胺单元含有70摩尔％以上的源自苯二甲胺的结构单元、所述二羧酸单元含有70摩尔％以上的源自碳原子数4～20的α,ω-直链脂肪族二羧酸的结构单元，阻隔层(B)中，聚酰胺(a)的含量为30～70质量％，无定形聚酰胺(b)的含量为30～70质量％。
虽然，目前已有直线易撕薄膜的相关产品公开，但种类仍相对较少，难以满足市场的需求。因而，新型的直线易撕薄膜产品的开发仍是本行业的诉求。
发明内容
为解决背景技术中提到的目前直线易撕薄膜的相关产品的种类仍较少，难以满足市场的需求，本发明提供一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜，其膜层结构包括基膜和铝蒸镀层；
其中，所述基膜为三层共挤双向拉伸尼龙薄膜，由上至下依次为A、B、C层；以质量百分数计，所述A层和C层均由67％～79.5％尼龙6、20％～30％特种尼龙组合物、0.5％～3％防粘尼龙母料组成；所述B层由60％～70％尼龙6和30％～40％特种尼龙组合物组成；
所述特种尼龙组合物含有MXD6-PA66共聚物、长碳链尼龙、尼龙共聚物和相容剂。
现有技术中，在薄膜材料中加入特种尼龙MXD6，用于改变尼龙内部分子形态，使尼龙膜具有直线易撕性。但在实际生产中发现，尼龙薄膜材料中添加特种尼龙MXD6，虽然具有直线易撕裂性，但MXD6刚性大，容易破膜，降低薄膜的抗穿刺性和柔韧性，后续加工容易出现针孔等问题，且弓形效应明显，导致直线易撕尼龙薄膜的良率低。本申请通过加入含有MXD6-PA66共聚物、长碳链尼龙、尼龙共聚物和相容剂的特种尼龙组合物替换特种尼龙MXD6，可以提高良率。
进一步地，所述的MXD6-PA66共聚物中PA66组分占比为1％～10％。
进一步地，所述长碳链尼龙为由碳原子数为5-20的α,ω-直链脂肪族二羧酸和碳原子数为5-20的α,ω-直链脂肪族二胺缩聚而成的奇偶长碳链尼龙，或者由碳原子数为5-20的α,ω-直链脂肪族二羧酸和碳原子数为5-20的α,ω-直链脂肪族二胺缩聚而成的偶偶长碳链尼龙；所述长碳链尼龙的熔点为175～240℃。
进一步地，所述的尼龙共聚物为PA66/PA6共聚物、MXD6/PA6共聚物和MXD6/PA1010共聚物中的至少一种。
进一步地，所述相容剂为MXD6-g-MAH和MXD6-g-GMA中的至少一种。
进一步地，所述MXD6-PA66共聚物、长碳链尼龙、尼龙共聚物和相容剂的含量比为6～8：3～4：2～3：1～2。
进一步地，所述A和C层至少一面进行电晕处理，其电晕值＞50dyn。
进一步地，所述基膜厚度为10～25μm，所述A层和C层厚度均为1～4μm；
所述A和C层至少一面进行电晕处理，其电晕值＞50dyn；
所述铝蒸镀层厚度为30～400nm。
本发明还提供一种上述直线易撕裂镀铝尼龙薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、基膜制备：
①将A、B、C层中各组分按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；
②将①混合均匀的原料通过三台挤出机熔融、共挤出，使熔体通过T型口模流延至表面温度为15～35℃的激冷辊骤冷铸片；
③将②中的铸片在40～75℃水槽中实施1～2分钟左右的调湿处理，调湿后的铸片表面用气刀将表面残留水分吹干，并进行同步或者分布拉伸，拉伸温度为130～205℃，拉伸倍率2.5×2.5～3.5×3.5；
④将③中的得到的薄膜经过热定型处理，定型的温度为180～215℃，并对A层和C层中的至少一层进行电晕处理，然后收卷、分切得到所述的基膜，其中基膜厚度为10～25μm，A层和C层厚度均为1～4μm；
步骤二、在真空镀铝机中，将步骤一中的基膜放卷，在电晕面上进行等离子体处理，同时在真空镀铝设备中将高纯度的铝丝加热使其成气态铝，使铝原子附着到薄膜的表面上形成镀铝层。
进一步地，所述的铝丝纯度为99.99％，铝丝是通过高频感应加热蒸发，温度为1500℃，真空度为4×10-4mbar，镀铝层的均匀度控制在5％以内。
本发明提供的直线易撕裂镀铝尼龙薄膜具有优异的氧气阻隔性能，直线易撕裂等优点，即使与PP、PE等薄膜进行复合后的袋子，也能具备良好的直线撕裂性能，同时可保香，延长食品等保质期的作用，特别适用于休闲食品、药品等制品的包装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的直线易撕裂镀铝尼龙薄膜的结构示意图；
图2为薄膜直线撕裂性能评估示意图。
附图标记：
10 基膜 20 铝蒸镀层
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的直线易撕裂镀铝尼龙薄膜的制备方法，包括：
步骤一、基膜制备：
①将A、B、C层中各组分按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；
②将①混合均匀的原料通过三台挤出机熔融、共挤出，使熔体通过T型口模流延至表面温度为15～35℃的激冷辊骤冷铸片；
③将②中的铸片在40～75℃水槽中实施1～2分钟左右的调湿处理，调湿后的铸片表面用气刀将表面残留水分吹干，并进行同步或者分布拉伸，拉伸温度为130～205℃，拉伸倍率2.5×2.5～3.5×3.5；
④将③中的得到的薄膜经过热定型处理，定型的温度为180～215℃，并对A层和C层中的至少一层进行电晕处理，然后收卷、分切得到所述的基膜；
步骤二、在真空镀铝机中，将步骤一中的基膜放卷，在电晕面上进行等离子体处理，同时在真空镀铝设备中将高纯度的铝丝加热使其蒸发成气态铝，使铝原子附着到薄膜的表面上形成镀铝层；铝丝纯度为99.99％，铝丝是通过高频感应加热蒸发的，温度为1500℃，真空度为4×10-4mbar,镀铝层的均匀度控制在5％以内。
实施例1
如图1所示，一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜，基膜厚度为15μm，A和C层厚度为2μm，铝蒸镀层厚度为40nm。
以质量百分数计，A层和C层均由69.5％尼龙6、30％特种尼龙组合物和0.5％防粘尼龙母料组成；B层由70％尼龙6和30％特种尼龙组合物组成；
特种尼龙组合物由MXD6-PA66共聚物、PA512、PA66/PA6共聚物和MXD6-g-MAH组成，含量比为6：4：3：1。
实施例2
如图1所示，一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜，基膜厚度为15μm，A和C层厚度为3μm，铝蒸镀层厚度为100nm。
以质量百分数计，A层和C层由79％尼龙6、20％特种尼龙组合物和1％防粘尼龙母料组成；B层由65％尼龙6和35％特种尼龙组合物组成；
特种尼龙组合物由MXD6-PA66共聚物、PA612、MXD6/PA6共聚物和MXD6-g-MAH组成，含量比为7：3：3：1。
实施例3
如图1所示，一种直线易撕裂镀铝尼龙薄膜，基膜厚度为15μm，A和C层厚度为4μm，铝蒸镀层厚度为400nm。
以质量百分数计，A层和C层由77％尼龙6、20％特种尼龙组合物和3％防粘尼龙母料组成；B层由60％尼龙6和40％特种尼龙组合物组成；
特种尼龙组合物由MXD6-PA66共聚物、PA1616、MXD6/PA1010共聚物和MXD6-g-GMA组成，含量比为8：3：2：2。
对比例1
一种镀铝尼龙薄膜，所述薄膜结构由基膜和铝蒸镀层依次层叠而成。其中基膜采用普通的BOPA薄膜基膜厚度为15μm，铝蒸镀层厚度为40nm。
其制备方法为：在真空镀铝机中，将BOPA薄膜放卷，在电晕面上进行等离子体处理，同时在真空镀铝设备中将高纯度的铝丝加热使其蒸发成气态铝，使铝原子附着到薄膜的表面上形成镀铝层；铝丝纯度为99.99％，铝丝是通过高频感应加热蒸发的，温度为1500℃，真空度为4×10-4mbar,镀铝层的均匀度控制在5％以内。
对比例2
一种镀铝尼龙薄膜，所述薄膜结构由基膜和铝蒸镀层依次层叠而成。基膜厚度为15μm，A和C层厚度为2.5μm，铝蒸镀层厚度为30nm。
以质量百分数计，A层和C层由72％尼龙6、25％MXD6和3％防粘尼龙母料组成；B层由70％尼龙6和30％MXD6组合物组成。
其制备方法与实施例的制备方法相同。
对比例3
一种镀铝尼龙薄膜，所述薄膜结构由基膜和铝蒸镀层依次层叠而成。基膜厚度为15μm，A和C层厚度为2.5μm，铝蒸镀层厚度为30nm。
以质量百分数计，A层和C层由72％尼龙6、25％MXD6和3％防粘尼龙母料组成；B层由70％尼龙6和30％MXD6-PA66共聚物组成。
其制备方法与实施例的制备方法相同。
本发明对上述各实施例和比较例的相关性能进行了测试，具体结果数据如表1所示。
直线撕裂性能评价：截取长度(MD方向)和宽度(TD方向)为220mm×40mm的薄膜，并在薄膜的中间切20mm的撕裂口，沿着裂缝方向匀速地撕裂薄膜200mm，并测量撕裂过程中撕裂口偏离撕裂开口所在中心线的最大距离，即偏离位移Sβ，如图2所示。取25块薄膜进行这种测定，若撕裂位移S0为200mm时的平均偏离位移Sβ≤6mm，则薄膜的直线撕裂性好(记为▲)，反之，则薄膜的直撕裂性能差(记为╳)。
良率评价：若可用于制备直线撕裂性能尼龙复合膜(PA/PE)的尼龙薄膜的成品率小于90％，则良率低(记为□)；若可用于制备直线撕裂性能尼龙复合膜(PA/PE)的尼龙薄膜的成品率大于90％,则良率高(记为Δ)。
表1
项目
实施例1
实施例2
实施例3
对比例1
对比例2
对比例3
直线撕裂性
▲
▲
▲
╳
▲
▲
良率
Δ
Δ
Δ
-
□
□
注：对比例1不具有直线撕裂性，其良率评级记为-。
根据表1可知，本发明实施例1-3制备的薄膜均具有MD方向直线撕裂性，且良率评价高；对比例2和对比例3的薄膜虽然也具有MD方向直线撕裂性，但其良率评价低。由此可知，本发明通过加入含有MXD6-PA66共聚物、长碳链尼龙、尼龙共聚物和相容剂的特种尼龙组合物可以提高成品率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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