CN107628365A - 复合包装膜、包装系统及包装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合包装膜、使用该复合包装膜的包装系统、以及将该复合包装膜应用于包装轻木的方法。本发明的复合包装膜包括内层、外层、以及位于内层与外层之间的中间层，其中，内层的主要成分为纤维增强聚氨酯弹性体复合材料，纤维增强聚氨酯弹性体复合材料由聚合物纤维织物和聚氨酯弹性体构成；中间层为粘合层；外层为尼龙膜和/或聚乙烯膜。本发明提供的复合包装膜兼具优异的力学性能和水汽隔绝性，能够用于包装任何需要防水防霉的产品，特别适合于包装轻木。
Description
技术领域
本发明涉及包装领域，更具体地讲，涉及一种复合包装膜、使用该复合包装膜的包装系统、以及将该复合包装膜应用于包装轻木的方法。
背景技术
轻木(Balsa)是制造风力发电机组的叶片的重要材料之一，常用于叶根部位。由于叶根部对力学性能要求严格，通常要求轻木的含水率在6％左右。但是，该材料极易吸水，一旦含水率过高会导致其力学性能下降、叶片灌注发白以及发生变形等。另一方面，轻木的含水率也不易过低，否则也会对力学性能产生不利影响。另外，轻木容易被霉菌污染，常有长霉问题发生。
目前轻木的包装通常是一次性纸箱包装，拆开后丢弃。虽然有时也会在轻木外包裹普通塑料包装膜，但是，普通塑料包装膜在运输和搬用过程中极容易破损。而且，使用现有包装的轻木在储存、运输和使用现场容易发生在潮湿的环境中吸水、在干燥的环境中失水、遭受霉菌污染、不能承重导致轻木套材挤压损坏等情况。如果轻木的实际含水率无法满足要求或者长霉，均会给风机叶片造成质量问题或不可预知的质量风险。
因此，需要一种兼具优异的力学性能与防水性能的新型的复合包装膜。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题中的一个或多个，本发明提供一种复合包装膜、使用该复合包装膜的包装系统、以及将该复合包装膜应用于包装轻木的方法。
该复合包装膜包括内层、外层、以及位于内层与外层之间的中间层，内层的主要成分为纤维增强聚氨酯弹性体复合材料，纤维增强聚氨酯弹性体复合材料由聚合物纤维织物和聚氨酯弹性体构成；中间层为粘合层；外层为尼龙膜和/或聚乙烯膜。
其中，聚合物纤维织物可以为从由尼龙网格布、聚酯网格布、聚酰亚胺组成的组中选择的一种或多种，聚合物纤维织物的克重为200g/㎡以下。
其中，相对于内层的总重量，内层中可以添加有2重量％～4重量％的抗菌剂、3重量％～6重量％的防潮剂；相对于外层的总重量，外层中可以添加有3重量％～8重量％的抗菌剂、3重量％～8重量％的防潮剂。
其中，抗菌剂可以为从由氧化锌、正丁-苯丙异噻唑啉-三酮、羟基吡啶硫酮锌、噻唑烷类化合物组成的组中选择的一种或多种，防潮剂可以为硅胶。
其中，内层的厚度可以为0.01mm～1.5mm，中间层的厚度可以为0.01mm～0.5mm，外层的厚度可以为0.1mm～0.5mm。
其中，中间层可以为硅胶自粘带或热缩膜。
其中，中间层中可以添加有气相二氧化硅或长径比为100-150的硫酸钙晶须，相对于中间层的总重量，气相二氧化硅或硫酸钙晶须的添加量可以为10重量％～30重量％。
其中，在复合包装膜的封口处，中间层和外层的边缘可以均超出内层的边缘2-5cm，在内层的边缘可以具有拉链部。
另外，本发明还提供一种包装系统，该包装系统包括包装箱和上述复合包装膜。
另外，本发明还提供一种将上述复合包装膜应用于包装轻木的方法。
通过发明提供的复合包装膜，兼具优异的力学性能和水汽隔绝性，能够用于任何需要防水防霉的产品包装，特别适合于包装轻木。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了根据本发明实施例1的复合包装膜的截面结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例7的复合包装膜的封口处的示意图；
图3示出了根据本发明实施例7的包装系统的示意图。
具体实施方式
本发明的发明人经过深入研究发现，如果将以纤维增强聚氨酯弹性体复合材料作为主要成分的防护加强层设为内层，将尼龙膜和/或聚乙烯膜这样的保护层设为外层，并且在内层与外层之间设置作为粘合层的中间层，就能够得到一种兼具优异的力学性能和水汽隔绝性的新型的复合包装膜。
这样的三层结构可以通过采用三层共挤出成型或者使用胶黏剂粘接来构成复合包装膜。通过这样的构成，在复合包装膜的总膜厚不超过3mm的情况下，总水蒸气透过量能够低于0.05g/(㎡·24h)。
下面对各层进行详细说明。
内层
本发明的内层为防护加强层，承担主要的机械应力。内层的厚度优选为0.01mm～1.5mm，更加优选为0.5mm～1.3mm，进一步优选为0.8mm～1.0mm。
内层的纤维增强聚氨酯弹性体复合材料是指由聚合物纤维织物和聚氨酯弹性体(主要官能团：-NHCOO-)构成的复合材料。其中，聚合物纤维织物与聚氨酯弹性体的重量比可以根据需要进行适当调节，但是，优选聚合物纤维织物与聚氨酯弹性体的重量比为20:80～80:20。当聚合物纤维织物与聚氨酯弹性体的重量比满足上述范围时，内层的性能指标能够满足如下条件：拉伸强度＞150MPa，断裂伸长率＞200％，脆化温度＜-50℃，水蒸气透过量＜0.3g/(㎡·24h)，耐穿刺性＞2N/μm，抗摆锤冲击能＞1.2J，撕裂强度＞300N/mm。
其中，聚合物纤维织物优选为从由尼龙(主要官能团：-[NHCO]-)网格布、聚酯网格布、聚酰亚胺(分子式：C35H28N2O7)组成的组中选择的一种或多种，聚合物纤维织物的克重优选为200g/㎡以下。通过控制聚合物纤维织物的克重，能够在满足增强氨酯弹性体的情况下，控制整个复合包装膜的重量，使其更加轻便。
另外，在内层中，可以添加少量的抗菌剂和防潮剂。抗菌剂可以为例如从由氧化锌(分子式：ZnO)、正丁-苯丙异噻唑啉-三酮(BBIT)、羟基吡啶硫酮锌(ZnPT)、噻唑烷类化合物组成的组中选择的一种或多种，防潮剂可以为例如硅胶(分子式：mSiO2·nH2O)。通过在内层中添加抗菌剂，能够防止被包装物受到霉菌污染，通过添加防潮剂，能够进一步防止被包装物受潮吸水或过于干燥(失水)。
其中，抗菌剂的添加量相对于内层的总重量，优选为2重量％～4重量％，更加优选为3重量％～4重量％；防潮剂的添加量相对于内层的总重量，优选为3重量％～6重量％，更加优选为4重量％～5重量％。
中间层
中间层为粘合层，也可以称为密封层。中间层的厚度优选为0.01mm～0.5mm，更加优选为0.05mm～0.3mm，进一步优选为0.1mm～0.2mm。优选中间层的断裂伸长率大于300％，180°剥离强度＞3N/mm。
另外，中间层优选为硅胶自粘带或热缩膜。
其中，硅胶自粘带用力轻压可实现粘接，并且可反复粘接，起到密封作用，硅胶自粘带的主要成分为甲基乙烯基硅橡胶(分子式：C2H3[Si(CH3)2O]n[Si(CH3)(C2H3)O]mC2H3)，具有自粘特性。中间层主要承担二次防水密封作用，也可以起到粘接作用。
热缩膜可以是例如PVC(聚氯乙烯(官能团：-(CH2-CHCl)n-))、POF(包括LLDPE(线性低密度聚乙烯：官能团-(C2H4)n-)、TPP(三元共聚聚丙烯：官能团-(C3H6)n-)、PPC(二元共聚聚丙烯：官能团-(C3H6)n-)，为多层共挤聚烯烃热收缩膜)、PP(聚丙烯，官能团：-(C3H6)n-)、PE(聚乙烯，官能团：-(C2H4)n-)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，分子式：COC6H4COOCH2CH2O)、OPS(定向聚苯乙烯，官能团：-(C8H8)n-)以及任何合适的聚合物膜或者任意组合的复合膜，还可以是透明的或者不透明以及其他任意透光率的薄膜。当中间层为热缩膜时，其厚度优选为0.01-0.1mm。相应的密封方式为加热密封，封口可以使用自动封口设备、手持封口机或者热风枪以及其他任何用于封口的设备，优选为手持热风枪进行密封。
另外，中间层中优选添加有气相二氧化硅或长径比为100-150的硫酸钙(分子式：CaSO4)晶须。相对于中间层的总重量，气相二氧化硅或硫酸钙晶须的添加量优选为10重量％～30重量％。通过添加气相二氧化硅或硫酸钙晶须，能够提高中间层的强度。
外层
外层的厚度优选为0.1mm～0.5mm，更加优选为0.2mm～0.4mm，进一步优选为0.2mm～0.3mm。
外层可以是PE(聚乙烯)膜或PA(尼龙)膜，或者是例如由尼龙膜、聚乙烯膜、尼龙膜依次层叠而成的多层复合薄膜。通过这样的构成，能够使外层的性能指标满足如下条件：拉伸强度＞120MPa，断裂伸长率大于120％，脆化温度＜-60℃，水蒸气透过率＜0.1g/(㎡·24h)，耐穿刺性＞1.5N/μm，撕裂强度＞300N/㎜，摩擦系数＜1.2。
另外，在外层中，也可以添加少量的抗菌剂和防潮剂。抗菌剂可以为例如从由氧化锌、正丁-苯丙异噻唑啉-三酮、羟基吡啶硫酮锌、噻唑烷类化合物组成的组中选择的一种或多种，防潮剂可以为例如硅胶。通过在内层和外层中添加抗菌剂，能够防止被包装物受到霉菌污染，通过添加防潮剂，能够进一步防止被包装物受潮吸水或过于干燥(失水)。
抗菌剂的添加量相对于外层的总重量，优选为3重量％～8重量％，更加优选为5重量％～7重量％；防潮剂的添加量相对于外层的总重量，优选为3重量％～8重量％，更加优选为5重量％～7重量％。
另外，本发明还提供一种包装系统，该包装系统包括包装箱和上述复合包装膜。
另外，本发明还提供一种将上述复合包装膜应用于包装轻木的方法。
利用本发明提供的复合包装膜、包装系统以及包装方法，可以使得轻木与外界环境隔绝，并且承重力强，避免了轻木吸水、失水(过于干燥)、霉菌污染以挤压受损的问题，能够在低温、高温、高湿以及霉菌环境中使用。而且，根据本发明的复合包装膜具有耐磨、耐穿刺、防水防菌、使用方便、循环利用的特点。
下面通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[实施例1]
如图1所示，本申请实施例1的复合包装膜1包括内层4、外层2、以及位于内层4与外层2之间的中间层3。内层4由纤维增强聚氨酯弹性体复合材料制成，在纤维增强聚氨酯弹性体复合材料中，尼龙网格布与聚氨酯弹性体的重量比为20:80。内层4的厚度为0.01mm。中间层3为0.2mm厚的硅胶自粘带。外层2为0.1mm厚的尼龙膜。
[实施例2]
本申请实施例2的结构与实施例1相同，不同之处在于：内层4由纤维增强聚氨酯弹性体复合材料制成，在纤维增强聚氨酯弹性体复合材料中，聚酯网格布与聚氨酯弹性体的重量比为80:20，内层4的厚度为0.5mm。中间层3为0.5mm厚的硅胶自粘带。外层2为0.4mm厚的聚乙烯膜。
[实施例3]
本申请实施例3的结构与实施例1相同，不同之处在于：内层4由纤维增强聚氨酯弹性体复合材料制成，在纤维增强聚氨酯弹性体复合材料中，聚酰亚胺与聚氨酯弹性体的重量比为40:60，内层4的厚度为0.8mm。中间层3为0.3mm厚的硅胶自粘带。外层2为0.3mm厚的尼龙膜。另外，在内层4中，相对于内层4的总重量，添加有2重量％的正丁-苯丙异噻唑啉-三酮，而且，在内层4中，相对于内层4的总重量，添加有4重量％的硅胶。
[实施例4]
本申请实施例4的结构与实施例1相同，不同之处在于：内层4由纤维增强聚氨酯弹性体复合材料制成，在纤维增强聚氨酯弹性体复合材料中，尼龙网格布与聚氨酯弹性体的重量比为50:50，内层4的厚度为1.3mm。中间层3为0.08mm厚的聚乙烯膜。外层2为0.5mm厚的由尼龙膜、聚乙烯膜、尼龙膜依次层叠而成的多层复合薄膜。另外，在内层4中添加有相对于内层4的总重量为3重量％的羟基吡啶硫酮锌，而且，在内层4中，相对于内层4的总重量，添加有3重量％的硅胶。另外，在外层2中，相对于外层2的总重量，添加有4重量％的氧化锌，而且，在外层2中，相对于外层2的总重量，添加有8重量％的硅胶。
[实施例5]
本申请实施例5的结构与实施例1相同，不同之处在于：内层4由纤维增强聚氨酯弹性体复合材料制成，在纤维增强聚氨酯弹性体复合材料中，聚酯网格布与聚氨酯弹性体的重量比为50:50，内层4的厚度为1.5mm。中间层3为0.1mm厚的PET膜。外层2为0.4mm厚的聚乙烯膜。另外，在中间层3中，相对于中间层3的总重量，添加有10重量％～30重量％气相二氧化硅。
[实施例6]
本申请实施例6的结构与实施例1相同，不同之处在于：内层4由纤维增强聚氨酯弹性体复合材料制成，在纤维增强聚氨酯弹性体复合材料中，尼龙网格布与聚氨酯弹性体的重量比为50:50，内层4的厚度为1.3mm。中间层3为0.08mm厚的聚乙烯膜。外层2为0.4mm厚的由尼龙膜、聚乙烯膜依次层叠而成的多层复合薄膜。另外，在外层2中，相对于外层2的总重量，添加有4重量％的氧化锌，而且，在外层2中，相对于外层2的总重量，添加有8重量％的硅胶。另外，在中间层3中，相对于中间层3的总重量，添加有10重量％～30重量％的硫酸钙晶须，硫酸钙晶须的长径比为100-150。
[实施例7]
将上述实施例1的复合包装膜1设置为如下结构：其封口如图2所示。在封口处，中间层3和外层2的边缘均超出内层4的边缘约2-5cm，在内层4的边缘设置密封拉链结构5。这样，密封拉链结构5作为第一密封部，包装好轻木后在封口处密封时，能够利用拉链方式进行第一道密封。另外，中间层3和外层2的超出内层4的部分通过中间层3贴合，以自粘密封的方式进行第二道密封。这样同时采用两道密封，能够进一步提高防水性能，并且方便开启。另外，如图3所示，包装箱6包括围板8和支撑结构7。围板8采用胶合板(也可以采用硬质纸板)。支撑结构7为木质梁(也可以采用钢制舌片支撑)，起到承重作用。包装箱6能够迅速组装和拆卸，并且能防止轻木套材挤压损坏。在本实施例中，轻木外面包裹复合包装膜1，然后置入包装箱6。这样，复合包装膜1与包装箱6构成了用于包装轻木的包装系统。复合包装膜1外形尺寸优选为与包装箱6的箱内腔尺寸匹配。这样，在现场生产过程中，可以拆开包装后取出内置的包装物(例如轻木)。
当然，包装箱6的起承重作用的边框和棱也可以是其他金属材质。复合包装膜1也可以使用在包装箱6的外部。
〈测试〉
性能指标测试
测试上述实施例1～6中各个层的性能参数，并将其记载于表2。其中，性能测试方法如下：拉伸强度和断裂伸长率按照GB 13022检测，180°剥离强度按照GB/T 2792检测，撕裂强度按照QB/T 1130检测，耐穿刺性能按照BS 4816测试，水蒸气透过量按照GB/T 1037测试，摩擦系数按照GB 10006测试。
使用效果测试
在下面的表1中，示出了三个轻木样品的含水率不同时，其力学性能的差异。
表1不同轻木含水率的力学性能测试结果
密度：150kg/m3
由上述表1可知，轻木的含水率不同，对其力学性能的影响巨大。在此，利用本发明的实施例1～6的复合包装膜包裹轻木样品，在环境相对湿度70％左右下静置30日后，拆开复合包装膜，观察其中轻木样品的霉菌污染情况和吸水情况。完全没有霉菌污染标记为“○”(好)，极少量污染标记为“◎”(较好)。另外，将轻木样品的含水率的变化率在3％以下标记为“○”(好)，在5％以下标记为“◎”(较好)。其结果见表2。
表2：性能测试结果
由表2可知，根据本发明所提供的复合包装膜、使用该复合包装膜的包装系统、以及将该复合包装膜应用于包装轻木的方法，具有如下有益效果：
(1)即使在低温、高温、高湿以及霉菌环境中，也可以使包裹在其中的轻木与外界环境隔绝，防止轻木受潮吸水、过于干燥(失水)、霉菌污染(长霉)；
(2)利用本发明提供的包装系统，能够进行更多层码垛，节省仓储空间，并且能防止轻木套材挤压受损；
(3)复合包装膜的密封和开启方便，并且强度高，复合包装膜和包装箱可重复使用，减少浪费，降低综合包装成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种复合包装膜，所述复合包装膜包括内层、外层、以及位于所述内层与所述外层之间的中间层，其特征在于，
所述内层的主要成分为纤维增强聚氨酯弹性体复合材料，所述纤维增强聚氨酯弹性体复合材料由聚合物纤维织物和聚氨酯弹性体构成；
所述中间层为粘合层；
所述外层为尼龙膜和/或聚乙烯膜。
2.如权利要求1所述的复合包装膜，其特征在于，所述聚合物纤维织物为从由尼龙网格布、聚酯网格布、聚酰亚胺组成的组中选择的一种或多种，所述聚合物纤维织物的克重为200g/㎡以下。
3.如权利要求1所述的复合包装膜，其特征在于，相对于所述内层的总重量，所述内层中添加有2重量％～4重量％的抗菌剂、3重量％～6重量％的防潮剂；相对于所述外层的总重量，所述外层中添加有3重量％～8重量％的抗菌剂、3重量％～8重量％的防潮剂。
4.如权利要求3所述的复合包装膜，其特征在于，所述抗菌剂为从由氧化锌、正丁-苯丙异噻唑啉-三酮、羟基吡啶硫酮锌、噻唑烷类化合物组成的组中选择的一种或多种，所述防潮剂为硅胶。
5.如权利要求1所述的复合包装膜，其特征在于，所述内层的厚度为0.01mm～1.5mm，所述中间层的厚度为0.01mm～0.5mm，所述外层的厚度为0.1mm～0.5mm。
6.如权利要求1所述的复合包装膜，其特征在于，所述中间层为硅胶自粘带或热缩膜。
7.如权利要求1所述的复合包装膜，其特征在于，所述中间层中添加有气相二氧化硅或长径比为100-150的硫酸钙晶须，
相对于所述中间层的总重量，所述气相二氧化硅或所述硫酸钙晶须的添加量为10重量％～30重量％。
8.如权利要求1所述的复合包装膜，其特征在于，在所述复合包装膜的封口处，所述中间层和所述外层的边缘均超出内层的边缘2-5cm，在所述内层的所述边缘具有拉链部。
9.一种包装系统，其特征在于，所述包装系统包括包装箱和权利要求1～8中任一项所述的复合包装膜。
10.一种将复合包装膜应用于包装轻木的方法，其特征在于，所述复合包装膜为权利要求1～8中任一项所述的复合包装膜。
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