食品包装激光防伪低温收缩膜关键技术及制备工艺

1、项目背景： 根据全球发展功能环保包装材料的需要，为解决包装产品用后难回收、消费品假冒手段层出不穷，制约行业健康发展的问题，开展低温收缩防伪材料关键技术及产业化攻关，将低温热收缩与防伪技术组合创新，开发环保包装材料防伪功能，攻克绿色包装材料产业化关键技术，实现了绿色包装材料产品研发、激光防伪等协同创新和系列突破，形成行业标准。 2、研发内容及创新点： 该项目属于高分子新材料领域。研发了基于玻璃态体系松弛理论的环保热收缩聚酯膜材料，具有优良的物理机械性能，首次在热收缩聚酯材料上引入镭射光栅复制转移技术，在环保包装材料防伪方面取得了技术进步。项目主要在材料成型控制领域实现了重大技术突破，具有以下创新点： 2.1基于结晶型聚合物结晶成型理论，研发新型改性配方和工艺，制备性能优异的聚酯材料。 基于结晶型聚合物结晶成型理论，通过创新改性工艺，利用二元醇分子结构中两个对称的伯羟基独特的反应性能，采用新型改性剂NPG(新戊二醇)，作为第三单体参加共聚，改变普通聚酯分子结构和结晶状态，使聚酯的Tg(玻璃化转变温度)、Tm(熔融温度)、结晶速率达到最佳匹配值，实现聚酯材料优异的流动性、柔韧性、化学稳定性、耐候性、热稳定性和耐紫外线照射等综合性能。 2.2基于结晶型工程塑料物理机械性能控制理论，研发了智能化在线检测系统，实现膜材料连续化生产过程质量和性能实时可控。 基于结晶型工程塑料成型过程中的玻璃态体系松弛原理，率先将智能化在线检测系统应用到聚酯原材料成型过程，结合平膜逐次拉伸工艺方法，研究了拉伸比控制和热定型温度控制机理，建立了材料关键性能控制理论。研发了基于不间断控制技术的X射线检测数据采集控制系统，通过将检测系统与控制系统无缝连接，实时反馈给标准数据系统进行比对，实现材料性能实时纠偏控制，材料厚度、纵/横向收缩率、韧性等关键性能指标实时检测、预警、纠偏、可控。 2.3研发并创新应用了低温收缩膜镭射光栅复制技术和基于环保油墨的绿色印刷工艺。 利用干式复合技术，研发了可在低温(60±2℃)收缩膜上实现镭射光栅复制的生产工艺。首次将特种光栅复制技术应用到低温收缩双向拉伸改性聚酯膜材料上，制备功能型新材料，在连续化生产过程中，实现了贴合-熟化-剥离等关键工序光栅复制稳定性和可靠性。结合开发的环保型热敏粘合涂层和环保型油墨，攻克了溶剂回收关键技术和环保包装材料绿色制造工艺和光栅基材可循环利用的关键技术，实现包装材料生产环节无异味绿色印刷工艺。 2.4开发了成型拉伸过程材料性能TCE控制系统，研发了低温收缩膜三层共挤工艺技术和复合双向拉伸工艺。 基于聚酯膜连续生产TCE智能控制系统，对熔融挤出、预热、纵向拉伸、横向热定型等关键工艺参数进行智能精确控制，特别是控制拉伸辊表面的线速度之比和横向拉伸后导辊宽度，确定最佳纵向、横向拉伸比，使薄膜材料获得较大的松弛和收缩，大分子链的取向转变为结晶取向，实现薄膜后加工过程少收缩、高断裂伸长率的材料特性；在熔融热挤出工艺环节，采用流道自动转换技术，研发了同一模头下的三层共挤工艺技术，激光防伪膜基材综合性能优良，实现高幅宽低温聚酯热收缩膜多层共挤高速生产工艺及装备的创新应用。 3、知识产权及成果情况： 该成果获得发明专利7项，实用新型专利4项，软件著作权4项，发表学术论文2篇，制定了1项行业标准，获得河南省科技成果3项，获得河南省包装技术协会科技奖2项、新乡市科技奖1项。 4、推广应用及效益情况： 该成果已在多个地区得到广泛应用，近三年实现销售额17，000万元，2，550万元利润，形成了年产1.5万吨新型包装材料生产能力，社会和经济效益显著。