本发明涉及包装领域，具体涉及一种全pe承重自立袋及其pe承重基膜。
背景技术：
良好的包装能树立产品的优质形象，提高产品的竞争力，从而促进产品销售。产品包装分类有很多种，自立袋被认为是现代包装的经典之一。它可以适应自动化生产和高速的包装操作，通过平面印刷可以实现完美的印刷质量，质量轻，可以减少销售和储存成本，废弃袋处理容易，在提升产品档次、强化货架视觉效果、携带轻便、使用便利、防水防潮防氧化和可密封性等诸多方面都占有一定优势。自立袋包装的产品对于消费者来说非常方便。另外加上拉链/贴骨的自立袋可以重复使用，吸嘴自立袋使食物更方便倒出。
自立袋一般由承重基层和热封层组成，根据包装的不同产品需要，可增加隔氧保护层等功能层，以降低透氧率、延长产品的货架寿命期；其中，基层主要起美观、印刷、阻湿、承重等作用，功能层主要起阻隔、避光等作用，热封层与包装物品直接接触，起适应性、耐渗透性、良好的热封性以及透明性、开口性等功能。现有的自立袋一般是由不同复合材料复合而成。常见的自立袋所用复合薄膜结构有聚酯(pet)/聚乙烯(pe)、pet/al(铝箔)/pe、pet/al/ny(尼龙)/pe等等。cn104924712b的中国专利公开的自立袋薄膜与之类似，依次包括pet层、pet镀铝层以及pe薄膜；其中pe薄膜包括依次叠合的复合层、中间层和热封层，即自立袋仅内层采用pe膜。类似这种承重自立袋含有pet、pe多种门类的热塑性塑料，各膜层不能完全分离，或分离成本很高，因此这些自立袋难以分离回收。而且这些袋体材料直接用于塑料改性的成本也很高，即使降档使用，重新加热熔塑成粗低档的塑料制品，再利用能力也很有限，无法像普通的pet和pe等塑料罐、塑料膜一样单独收集、简单快速回收。
在现有技术中，自立袋中的pe薄膜是作为贴近被包装物一侧的内层膜材料，其强度低，主要起到热封的作用，难以独立承重。虽然pe是非常符合食品卫生包装的标准的一种材料，但以与纯pet相比为例，pet拉伸强度一般都在200mpa以上，而pe拉伸强度小一个数量级。虽然增加厚度可以一定程度上提高pe薄膜的强度，但是从包装角度看，太厚的袋体丢弃后多年仍难以腐烂消散，对环境非常有害；且单纯增加pe袋体厚度以提高强度难以实现良好热封的自立袋，容易出现pe熔出，形成薄膜缺陷，反而导致袋体密封效果变差，影响食品保质，与包装袋设计的初衷背道而驰。
技术实现要素：
基于现有技术中难以见到全pe承重自立包装袋以及具有良好承重能力的pe外包膜，本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种机械性能和热封性能良好的全pe承重自立袋用pe承重基膜。
本发明的另一目的在于提供一种机械性能和热封性能良好的全pe承重自立袋。
为实现本发明的第一目的，本发明的技术方案是，一种全pe承重自立袋用pe承重基膜，所述pe承重基膜为三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的第一表面层、中间层和第二表面层，第一表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe43-59％、hdpe40-50％、交联uhmwpe0.5-5％、流动促进剂0.3-1.5％、成核剂0.2-0.5％，中间层由如下重量百分数的原料组成：lldpe48-64％、hdpe35-45％、交联hdpe0.5-5％、流动促进剂0.3-1.5％、成核剂0.2-0.5％，第二表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe20-40％、hdpe29.8-39.5％、ldpe30-40％、成核剂0.2-0.5％。
这里选择lldpe作为pe承重基膜的主材，在第一表面层中添加交联uhmwpe以及在中间层中添加交联hdpe，在pe承重基膜的配方中增加高分子量的支化结构，配合hdpe含量由第二表面层向第一表面层逐级增加，形成由第二表面层向第一表面层耐热性能逐级递增的耐热保护以及强度递增的力学保护；这种递增的耐热保护使得pe承重基膜与pe热封膜复合以及热封时pe承重基膜不会发生pe熔出，避免了膜层缺陷；这种逐级递增的力学保护有利于预防pe承重基膜制成袋体后内容物泄露，提高袋体的使用耐久性；此外，这里添加的交联uhmwpe和交联hdpe还起到提高熔体强度的作用，克服lldpe加工时膜泡稳定性差的缺点，使得第一表面层和中间层中在不搭配耐热性不佳、强度相对低的ldpe情况下仍可以稳定地吹塑成膜泡。
为提高加工性能，优选地，所述流动促进剂为聚乙烯蜡。选择的聚乙烯蜡与膜层各组分有很好的相容性，特别是可促进交联uhmwpe、交联hdpe的流动性，起到优良的内润滑作用。聚乙烯蜡作为分子pe材料，选择聚乙烯蜡作为流动促进剂也选择有利于自立袋的回收。
加入成核剂，可以加快结晶速度，形成细小致密的球晶颗粒，使分子链在较高温度下具有很快的结晶速度，形成规整的小球晶，进而提高制品透明性、表面光泽及机械性能。优选地，所述成核剂为聚乙烯基高分子成核剂。选择的聚乙烯基高分子成核剂与膜层各组分相容性好，可以以微小颗粒均匀分散于pe熔体中，不会迁移分解，也不会降低透明度，同时也有利于自立袋的回收。聚乙烯基高分子成核剂可以选择聚乙烯基环己烷等。
常规的uhmwpe分子链较长、支化度低，每1000个碳原子的主链上只有0.3个侧基，故而结晶高，密度、刚性和硬度等性非常突出。优选地，所述交联uhmwpe的支化度为每1000个碳原子含有15-35个支链。提高支化度后的uhmwpe仍具有热塑性，配合助剂，可以获得适合的熔体流动速率以便于吹塑加工，从而实现对膜层强度和耐热性的改善。进一步优选地，所述交联uhmwpe的制备方法为：将uhmwpe与过氧化物交联剂熔融共混；所述过氧化物交联剂为过氧化物二甲酰；所述过氧化物交联剂的用量为uhmwpe重量的0.01-0.1％。uhmwpe易受剪切力作用、热作用发生断裂、降解。用过氧化物交联剂在熔融状态交联处理，交联和降解同时发生，使得增加支化结构同时，分子量不显著增加，对uhmwpe的热塑性影响很小。
hdpe分子量高，支化低，每1000个碳原子的主链上只有5-7个乙基侧链，结晶高，密度、刚性和硬度优异。优选地，所述交联hdpe的支化度为每1000个碳原子含有15-35个支链。通过提高支化度后，有利于获得稳定的吹塑膜泡，进而实现对膜层强度和耐热性的改善。进一步优选地，所述交联hdpe的制备方法为：将hdpe粉末用电子或γ射线辐照，电子射线或γ射线的辐照剂量为2-10kgy。经过辐照，hdpe分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断，产生一定数量的游离基，这些游离基彼此结合形成交联链，形成支化大分子结构，薄膜的硬度等物理性能得到一定程度的改善。且受辐射后可发生hdpe交联、断链同时发生，使得增加支化结构同时，hdpe仍可保持较好热塑性。
为实现本发明的第二目的，本发明的技术方案是，一种全pe承重自立袋，所述全pe承重自立袋由pe复合薄膜制成，所述pe复合薄膜包括pe热封膜和上述的pe承重基膜，所述pe承重基膜的第二表面层印刷后与所述pe热封膜通过pe淋膜粘合在一起。通过采用特殊的pe承重基膜作为自立袋的承重主体，赋予自立袋优良的机械性能，pe承重基膜改善的耐热性使得袋体热封时不易产生膜层缺陷，实现良好热封。
为适应加工，优选地，所述pe热封膜为三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的复合层、骨架层和热封层，所述pe承重基膜的第二表面层印刷后与所述复合层通过pe淋膜粘合在一起。这样形成pe热封膜和pe承重基膜层数对等的状态，有利于减少pe热封膜和pe承重基膜复合时发生翘曲。
进一步优选地，所述复合层由如下重量百分数的原料组成：lldpe60-70％、ldpe30-40％，所述骨架层由如下重量百分数的原料组成：lldpe20-40％、hdpe29.8-39.5％、ldpe30-40％、成核剂0.2-0.5％，所述热封层由如下重量百分数的原料组成：lldpe48.5-58.5％、ldpe40-50％、开口剂1－1.2％、爽滑剂0.3-0.5％。通过配方设计下调了pe热封膜的热封温度，配合耐热改善的pe承重基膜，从而实现高热封强度，且自立袋表面保持光滑平整。配方设计中，pe热封膜依靠复合层与pe承重基膜复合、依靠热封层实现热封；骨架层起到支撑热封膜的作用，且pe热封膜的骨架层和pe承重基膜的第二表面层组分相似，形成印刷层两侧的对称结构，有利于避免印刷图案发生变形。第一表面层中含有的uhmwpe还具有降低袋体表面磨擦系数，使得袋体表面光滑平整，
本发明的优点和有益效果在于：本发明设计了一种全pe承重自立袋以及其中主要起承重用的pe承重基膜，得到的pe承重基膜可以形成耐热剃度保护以及力学剃度保护，具有改善的耐热性和机械强度，搭配热封膜特别是热封温度下降的热封膜，pe承重基膜在热封过程中不会发生pe熔体熔出，使得全pe承重自立袋热封后仍需保持其原有的良好性状，且pe承重基膜吹塑时各膜泡稳定性好，具有良好的薄膜加工性，成品率高；制得的全pe承重自立袋强度高，热封良好，使用寿命长，且这种自立袋绿色环保，使用后可作为pe料回收再利用，回收再利用成本低。经过检测，全pe承重自立袋可以承重2公斤以上。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例公开了一种全pe承重自立袋用pe承重基膜，pe承重基膜是三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的第一表面层、中间层和第二表面层。
其中，第一表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe43-59％、hdpe40-50％、交联uhmwpe0.5-5％、流动促进剂0.3-1.5％、成核剂0.2-0.5％。中间层由如下重量百分数的原料组成：lldpe48-64％、hdpe35-45％、交联hdpe0.5-5％、流动促进剂0.3-1.5％、成核剂0.2-0.5％。第二表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe20-40％、hdpe29.8-39.5％、ldpe30-40％、成核剂0.2-0.5％。
lldpe具有“剪切时刚性”和“延伸时柔软”特点，非常适合加工成薄膜。但pe承重基膜不参与热封，起承重作用，其主材lldpe良好的热封性在pe承重基膜中却成为需要克服的缺点，另外lldpe的耐热性和强度也需提高。为此，pe承重基膜的三个膜层中添加分子链更长、结晶度更高的hdpe以增加膜层的机械性能；第一表面层添加的交联uhmwpe、在中间层添加的交联hdpe进一步提高膜层强度、耐热性。这里选择每1000个碳原子含有15-35个支链支化度的交联uhmwpe和交联hdpe。这种支化度范围的交联uhmwpe和交联hdpe还具有良好的热塑性，且具有稳定膜泡、克服lldpe膜泡稳定性差缺点的作用。第二表面层中的ldpe也起到克服lldpe膜泡稳定性差的作用。
这里，通过将uhmwpe与uhmwpe重量0.01-0.1％的过氧化物交联剂熔融共混制备交联uhmwpe；过氧化物交联剂优选采用过氧化物二甲酰，制得交联uhmwpe；通过将hdpe粉末用辐照剂量2-10kgy的电子或γ射线辐照制备交联hdpe，制备交联hdpe。
流动促进剂可以有多种选择，起到润滑、促进交联uhmwpe和交联hdpe加工流动的作用。但优选同为pe系材料的聚乙烯蜡。pe承重基膜的三个膜层均加入成核剂，可以有多种选择，其优选聚乙烯基高分子成核剂，如聚乙烯基环己烷。
通过以上技术，使得pe承重基膜形成由第二表面层向第一表面层耐热性能逐级递增的耐热保护以及强度递增的力学保护，预防后期自立袋包装内容物泄漏，在pe承重基膜与pe热封膜复合时以及自立袋热封时都可有效避免pe熔出，避免如表面凹凸不平、膜层性能不均等膜层缺陷。且在仅第二表面层添加耐热性较差的ldpe情况下，各膜层都薄膜加工性能良好，膜泡稳定，薄膜性能均匀。
本发明还提供一种全pe承重自立袋。这种全pe承重自立袋由pe复合薄膜制成，pe复合薄膜包括pe热封膜和上述的pe承重基膜。
pe热封膜为三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的复合层、骨架层和热封层，pe承重基膜的第二表面层印刷后通过一层10-30微米厚的pe淋膜粘合在一起。其中，复合层由如下重量百分数的原料组成：lldpe60-70％、ldpe30-40％，骨架层由如下重量百分数的原料组成：lldpe20-40％、hdpe29.8-39.5％、ldpe30-40％、成核剂0.2-0.5％，热封层由如下重量百分数的原料组成：lldpe48.5-58.5％、ldpe40-50％、开口剂1－1.2％、爽滑剂0.3-0.5％。开口剂选用常规开口剂，如ab-20ld，爽滑剂选用常规爽滑剂，如10090－k。
无特殊说明的话，以下实施例中，lldpe选择赛科ll0209aa；ldpe选择燕山ld66，pe淋膜采用山石化的涂覆级的1c7a，交联用hdpe粉末选择dgda6098粉，除此之外的hdpe采用赛科hd5401aa；交联用uhmwpe选择u-pe350；促进流动剂采用聚乙烯蜡；成核剂采用聚乙烯基环己烷；开口剂采用开口剂ab-20ld；爽滑剂采用爽滑剂10090－k。
实施例1
制备pe承重基膜。用三层膜共挤吹塑设备，向三个料筒分别加入以下树脂配方制备三层共挤吹塑膜，包括依次叠合的第一表面层、中间层和第二表面层。三个料筒的树脂经过挤出机熔融并形成管坯，吹胀成膜泡，经冷却定形得到pe承重基膜。各层配方如下：
第一表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe43％、hdpe50％、交联uhmwpe5％、流动促进剂1.5％、成核剂0.5％。其中，交联uhmwpe制备时，过氧化物二甲酰占uhmwpe重量0.1％。
中间层由如下重量百分数的原料组成：lldpe48％、hdpe45％、交联hdpe5％、流动促进剂1.5％、成核剂0.5％。其中，交联hdpe制备时辐照剂量10kgy。
第二表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe40％、hdpe29.8％、ldpe30％、成核剂0.2％。
制备pe热封膜。用三层膜共挤吹塑设备，向三个料筒分别加入以下树脂配方制备三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的复合层、骨架层和热封层。经挤出机熔融并形成管坯，吹胀成膜泡，经冷却定形得到pe热封膜。各层配方如下：
复合层由如下重量百分数的原料组成：lldpe70％、ldpe30％。
骨架层由如下重量百分数的原料组成：lldpe20％、hdpe39.5％、ldpe40％、成核剂0.5％。
热封层由如下重量百分数的原料组成：lldpe58.5％、ldpe40％、开口剂1％、爽滑剂0.5％
获得pe承重基膜和pe热封膜后，将包装图样印刷于pe承重基膜第二表面层，pe承重基膜第二表面层印刷后，在印刷一侧表面淋上一层10微米的pe淋膜，然后通过pe淋膜将pe承重基膜与pe热封膜的复合层粘合在一起制成pe复合薄膜，用该pe复合薄膜制造全pe承重自立袋。
实施例2
制备pe承重基膜。用三层膜共挤吹塑设备，向三个料筒分别加入以下树脂配方制备三层共挤吹塑膜，包括依次叠合的第一表面层、中间层和第二表面层。三个料筒的树脂经过挤出机融融并形成管坯，吹胀成膜泡，经冷却定形得到pe承重基膜。各层配方如下：
第一表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe52％、hdpe45％、交联uhmwpe2％、流动促进剂0.7％、成核剂0.3％。其中，交联uhmwpe制备时，过氧化物二甲酰占uhmwpe重量0.05％。
中间层由如下重量百分数的原料组成：lldpe56％、hdpe40％、交联hdpe3％、流动促进剂0.7％、成核剂0.3％。其中，交联hdpe制备时辐照剂量5kgy。
第二表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe30％、hdpe34.7％、ldpe35％、成核剂0.3％。
制备pe热封膜。用三层膜共挤吹塑设备，向三个料筒分别加入以下树脂配方制备三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的复合层、骨架层和热封层。经挤出机熔融并形成管坯，吹胀成膜泡，经冷却定形得到pe热封膜。各层配方如下：
复合层由如下重量百分数的原料组成：lldpe65％、ldpe35％。
骨架层由如下重量百分数的原料组成：lldpe30％、hdpe34.7％、ldpe35％、成核剂0.3％。
热封层由如下重量百分数的原料组成：lldpe53.5％、ldpe45％、开口剂1.1％、爽滑剂0.4％。
获得pe承重基膜和pe热封膜后，将包装图样印刷于pe承重基膜第二表面层，pe承重基膜第二表面层印刷后，在印刷一侧表面淋上一层20微米的pe淋膜，然后通过pe淋膜将pe承重基膜与pe热封膜的复合层粘合在一起制成pe复合薄膜，用该pe复合薄膜制造全pe承重自立袋。
实施例3
制备pe承重基膜。用三层膜共挤吹塑设备，向三个料筒分别加入以下树脂配方制备三层共挤吹塑膜，包括依次叠合的第一表面层、中间层和第二表面层。三个料筒的树脂经过挤出机融融并形成管坯，吹胀成膜泡，经冷却定形得到pe承重基膜。各层配方如下：
第一表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe59％、hdpe40％、交联uhmwpe0.5％、流动促进剂0.3％、成核剂0.2％。其中，交联uhmwpe制备时，过氧化物二甲酰占uhmwpe重量0.01％。
中间层由如下重量百分数的原料组成：lldpe64％、hdpe35％、交联hdpe0.5％、流动促进剂0.3％、成核剂0.2％。其中，交联hdpe制备时辐照剂量2kgy。
第二表面层由如下重量百分数的原料组成：lldpe40％、hdpe29.8％、ldpe30％、成核剂0.2％。
制备pe热封膜。用三层膜共挤吹塑设备，向三个料筒分别加入以下树脂配方制备三层共挤吹塑薄膜，包括依次叠合的复合层、骨架层和热封层。经挤出机熔融并形成管坯，吹胀成膜泡，经冷却定形得到pe热封膜。各层配方如下：
复合层由如下重量百分数的原料组成：lldpe60％、ldpe40％。
骨架层由如下重量百分数的原料组成：lldpe40％、hdpe29.8％、ldpe30％、成核剂0.2％。
热封层由如下重量百分数的原料组成：lldpe48.5％、ldpe50％、开口剂1－1.2％、爽滑剂0.3％。
获得pe承重基膜和pe热封膜后，将包装图样印刷于pe承重基膜第二表面层，pe承重基膜第二表面层印刷后，在印刷一侧表面淋上一层30微米的pe淋膜，然后通过pe淋膜将pe承重基膜与pe热封膜的复合层粘合在一起制成pe复合薄膜，用该pe复合薄膜制造全pe承重自立袋。
对比例1
按照实施例3制备2个pe热封膜，将一个pe热封膜的热封层和另一个pe热封膜的复合层通过10微米的pe淋膜粘合在一起，用该材料制造自立袋。
观察实施例1-3中pe承重基膜各层的吹塑膜泡稳定性，并将制得的pe承重基膜进行力学性能测试，结果见表1；将实施例1-3制得的pe热封膜进行力学性能测试作为对比，结果也列于表1。
对于实施例1-3及对比例1，制得自立袋后，观察自立袋的热封部位。并在袋内填充500g水，封好口，按gb/t1005-1998耐压试验方法检测。测试结果见表2。
表1
表2
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。