CN105965999B - 一种奶粉包装用复合膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种奶粉包装用复合膜，由聚酯层、铝层和聚乙烯层组成。所述聚乙烯层依次包括复合层、中间层和热封层，其中，复合层包括：30wt％～40wt％的低密度聚乙烯和60wt％～70wt％的茂金属聚乙烯；中间层包括：30wt％～35wt％的低密度聚乙烯、30wt％～35wt％的茂金属聚乙烯和30wt％～35wt％的高密度聚乙烯；热封层包括：32wt％～35wt％的低密度聚乙烯、63wt％～66wt％的茂金属聚乙烯和1.3wt％～2.0wt％的开口剂。本发明采用PET/AL/PE三层结构，较之常规的四层结构成本得到明显降低，与此同时上述复合膜还具有优异的密合性、耐压性和耐跌落性，对奶粉包装尤其适用。

Description

一种奶粉包装用复合膜
技术领域
本发明涉及食用包装领域，尤其涉及一种奶粉包装用复合膜。
背景技术
近年来，快消食品行业正逐渐崛起，其需求量日益增加，越来越多的消费者对于快速消费品的功能性包装要求也越来越高。目前在国内外奶粉包装市场上，包装形式种类繁多，主要分为罐装和袋装。灌装奶粉保质期较长，但包装成本相对很高，袋装的奶粉包装成本会有一个大幅的下降，但是由于其选择材料结构不合理，经常造成保质期相对较短，当前奶粉包装的常规结构为PET/AL/BOPA/PE的四层结构。
又如中国专利申请号为201310493815.3公开了一种高阻隔奶粉包装膜，其包括K涂层聚酯薄膜，所述K涂层聚酯薄膜上印刷有无苯无酮里印油墨层，所述无苯无酮里印油墨层上粘结有真空镀铝聚酯膜层，所述真空镀铝聚酯膜层上粘结有高延伸铝箔层，所述高延伸铝箔层上粘结有双冲双向拉伸聚酰胺膜层，所述双冲双向拉伸聚酰胺膜层上粘结有聚乙烯膜层。虽然上述专利提高了奶粉的阻隔性，在一定程度上延长了奶粉保质期，但是由于在中间层使用了双冲双向拉伸聚酰胺膜，导致产品成本较高。
鉴于此，如何降低奶粉包装的成本，同时兼顾拉伸、撕裂、热封等各项性能要求，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种奶粉包装用复合膜，该复合膜采用PET/AL/PE三层结构，较之常规的四层结构成本得到明显降低，同时兼有良好的力学性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种奶粉包装用复合膜，由聚酯层、铝层和聚乙烯层组成，该聚乙烯层依次包括复合层、中间层和热封层。其中，聚酯层的厚度为12～18微米，铝层的厚度为7～12微米，聚乙烯层的厚度为60～90微米。
上述复合层包括：30wt％～40wt％的低密度聚乙烯和60wt％～70wt％的茂金属聚乙烯。其中，低密度聚乙烯(LDPE)的牌号为埃克森美孚150BW，其物性参数如下：熔融指数为0.75g/10min，密度为0.923g/cm3，维卡软化点为95℃，熔点为109℃。茂金属聚乙烯(m-LLDPE)的牌号为陶氏5100G，其物性参数如下：熔融指数为0.85g/10min，密度为0.92g/cm3，维卡软化点为105℃，熔点为124℃。
中间层包括：30wt％～35wt％的低密度聚乙烯、30wt％～35wt％的茂金属聚乙烯和30wt％～35wt％的高密度聚乙烯。其中，低密度聚乙烯(LDPE)的牌号为埃克森美孚150BW，茂金属聚乙烯(m-LLDPE)的牌号为陶氏5100G，此两项组分的物性参数与复合层中对应相同，在此不再赘述。高密度聚乙烯(HDPE)的牌号为三星道达尔F920A，其物性参数如下：熔融指数为1.0g/10min，密度为0.956g/cm3。
热封层包括：32wt％～35wt％的低密度聚乙烯、63wt％～66wt％的茂金属聚乙烯和1.3wt％～2.0wt％的开口剂。其中，低密度聚乙烯(LDPE)的牌号为埃克森美孚100AC，其物性参数如下：熔融指数为2g/10min，密度为0.9225g/cm3，维卡软化点为95℃，熔点为109℃，爽滑剂450ppm，开口剂500ppm。茂金属聚乙烯(m-LLDPE)的牌号为陶氏5401G，其物性参数如下：熔融指数1g/10min，密度0.9175g/cm3，维卡软化点为100℃，熔点为123℃,爽滑剂1000ppm，开口剂2500ppm。开口剂的牌号为北京亚伦智联AB-20LD，有效成分为二氧化硅，有效成分含量为20％。
进一步的，复合层的厚度为17～25.5微米，中间层的厚度为25～37.5微米，热封层的厚度为18～27微米。
上述复合膜的制备方法如下：首先将聚酯层印刷后与铝层进行干式复合形成PET/Al半成品，之后再与制好的聚乙烯层进行干式复合，形成PET/Al/PE三层结构的成品。
此外，聚乙烯层的制备方法如下：将复合层树脂、中间层树脂和热封层树脂分别加入挤出机的三个料筒中，并对各料筒进行三段加热，各料筒一段加热温度为120～130℃，二段加热温度为130～140℃，三段加热温度为140～150℃，设置模头温度为140～160℃，控制挤出熔体压力小于45Mpa。上述三个料筒中的聚合物粒子经过挤出机熔融并形成管坯，将管坯拉伸后从挤出机模头中心冲出压缩空气，将管坯吹胀成泡状膜，同时将泡状膜经风环冷却定型制得聚乙烯层。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明提供的奶粉包装用复合膜，依次包括12～18微米的聚酯层，7～12微米的铝层，以及60～90微米的聚乙烯层，上述厚度范围使得复合膜符合良好密封性能的同时具有极佳的拉伸性。另外，聚酯层具有较好的印刷适应性和尺寸稳定性，铝层具有良好的遮光性、隔绝性和延展性，聚乙烯层则用于保证复合膜具有优良的热封性能，热封后密合性高，拉伸强度大，进而保证复合膜的密封性和耐跌落性。
尤其在本发明中通过对聚乙烯层的配方进一步作出改进，通过低密度聚乙烯和茂金属聚乙烯形成复合层，低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和高密度聚乙烯形成中间层，低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和开口剂形成热封层，使其在缺少一BOPA层的前提下，依然符合产品的拉伸性、耐跌落性等力学要求。其中的复合层用于提高PE膜的力学性能和耐溶剂性，中间层用于保证其与复合层和热封层具有较高的结合强度，热封层用于提高PE膜的抗污染性，使PE膜热封后具有较高密合性和热封强度。
本发明提供的复合膜具有较好的力学性能、热封密合性和热封强度，采用本发明提供的复合膜对奶粉进行包装，可为内容物提供一个较好的保护环境，使包装后的产品受到撞击和跌撞后不易发生破包，经测试，本发明的复合膜在拉断力、断裂伸长率、撕裂力、剥离力、热合强度、摩擦系数等指标上均高于国家标准。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面将结合具体实施例，对本发明进行较为详细的说明。需要说明的是，以下所示的仅是优选实施方式，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的普通技术人员来说，在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
一种奶粉包装用复合膜，由聚酯层、铝层和聚乙烯层组成。其中，聚酯层的厚度为12～18微米，铝层的厚度为7～12微米，聚乙烯层的厚度为60～90微米。
上述聚酯层的参数如下：纵向拉伸强度≥210MPa，横向拉伸强度≥220MPa；纵向断裂伸长率≥100％，横向断裂伸长率≥110％；在150℃温度下持续30min的纵向热收缩率≤2.0％，横向热收缩率≤1.5％；雾度≤2.0％，摩擦系数≤0.4，氧气透过量≤7.0cm3/m2.24h.0.1Mpa，水蒸气透过量≤3.5g/m2.24h。优选的，聚酯层采购自国风塑业，厚度为12μm的PET薄膜。
铝层采购自江苏中基铝业，厚度为7～12μm的铝箔，厚度偏差要求±10％。
前述聚乙烯层依次包括：复合层、中间层和热封层。
其中，复合层包括：30wt％～40wt％的低密度聚乙烯(LDPE)和60wt％～70wt％的茂金属聚乙烯(m-LLDPE)。中间层包括：30wt％～35wt％的低密度聚乙烯(LDPE)、30wt％～35wt％的茂金属聚乙烯(m-LLDPE)和30wt％～35wt％的高密度聚乙烯(HDPE)。热封层包括：32wt％～35wt％的低密度聚乙烯(LDPE)、63wt％～66wt％的茂金属聚乙烯(m-LLDPE)和1.3wt％～2.0wt％的开口剂。复合层的厚度为17～25.5微米，中间层的厚度为25～37.5微米，热封层的厚度为18～27微米。
由于聚乙烯膜的强度有限，因此还需要将其与其他膜进行复合。上述复合层是PE膜与其他膜进行复合的一层，其中m-LLDPE具有优异的抗污染性能，其优选采用陶氏化学公司生产的5100G。LDPE具有优异的加工性能，其优选采用埃克森美孚公司生产的150BW。
中间层是复合层和热封层的连接层，其中HDPE具有极好的抗冲击性和稳定性，可提高产品的耐压和耐冲击性能，其优选采用三星道达尔公司生产的F920A。m-LLDPE优选采用陶氏化学公司生产的5100G。LDPE优选采用埃克森美孚公司生产的150BW。经试验证明，当低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和高密度聚乙烯以1：1：1制备时，具有较高的拉伸强度。
热封层是直接与包装内容物接触的一层，其中LDPE优选采用埃克森100AC，m-LLDPE优选采用陶氏化学公司生产的5401G，其具有热封温度低、抗撕裂能力强的优点，开口剂优选北京亚伦智联公司生产的AB-20LD。
聚乙烯层的制备方法如下：将复合层树脂、中间层树脂和热封层树脂分别加入挤出机的三个料筒中，并对各料筒进行三段加热，各料筒一段加热温度为120～130℃，二段加热温度为130～140℃，三段加热温度为140～150℃，设置模头温度为140～160℃，控制挤出熔体压力小于45Mpa。上述三个料筒中的聚合物粒子经过挤出机熔融并形成管坯，将管坯拉伸后从挤出机模头中心冲出压缩空气，将管坯吹胀成泡状膜，同时将泡状膜经风环冷却定型制得聚乙烯层。
由前述复合层、中间层和热封层组成的聚乙烯层，具有优良的热封性能，热封后密合性高，耐冲击性强，具有较高的拉伸强度，进而提高了由其制备的复合薄膜的防漏性和耐跌落性，且直接降低了制造成本。
本发明一种奶粉用复合膜的制备方法如下：首先将聚酯层印刷后与铝层进行干式复合形成PET/Al半成品，之后再与制好的聚乙烯层进行干式复合，形成PET/Al/PE三层结构的成品。
以下实施例中的150BW表示埃克森美孚公司生产的150BW，5100G表示陶氏化学公司生产的5100G，F920A表示三星道达尔公司生产的F920A，埃克森100AC表示埃克森美孚公司生产的埃克森100AC，5401G表示陶氏化学公司生产的5401G，AB-20LD表示北京亚伦智联公司生产的AB-20LD。
实施例1，
向共挤出机器的三个料筒中分别加入复合层树脂原料、中间层树脂原料和热封层树脂原料，各树脂原料配方如下：
复合层：25kg的150BW，50kg的5100G；
中间层：25kg的150BW，25kg的5100G，25kg的F920A；
热封层：25kg的埃克森100AC，50kg的5401G，1kg的AB-20LD。
上述三个料筒中的聚合物粒子经共挤吹塑制得聚乙烯层后，与经干式复合形成的PET/Al半成品，进行干式复合，最终形成本发明的复合膜。
实施例2，
各树脂原料配方如下：
复合层：22.5kg的150BW，52.5kg的5100G；
中间层：22.5kg的150BW，26.25kg的5100G，26.25kg的F920A；
热封层：24.32kg的埃克森100AC，50.16kg的5401G，1.52kg的AB-20LD。其余同实施例1。
实施例3，
各树脂原料配方如下：
复合层：26.25kg的150BW，48.75kg的5100G；
中间层：26.25kg的150BW，22.5kg的5100G，26.25kg的F920A；
热封层：26.6kg的埃克森100AC，47.88kg的5401G，1.52kg的AB-20LD。其余同实施例1。
实施例4，
各树脂原料配方如下：
复合层：30kg的150BW，45kg的5100G；
中间层：26.25kg的150BW，26.25kg的5100G，22.5kg的F920A；
热封层：25.612kg的埃克森100AC，49.4kg的5401G，0.988kg的AB-20LD。其余同实施例1。
将实施例1～4制得的复合膜进行检测，其测试结果见下表。

Claims (2)

1.一种奶粉包装用复合膜，其特征在于：由聚酯层、铝层和聚乙烯层组成；所述聚酯层的厚度为12～18微米，铝层的厚度为7～12微米，聚乙烯层的厚度为60～90微米；
所述聚乙烯层依次包括复合层、中间层和热封层，其中，
复合层包括：30wt％～40wt％的低密度聚乙烯和60wt％～70wt％的茂金属聚乙烯；
中间层包括：30wt％～35wt％的低密度聚乙烯、30wt％～35wt％的茂金属聚乙烯和30wt％～35wt％的高密度聚乙烯；
热封层包括：32wt％～35wt％的低密度聚乙烯、63wt％～66wt％的茂金属聚乙烯和1.3wt％～2.0wt％的开口剂；
所述复合层的厚度为17～25.5微米，中间层的厚度为25～37.5微米，热封层的厚度为18～27微米。
2.如权利要求1所述奶粉包装用复合膜，其特征在于：所述复合层中的低密度聚乙烯的牌号为埃克森美孚150BW，茂金属聚乙烯的牌号为陶氏5100G；
所述中间层中的低密度聚乙烯的牌号为埃克森美孚150BW，茂金属聚乙烯的牌号为陶氏5100G，高密度聚乙烯牌号为三星道达尔F920A；
所述热封层中的低密度聚乙烯的牌号为埃克森美孚100AC，茂金属聚乙烯的牌号为陶氏5401G，开口剂的牌号为北京亚伦智联AB-20LD。
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