CN100503388C - 一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜，涉及包装薄膜制造技术领域，是以改性聚酯、改性聚酰胺和聚乙烯醇做阻隔层，以聚烯烃添加光降解剂、生物降解剂达到可控降解之目的。此产品是一种具有多层结构的薄膜，其特征在于所述具有多层结构的膜为10层及12层。并采用可消纳型无毒改性高分子材料以及可降解PVA树脂做阻隔层构成高阻隔可降解膜。本发明所获得产品具有高阻隔性、降解性、无毒无污染、耐高温、高透明、高性能，是一种理想的医用塑料包装材料，并可适用于各种食品、肉类、蔬菜、瓜果等包装。
Description
技术领域
本发明涉及包装薄膜制造技术领域，尤其是以多种无毒改性高分子材料及可降解的PVA树脂做阻隔层的医用多层复合包装薄膜，发明还涉及包装薄膜的制备方法。
背景技术
随着我国经济实力的增强和人民生活水平的提高，人们越来越重视自己的健康和对环境的保护。尤其对医用包装材料的要求越来越高，寻求环境消纳，具有高阻隔性可降解，耐高温高性能，无毒卫生性能好，主要用于医药包装和医疗器械包装，目前尚未发现。以往降解制品都追求降解时间和速度，本发明可降解技术与以往正相反，作为医用包装材料储存等级，保质期为两年左右，要求包装材料等级大于两年方可降解，因此采用多层共挤技术。力求具有高阻隔性有可降解性来满足市场需求的发明还没有出现。
在中国专利申请公开的0111 1112.7专利中描述了“非聚氯乙烯静脉输液药物包装用复合膜材”，其膜结构为四层、五层、七层，其组成单独是聚酰胺树脂，改性聚丙烯树脂或混合物等，但不涉及可降解技术内容，是不可环境消纳型，无法加入生物界大循环中，不是我们所希望获得的理想产品。在中国专利申请公开号为CND140523A的一种可水解、可降解塑料成型材料及其制备方法，已被广泛应用，但这种单一材料制成的膜虽然可降解，但不符合医药用包装要求，不能做医用包装。众所周知，大多数可降解材料都是亲水性的物质，因此靠单一材料，单层结构是不能实现做医用包装材料，达到可控降解被环境消纳之目的。由此可见，在现有技术中，获得高阻隔可降解医用包装膜是很困难的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜。
本发明还提供一种制备该包装薄膜的方法。
本发明的解决问题的技术方案是以改性聚酯、改性聚酰胺和聚乙烯醇做阻隔层，以聚烯烃添加光降解剂、生物降解剂达到可控降解之目的。此产品是一种具有多层结构的薄膜，其特征在于所述具有多层结构的膜为10层及12层。并采用可消纳型无毒改性高分子材料以及可降解PVA树脂做阻隔层构成高阻隔可降解膜。所述多层结构的膜由上到下各层物料为：
GXPET/Tie/SEBS/PVA/GXMPE/GXMPE/PVA/SEBS/GXPO/PP，其中第一层GXPET也可以是GXPA。
上述各层物料含义是：
GXPET—改性聚酯树脂。(包括聚对苯二甲酸乙二酯，聚萘二甲酸乙二酯等聚酯类聚合物)。
GXPA—改性聚酰胺树脂。(包括尼龙6、尼龙66、尼龙6-10、尼龙12)。
Tie—粘合树脂(包括聚烯烃与马来酸酐共聚改性)。
SEBS—弹性体。(包括苯乙烯-丁烯-苯乙烯，苯乙烯-乙烯-苯乙烯共聚物)。
PVA—聚乙烯醇树脂。
GXMPE—改性茂金属聚乙烯树脂。(包括高、中、低密度聚合物)。
GXPO—改性聚烯烃树脂。(分子量5万——20万，熔融指数0.3——18g/min，包括EVOH纳米聚酯共混物或酰胺基共混物)。
PP—聚丙烯。
所述一种高阻隔可降解医用多层复合膜厚度为0.19——0.20mm，其中最薄物料层与最厚物料层厚度相差均不超过十倍。
一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜的制备方法，其特征在于采用多台塑化挤出机组进行的。该方法包括如下步骤，首先按薄膜的不同层数结构要求，将上述各层物料投放到挤出机料斗中，经过层叠式模头共挤复合，上吹低温风冷或下吹水冷、流延等经牵引、卷曲、分切、内包装、外包装而制得。其中冷却温度为5℃——18℃，吹胀比1：7，挤出机各段温度控制在170℃——235℃，模头温度控制在200℃——230℃，挤出线速度8——20米/分。所述高阻隔可降解复合膜的聚烯烃树脂中加入可光降解、生物降解的纳米添加剂，加入量分别按基础树脂的聚烯烃树脂0.1——5％加入可光降解纳米添加剂，按聚烯烃树脂4——25％加入生物降解纳米添加剂，生物降解纳米添加剂是纳米无机材料CaCO3，SiO2，TiO2”。
为了进一步提高包装薄膜的柔韧性和耐穿刺性，在第五层和第六层之间，即两层GXMPE层之间增加两层GXMPE膜层。
为了进一步提高包装薄膜的阻隔性和耐热封性能，上述的高柔韧性和耐穿刺性包装薄膜第一层GXPET由GXPA材料层代替。
制备方法与十层膜制备方法相同。
本发明包装薄膜氧气透过量1200cm3/m2.24hr.0.1MPa，氮气透过量为600cm3/m2.24hr.0.1MPa，拉伸强度(纵/横)18/22MPa，热合强度20N/15mm，透光率为81％，灼烧残渣为0.05％，紫外吸收度(220nm—350nm)为0.05—0.08％，121℃15分钟高温灭菌不破裂，不变形。生物试验(致敏、皮内刺激、急性全身毒性、溶血)均合格。
本发明所获得产品性能检测结果如表所示
| 项目 | 单位 | 指标 |
| 拉伸强度(纵/横) | MPa | 18/22 |
| 断裂伸长率 | ％ | 560 |
| 透光率 | ％ | 81 |
| 水蒸汽透过量 | cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.24hr.0.1MPa | 1200 |
| 氮气透过量 | cm<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.24hr.0.1MPa | 600 |
| 热合强度 | N/15mm | 20 |
| 灼烧残渣 | ％ | 0.05 |
| 紫外吸收度 | 241nm—350nm220nm—240nm | 0.050.08 |
| 细菌内毒素 | EV/ml | 0.25 |
| 生物试验 | 致敏、皮内刺激、急性全身毒性、溶血 | 合格 |
| 耐高温 | 121℃ 15min | 不变形 |
| 耐低温 | —35℃ | 不脆裂 |
本发明所获得产品具有高阻隔性、降解性、无毒无污染、耐高温、高透明、高性能，是一种理想的医用塑料包装材料，并可适用于各种食品、肉类、蔬菜、瓜果等包装。
具体实施方式：
实施例1、
所述十层结构复合膜，所采用原料牌号由上到下分别为：PA(C35FN)，Tie(50E571)，SEBS(G1650)，PVA(滨州绿环分公司生产)，MPE(KF270)，GXPO(其中加入1％改性可降解添加剂或聚酰胺树脂材料)，PP(LE3300)。各自分别投入所需的挤出机，膜厚度百分比分别为：
10％/5％/2.5％/5％/25％/25％/5％/2.5％/55/15％
通过层叠式模头共挤复合，经冷却、牵引、卷曲、分切制得成品。
具体工艺条件如下：
挤出机螺杆长径比：30：1 吹胀比：1：7
挤出线速度：8——20m/min 螺杆结构：渐变、突变
挤出机各段温度：170——235℃
模头温度： 200——230℃
光降解、生物降解材料选自专用母料，添加量为基础树脂的0.1—5％。纳米无机材料CaCO3，SiO2，TiO2按4——25％添加。PVA选自滨州绿环分公司生产的聚烯烃树脂，玻璃化激发在40——100℃内。
实施例2、
采用层叠式十二流道模头工艺完成，具体每层材料及牌号为：
PET(Cs9127)其中加入20％的该性剂并搅拌均匀，SEBS(G1651)，PP(Z9450)，MPE(X136)其中加入改性可降解添加剂或母料为基础树脂的0.8％，搅匀放入挤出机料斗。GXPO聚烯烃树脂加改性纳米无机材料5％，其它物料同上。隔层间厚度百分比为：10％/5％/2.5％/5％/12.5％/12.5％/12.5％/12.5％/5％/2.5％/5％/15％
生产工艺同例1。
本发明所获得高阻隔可降解医用多层复合包装膜，不仅限上述实施例，还可广泛应用于食品、肉类、蔬菜、瓜果等高保质期、保险物品的包装。
Claims (6)
1、一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜，其特征在于：各层物料为：
GXPET/Tie/SEBS/PVA/GXMPE/GXMPE/PVA/SEBS/GXPO/PP，
各层物料含义是：
GXPET—改性聚酯树脂；
GXPA—改性聚酰胺树脂；
Tie—粘合树脂；
SEBS—弹性体；
PVA—聚乙烯醇树脂；
GXMPE—改性茂金属聚乙烯树脂；
GXPO—改性聚烯烃树脂；
PP--聚丙烯；
复合膜厚度为0.19——0.20mm，其中最薄物料层与最厚物料层厚度相差均不超过十倍。
2、根据权利要求1所述的高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜，其特征在于：第一层GXPET也可以是GXPA。
3、根据权利要求1所述的高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜，其特征在于：第五层和第六层之间，即两层GXMPE层之间增加两层GXMPE膜层。
4、根据权利要求3所述的高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜，其特征在于：第一层GXPET由GXPA材料层代替。
5、根据权利要求1所述的高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜的制备方法，其特征在于：采用多台塑化挤出机组进行，该方法包括如下步骤，首先按薄膜的不同层数结构要求，将上述各层物料投放到挤出机料斗中，经过层叠式模头共挤复合，上吹低温风冷或下吹水冷、流延等经牵引、卷曲、分切、内包装、外包装而制得，其中冷却温度为5℃——18℃，吹胀比1：7，挤出机各段温度控制在170℃——235℃，模头温度控制在200℃——230℃，挤出线速度8——20米/分。
6、根据权利要求5所述的高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜的制备方法，其特征在于：高阻隔可降解复合膜的聚烯烃树脂中加入可光降解、生物降解的纳米添加剂，加入量分别按基础树脂的聚烯烃树脂0.1——5％加入可光降解纳米添加剂，按聚烯烃树脂4——25％加入生物降解纳米添加剂，生物降解纳米添加剂是纳米无机材料CaCO3，SiO2，TiO2。
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