CN102380989A - 一种层压阻隔性包装材料的制备方法 - Google Patents

一种层压阻隔性包装材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种层压阻隔性包装材料的制备方法，包括在支撑层基材的至少一侧面上进行挤出淋膜，同时对淋膜后的支撑层基材进行表面处理，将阻隔性涂布液涂布在淋膜表面上，通过烘干制得阻隔层，在所制得的阻隔层外表面上挤出复合热封层；在支撑层基材的一个侧面上复合遮光层，并经预处理后使其表面张力达到38达因以上，并在遮光层外侧面上涂布印刷层涂布液，经烘干后得到印刷层，在印刷层的外侧面挤出保护层，使所述印刷层和保护层复合。在支撑层上面复合有遮光层和印刷层，降低了印刷对纸板的要求，能大大提高图像的分辨率，同时降低了成本，而且使用氧化物涂层代替铝箔作为阻隔层，减少了由铝箔排放带来的回收难和降解难的问题，同时提供很高的氧气阻隔性。

Description

一种层压阻隔性包装材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种包装材料的制备方法，更具体地讲，涉及一种层压阻隔性包装材料的制备方法。
背景技术
无菌包装材料是一种多层层压包装材料，其主要由纸、塑料盒铝箔组成，具有优异的隔氧隔湿功能，所以其包装的食品包括液态食品有很长的货架期。
但是这种多层无菌包装材料有其自身的局限性，首先是，其需要直接用纸板做印刷接收面和支撑层，这样对纸板本身的表面状态和纤维形态有很高的要求，普通的纸板很难达到具体的印刷要求，且造纸要消耗大量的术材，造纸所用化学品对环境的危害十分大；其次，其采用铝箔作为气体阻隔层和光线阻挡层，而且铝箔作为阻隔层用在包装材料上，用完就会被扔掉，这样存在铝箔降解难、回收难、污染环境等问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题有两个，其一是直接用纸板制备印刷面和支撑层，会对纸板本身的表面状态和纤维形态有很高的要求；其二是减少铝箔的浪费，避免了由铝箔降解难、回收难带来的环境问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种层压阻隔性包装材料的制备方法，所述制备方法如下：在支撑层基材的至少一侧面上进行挤出淋膜，同时对淋膜后的支撑层基材进行表面处理，将阻隔性涂布液涂布在淋膜表面上，通过烘干制得阻隔层，在所制得的阻隔层外表面上挤出复合热封层；在支撑层基材的一个侧面上复合遮光层，并经预处理后使其表面张力达到38达因以上，并在遮光层外侧面上涂布印刷层涂布液，经烘干后得到印刷层，在印刷层的外侧面挤出保护层，使所述印刷层和保护层复合。进一步地，所述步骤一中的挤出淋膜为10-30um厚度的聚烯烃。
进一步地，所述的印刷层涂布液是由多孔纳米无机材料和聚合物按照重量比为1∶5-5∶1的比例配制而成，经烘干后所形成的印刷层的厚度为5-20um。所述的纳米无机材料为纳米氧化物，其比表面积50-380m2/g。
优选地，所述纳米氧化物为纳米氧化硅或纳米氧化铝，其表面积为175-380m2/g。
所述的聚合物为明胶、纤维素及其衍生物、聚乙烯醇、聚(甲基)丙烯酸中的一种或其中几种的组合。
优选地，所述聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为1200-5500，其醇解度为86-99％。
更优选地，所述聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为3000-4500，其醇解度为87-99％。
进一步地，所述的涂布方法包括网纹辊涂布、坡流挤压涂布和落帘涂布，涂布后通过冷道定型然后进入烘道。
进一步地，所述的支撑层基材为双向拉伸发泡聚烯烃材料、双向拉伸发泡聚酯材料或普通纸板，所述支撑层基材为双向拉伸发泡聚烯烃材料或双向拉伸发泡聚酯材料时，其制备方法是将双向拉伸发泡聚烯烃材料或双向拉伸发泡聚酯材料通过双向拉伸发泡装置挤出而成。
进一步地，所述的阻隔性涂布液包括双向拉伸聚酯材料或者双向拉伸聚酰胺材料，烘干后所形成的阻隔层厚度为12-25um。
进一步地，所述保护层为聚丙烯层或聚乙烯层，所述保护层的厚度为10-20um。
进一步地，所述支撑层的厚度为40-80um。
进一步地，所述的热封层是由茂金属聚乙烯或低密度聚乙烯混合而成，其中茂金属聚乙烯的重量含量为35-85％，热封层的厚度为15-25um。
进一步地，所述遮光层包括聚烯烃和遮光颜料，其厚度为20-30um，遮光颜料采用炭黑、二氧化钛、陶土中的一种或两种，当采用两种时，两种颜料与聚烯烃分别混合共挤出。
通过上述制备方法所制得的压阻隔性包装材料，包括氧气阻隔层和支撑层，所述氧气阻隔层和支撑层通过粘结层相粘结，所述支撑层的上方还覆设有遮光层和印刷层，所述遮光层的两侧面分别同支撑层和印刷层相粘结，所述氧气阻隔层的下方设有热封层，所述热封层同所述氧气阻隔层通过粘结层相粘结。
所述氧气阻隔层包括硅氧化物层和阻隔层基材，所述阻隔层基材的两侧分别复合有硅氧化物层，所述阻隔层基材两侧的硅氧化物层分别通过粘结层同所述支撑层和热封层相粘结。
所述阻隔层基材为双向拉伸聚酯材料或者双向拉伸聚酰胺材料，阻隔层基材的厚度为12-25um，其中阻隔层基材由高羟基含量为55-99.8％的聚合物形成的连续膜。
所述阻隔层的厚度为0.02-0.5um。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的层压阻隔性包装材料的制备方法，制备的包装材料的支撑层和印刷层之间设有粘结层，热封层与支撑层之间也是通过粘结层粘合在一起，避免了现有技术直接在纸板表面涂覆印刷层对纸板(相当于本发明的支撑层)本身的损伤，降低了对支撑层表面状态和纤维形态的要求。此外，本发明制备的层压阻隔性包装材料使用硅氧化物涂层代替铝箔作为阻隔层，减少了由铝箔排放带来的回收难和降解难的问题，同时提高了氧气的阻隔率。测试结果表面采用本发明的方法制备的包装材料的氧气的最高通过率仅1.5cc/day.m2，远低于现用的包装材料的氧气透过率。
附图说明
图1是本发明一种层压阻隔性包装材料的结构示意图。
图中：1、保护层  2、印刷层  3、遮光层  4、支撑层  5、粘结层  6、硅氧化层  7、阻隔层基材  8、热封层。
具体实施方式
一种层压阻隔性包装材料的制备方法，所述制备方法如下：
步骤一：在支撑层基材的至少一侧面上进行挤出淋膜，同时对淋膜后的支撑层基材进行表面处理；
步骤二：将阻隔性涂布液涂布在步骤一中的淋膜表面上，通过烘干制得阻隔层；
步骤三：在所制得的阻隔层外表面上挤出复合热封层；
步骤四：在步骤一中的支撑层基材的一个侧面上复合遮光层，并经预处理后使其表面张力达到38达因以上；
步骤五：在所制得的遮光层外侧面上涂布印刷层涂布液，经烘干后制得印刷层；
步骤六：在印刷层的外侧面挤出保护层，使所述印刷层和保护层复合。
步骤一中的挤出淋膜为10-30um厚度的聚烯烃。
步骤五中的印刷层涂布液是由多孔纳米无机材料和聚合物按照重量比为1∶5-5∶1的比例配制而成，经烘干后所形成的印刷层的厚度为5-20um。所述的纳米无机材料为纳米氧化物，其比表面积50-380m2/g。
优选地，所述纳米氧化物为纳米氧化硅或纳米氧化铝，其表面积为175-380m2/g。
聚合物为明胶、纤维素及其衍生物、聚乙烯醇、聚(甲基)丙烯酸中的一种或其中几种的组合。
优选地，所述聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为1200-5500，其醇解度为86-99％。
更优选地，所述聚合物为聚乙烯醇，其聚合度为3000-4500，其醇解度为87-99％。
进一步地，所述步骤五中的涂布方法包括网纹辊涂布、坡流挤压涂布和落帘涂布，涂布后通过冷道定型然后进入烘道。
步骤一中的支撑层基材为双向拉伸发泡聚烯烃材料、双向拉伸发泡聚酯材料或普通纸板，所述支撑层基材为双向拉伸发泡聚烯烃材料或双向拉伸发泡聚酯材料时，其制备方法是将双向拉伸发泡聚烯烃材料或双向拉伸发泡聚酯材料通过双向拉伸发泡装置挤出而成。
步骤二中的阻隔性涂布液包括双向拉伸聚酯材料或者双向拉伸聚酰胺材料，烘干后所形成的阻隔层厚度为12-25um。
保护层为聚丙烯层或聚乙烯层，所述保护层的厚度为10-20um。
支撑层的厚度为40-80um。
热封层是由茂金属聚乙烯或低密度聚乙烯混合而成，其中茂金属聚乙烯的重量含量为35-85％，热封层的厚度为15-25um。
遮光层包括聚烯烃和遮光颜料，其厚度为20-30um，遮光颜料采用炭黑、二氧化钛、陶土中的一种或两种，当采用两种时，两种颜料与聚烯烃分别混合共挤出。
通过上述制备方法所制得的压阻隔性包装材料，包括氧气阻隔层和支撑层，所述氧气阻隔层和支撑层通过粘结层相粘结，所述支撑层的上方还覆设有遮光层和印刷层，所述遮光层的两侧面分别同支撑层和印刷层相粘结，所述氧气阻隔层的下方设有热封层，所述热封层同所述氧气阻隔层通过粘结层相粘结。
氧气阻隔层包括硅氧化物层和阻隔层基材，所述阻隔层基材的两侧分别复合有硅氧化物层，所述阻隔层基材两侧的硅氧化物层分别通过粘结层同所述支撑层和热封层相粘结。
阻隔层基材为双向拉伸聚酯材料或者双向拉伸聚酰胺材料，阻隔层基材的厚度为12-25um，其中阻隔层基材由高羟基含量为55-99.8％的聚合物形成的连续膜。
阻隔层的厚度为0.02-0.5um。
实施例1
如图1所示，包括热封层8、从下自上依次紧密复合在热封层8上的粘结层5、阻隔层、粘结层5以及支撑层4，支撑层4的上侧面从下往上依次覆设有遮光层3、印刷层2和保护层1，其中印刷层2为纳米氧化铝和聚乙烯醇的混合物，纳米氧化硅和聚乙烯醇的重量比为1∶5，纳米氧化硅的比表面积为220m2/g，聚乙烯醇的聚合度为3000，其醇解度为87％，印刷层2的厚度为10um；保护层1为聚丙烯层，目的是保护印刷层2不被刮擦破坏，保护层1的厚度为10um，遮光层3包括聚烯烃树脂和遮光颜料的混合，其中的遮光颜料为陶土陶土，陶土为遮光层的30％，遮光层3的厚度为20um，遮光层3在粘结支撑层4和印刷层2的同时，还起到反射光线的作用，避免了光线穿过包装材料对里面物质的破坏，支撑层4为双向拉伸发泡聚烯烃，支撑层的厚度为60um。，粘结层5的厚度为8um，阻隔层基材7的两侧面分别复合有致密的硅氧化物层6，然后通过粘结层将阻隔层基材7同支撑层4和热封层8相粘结，其中硅氧化物层6的厚度为0.5um，阻隔层基材7为双向拉伸的发泡聚酯材料，阻隔层基材7的厚度为15um，热封层8包括茂金属聚乙烯和低密度聚乙烯，其中茂金属聚乙烯含量为35％，其余为低密度聚乙烯，热封层8的厚度为15um。氧气透过量为1.5cc/day.m2。
实施例2
结构如图1所示，其中同实施例1的不同之处为：
保护层1为聚乙烯层，保护层1的厚度为20um；
印刷层2为纳米氧化硅和聚(甲基)丙烯酸的混合物，纳米氧化硅和聚(甲基)丙烯酸的重量比为2∶1，纳米氧化硅的比表面积为175m2/g，其中印刷层2的厚度为15um；
遮光层3包括聚烯烃树脂、炭黑和二氧化钛，其中炭黑为遮光层的10％，二氧化钛为遮光层的20％，余量为聚烯烃，炭黑和二氧化钛分别混合共挤出，遮光层的厚度为30um；
支撑层4为双向拉伸发泡聚酯材料，支撑层的厚度为40um；
粘结层5的厚度为10um；
硅氧化物层6的厚度为0.2um；
阻隔层基材7为双向拉伸聚酰胺材料，阻隔层基材7的厚度为20um；
热封层8中的茂金属聚乙烯含量为40％，其余为低密度聚乙烯，热封层8的厚度为20um。
氧气透过量为1.4cc/day.m2。
实施例3
结构如图1所示，其中同实施例1的不同之处为：
保护层1为聚乙烯层，保护层1的厚度为15um；
印刷层2中的纳米氧化硅和聚乙烯醇的重量比为1∶1，纳米氧化硅的比表面积为300m2/g，聚乙烯醇的聚合度为4000，其醇解度为88％，印刷层2的厚度为5um；
遮光层3中的遮光颜料为二氧化硅，二氧化硅为遮光层的30％，遮光层3的厚度为25um；
支撑层4为双向拉伸发泡聚酯材料，支撑层的厚度为70um；
粘结层5的厚度为6um；
硅氧化物层6的厚度为0.02um；
阻隔层基材7为双向拉伸聚酰胺材料，阻隔层基材7的厚度为12um；
热封层8中的茂金属聚乙烯含量为60％，其余为低密度聚乙烯，热封层8的厚度为18um。
氧气透过量为1.2cc/day.m2。
实施例4
结构如图1所示，其中同实施例1的不同之处为：
保护层1的厚度为18um；
印刷层2中的纳米氧化铝和聚乙烯醇的重量比为4∶1，纳米氧化铝的比表面积为380m2/g，聚乙烯醇的聚合度为3500，其醇解度为88％；印刷层2的厚度为20um；
遮光层3的厚度为28um；
支撑层4为未漂白纸板，支撑层4的厚度为80um；
粘结层5的厚度为6um；
硅氧化物层6的厚度为0.08um；
阻隔层基材7的厚度为25um；
热封层8中的茂金属聚乙烯含量为70％，其余为低密度聚乙烯，热封层8的厚度为25um。
氧气透过量为1.45cc/day.m2。
实施例5
结构如图1所示，其中同实施例1的不同之处为：
保护层1的厚度为12um；
印刷层2中的纳米氧化铝和聚乙烯醇的重量比为5∶1，纳米氧化铝的比表面积为380m2/g，聚乙烯醇的聚合度为4500，其醇解度为89％；印刷层2的厚度为20um；
遮光层3的厚度为28um；
支撑层4为未漂白纸板，支撑层4的厚度为80um；
粘结层5的厚度为5um；
硅氧化物层6的厚度为0.08um；
阻隔层基材7的厚度为25um；
热封层8中的茂金属聚乙烯含量为85％，其余为低密度聚乙烯，热封层8的厚度为20um。
氧气透过量为1cc/day.m2。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于，
所述制备方法如下：
在支撑层基材的至少一侧面上进行挤出淋膜，同时对淋膜后的支撑层基材进行表面处理，将阻隔性涂布液涂布在淋膜表面上，通过烘干制得阻隔层，在所制得的阻隔层外表面上挤出复合热封层；在支撑层基材的一个侧面上复合遮光层，并经预处理后使其表面张力达到38达因以上，并在遮光层外侧面上涂布印刷层涂布液，经烘干后得到印刷层，在印刷层的外侧面挤出保护层，使所述印刷层和保护层复合。
2.根据权利要求1所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述的挤出淋膜为10-30um厚度的聚烯烃。
3.根据权利要求1所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述的印刷层涂布液是由多孔纳米无机材料和聚合物按照重量比为1∶5-5∶1的比例配制而成，经烘干后所形成的印刷层的厚度为5-20um。
4.根据权利要求1所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述的涂布方法包括网纹辊涂布、坡流挤压涂布和落帘涂布，涂布后通过冷道定型然后进入烘道。
5.根据权利要求1所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述的支撑层基材为双向拉伸发泡聚烯烃材料、双向拉伸发泡聚酯材料或普通纸板，所述支撑层基材为双向拉伸发泡聚烯烃材料或双向拉伸发泡聚酯材料时，其制备方法是将双向拉伸发泡聚烯烃材料或双向拉伸发泡聚酯材料通过双向拉伸发泡装置挤出而成。
6.根据权利要求1-5任一所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述的阻隔性涂布液包括双向拉伸聚酯材料或者双向拉伸聚酰胺材料，烘干后所形成的阻隔层厚度为12-25um。
7.根据权利要求6所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述保护层为聚丙烯层或聚乙烯层，所述保护层的厚度为10-20um。
8.根据权利要求6所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述支撑层的厚度为40-80um。
9.根据权利要求6所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述的热封层是由茂金属聚乙烯或低密度聚乙烯混合而成，其中茂金属聚乙烯的重量含量为35-85％，热封层的厚度为15-25um。
10.根据权利要求6所述的层压阻隔性包装材料的制备方法，其特征在于：
所述遮光层包括聚烯烃和遮光颜料，其厚度为20-30um，遮光颜料采用炭黑、二氧化钛、陶土中的一种或两种，当采用两种时，两种颜料与聚烯烃分别混合共挤出。
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