CN108099303A - 一种高温蒸煮易揭复合膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温蒸煮易揭复合膜,包括依次设置的表层、阻隔层及热封层;表层为单层结构或两层复合结构或三层复合结构,表层包括PET薄膜、尼龙薄膜或聚丙烯薄膜;阻隔层为铝箔或镀铝PET;热封层为无机填料改性聚乙烯膜;本发明还公开了高温蒸煮易揭复合膜的制造方法。本发明的膜能够进行高温蒸煮杀菌,而且膜材透明度好,热封窗口宽,热封强度稳定,具有极佳的易揭性,能够满足医用包装的安全性能要求;且达到热封窗口后相比于常规膜其不会死封。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温蒸煮易揭复合膜及其制造方法,属于包装技术领域。
背景技术
目前,食品、药品瓶装容器封口多采用PE膜包装,常会发现包装袋很难打开,甚至出现“死封”,很难将包装膜从杯体上揭开,给消费者带来了诸多不便。为此,越来越多的包装企业开始关注易开启效果包装膜。
易开启效果包装膜主要分为易撕型与易揭型。其中易撕型主要通过打撕裂线/口方式或者采用易撕复合膜达到。而易揭包装,主要是控制包装材料的热封强度,使得包装材料封合后即能起到密封的效果,又能以很小的力破坏热封将其剥开。目前控制包装材料的热封强度主要通过对热封层粒子进行化学方式改性,例如,授权公告号为CN206537719U的专利,其采用乙烯基热熔胶方式;授权公告号为CN101987674A的专利,其热封层采用丙烯/丙烯酸甲酯共聚物,再通过马来酸酐接枝相容剂的丙烯均聚物共聚物共挤成膜。申请公开号为CN105619981A的专利,聚乙烯(PE)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)共混物作为热合层材料。这种化学改性方式制得的复合膜通常热封窗口比较窄,无法适用更宽广的设备应用。并且食品药品包装,常采用高温蒸汽方式进行灭菌,现工艺制备的化学改性的共聚物对其耐热性改善有限,无法适用于更广的应用。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术中存在的缺陷,提供一种高温蒸煮易揭复合膜,能够进行高温蒸煮杀菌,而且膜材透明度好,热封窗口宽,热封强度稳定,具有极佳的易揭性,能够满足医用包装的安全性能要求。
为实现上述目的,本发明的技术方案是设计一种高温蒸煮易揭复合膜,包括依次设置的表层、阻隔层及热封层;表层为单层结构或两层复合结构或三层复合结构,表层包括PET薄膜、尼龙薄膜或聚丙烯薄膜;阻隔层为铝箔或镀铝PET;热封层为无机填料改性聚乙烯膜。热封层采用无机填料改性后的聚乙烯膜,由于无机填料的耐热性、流平性好,因此这样的易揭膜热封窗口宽,热封强度稳定,具有极佳的易揭性,甚至在达到热封窗口后仍不会死封(如140℃~200℃的热封温度本发明均不会死封,而常规化学改性的易揭膜则会死封)。
进一步的技术方案是,热封层包括以下重量百分数的原料:聚乙烯25~80%,聚丙烯5~70%,无机填料5~25%。
进一步的技术方案是,热封层中的无机填料为滑石、碳酸钙、蒙脱土、凹土、硅灰石中的一种或者两种以上。
进一步的技术方案为,无机填料经过1000目或1000目以下的筛网过筛,使其粒径范围达到50~200微米,并用偶联剂对其进行表面改性。
为使得易揭效果好,优选的技术方案为,对无机填料表面改性的工艺过程为:将无机填料与质量浓度为2%~20%的偶联剂溶液预混,然后在高混机搅拌15~30min,再经过干燥,制得改性无机填料;其中偶联剂溶液的添加质量为无机填料质量的2%~10%。
进一步的技术方案为,偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
进一步的技术方案为,聚乙烯粒子为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或茂金属聚乙烯中的一种或两种以上;聚丙烯粒子为无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯以及均聚聚丙烯中的一种或两种以上。
进一步的技术方案为,聚乙烯熔体流动指数为0.3~10g/10min,熔点为80~150℃,密度为0.89~0.95g/cm3;聚丙烯熔体流动指数为0.5~8g/10min,熔点为100~170℃,密度为0.90~0.97g/cm3。
进一步的技术方案是,热封层的制备包括如下步骤:
①造粒:将改性后的无机填料加入聚丙烯中,通过连续混合器送入双螺杆挤压机在其筒体内熔融、均化后从模板的孔中挤出,同时用切刀切割成颗粒,然后用冷却水冷却干燥,制得包覆无机填料的聚丙烯粒子;其中双螺杆长径比为18~32,加工温度为130~180℃;②包覆无机填料的聚丙烯粒子与聚乙烯粒子按比例混合,再通过真空吸料机将原料吸入单螺杆挤出机的料斗内,其中螺杆长径比为22~38,加工温度为130~170℃,然后采用上吹风冷、下吹水冷或流延共挤生产工艺成膜,并对热封层表面进行2000~4000Hz的电晕处理后制得热封层。另外,本发明也可以采用另一种热封层的制备方式:将前述聚乙烯与聚丙烯颠倒一下,可制得包覆无机填料的聚乙烯粒子,具体为:将改性后的无机填料加入聚乙烯中,通过连续混合器送入双螺杆挤压机在其筒体内熔融、均化后从模板的孔中挤出,同时用切刀切割成颗粒,然后用冷却水冷却干燥,制得包覆无机填料的聚乙烯粒子;其中双螺杆长径比为18~32,加工温度为130~180℃;②包覆无机填料的聚乙烯粒子与聚丙烯粒子按比例混合,再通过真空吸料机将原料吸入单螺杆挤出机的料斗内,其中螺杆长径比为22~38,加工温度为130~170℃,然后采用上吹风冷、下吹水冷或流延共挤生产工艺成膜,并对热封层表面进行2000~4000Hz的电晕处理后制得热封层。
本发明的另一个目的在于,提供一种高温蒸煮易揭复合膜的制造方法,包括如下步骤:先对表层印刷,印刷后采用干复方式将表层各层复合或将表层复合至阻隔层上;后将热封层复合至阻隔层上,干复胶水采用能够耐蒸煮135℃,30min的高温蒸煮胶水。
本发明的优点和有益效果在于:
1、本发明的膜能够进行高温蒸煮杀菌,而且膜材透明度好,热封窗口宽,热封强度稳定,具有极佳的易揭性,能够满足医用包装的安全性能要求;且达到热封窗口后相比于常规膜其不会死封。
2、由于无机填料的耐热性、流平性好,因此这样的易揭膜热封窗口宽,热封强度稳定,具有极佳的易揭性,甚至在达到热封窗口后仍不会死封(如140℃~200℃的热封温度本发明均不会死封,而常规化学改性的易揭膜则会死封),热封强度在达到热封窗口后仍然比较稳定。
3、在135℃下蒸煮30min,不产生变形,提高并保证医疗器件的无菌环境;
4、无机填料经过偶联剂改性后,热封层稳定,不分层,并且热封窗口宽;
5、本发明相较与常规膜,易揭效果优异,满足现有医疗器件易揭效果要求;
6、本发明复合膜不单单能自封,并且能与与PP,PE,PVC等材质热封,其适应性广。
附图说明
图1是本发明一种高温蒸煮易揭复合膜的易揭效果图示;
图2是本发明易揭膜的易揭原理图;
图3是未采用本发明方法制备的易揭膜的易揭效果图示。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一:
本发明是一种高温蒸煮易揭复合膜,包括依次设置的表层、阻隔层及热封层;
表层PET,安徽国风产双向拉伸PET,阻隔层为AL,中基公司,合金牌号8011,热封层配比:聚乙烯粒子75%,聚丙烯粒子15%,滑石10%。滑石经过1000目筛网过筛,滑石采用江西奥特产的塑料增强滑石,采用KH550硅烷偶联剂改性,工艺为硅烷偶联剂浓度为5%,添加量为滑石质量的8%,重复搅拌(在高混机中搅拌20min)混合后烘干。复合胶水采用高温蒸煮胶水。聚乙烯粒子为低密度聚乙烯,牌号:扬巴2426H、;聚丙烯粒子为牌号:韩国现代H1501。聚乙烯熔体流动指数为2~6g/10min,熔点为90~100℃,密度为0.92g/cm3;聚丙烯熔体流动指数为3~5g/10min,熔点为130~140℃,密度为0.94g/cm3。
热封层的制备包括如下步骤:
①造粒:将改性后的无机填料加入聚丙烯中,通过连续混合器送入双螺杆挤压机在其筒体内熔融、均化后从模板的孔中挤出,同时用切刀切割成颗粒,然后用冷却水冷却干燥,制得包覆无机填料的聚丙烯粒子;其中双螺杆长径比为18~32,加工温度为130~180℃;②包覆无机填料的聚丙烯粒子与聚乙烯粒子按比例混合,再通过真空吸料机将原料吸入单螺杆挤出机的料斗内,其中螺杆长径比为22~38,加工温度为130~170℃,然后采用上吹风冷、下吹水冷或流延共挤生产工艺成膜,并对热封层表面进行2000~4000Hz的电晕处理后制得热封层。
制造高温蒸煮易揭复合膜的方法,先对表层印刷,印刷后采用干复方式将表层各层复合或将表层复合至阻隔层上;后将热封层复合至阻隔层上,干复胶水采用能够耐蒸煮135℃,30min的高温蒸煮胶水,高温蒸煮胶水采用高盟501胶水。
实施例二:
与实施例一的不同在于,阻隔层为镀铝PET,热封层配比:聚乙烯粒子75%,聚丙烯粒子15%,碳酸钙10%。碳酸钙经过1000目筛网过筛,超细碳酸钙采用江西奥特产的超细碳酸钙,硅烷偶联剂添加量为碳酸钙质量的8%,重复搅拌(在高混机中搅拌15min)混合后烘干。高温蒸煮胶水采用汉高UK3640。
实施例三:
与实施例一的不同在于,热封层配比:聚乙烯粒子75%,聚丙烯粒子15%,碳酸钙10%。碳酸钙经过1000目筛网过筛,采用钛酸酯偶联剂,工艺为钛酸酯偶联剂浓度为5%,添加量为碳酸钙质量的8%,重复搅拌(在高混机中搅拌30min)混合后烘干。高温蒸煮胶水采用波士胶EPS6560。
实施例四:
与实施例一的不同在于,热封层配比:聚乙烯粒子25%,聚丙烯粒子70%,滑石5%。滑石经过1000目筛网过筛,采用KH550硅烷偶联剂,工艺为KH550硅烷偶联剂浓度为5%,添加量为滑石质量的8%,重复搅拌(在高混机中搅拌30min)混合后烘干。
实施例五:
与实施例一的不同在于,热封层配比:聚乙烯粒子80%,聚丙烯粒子5%,滑石15%。滑石经过1000目筛网过筛,采用KH550硅烷偶联剂,工艺为KH550硅烷偶联剂浓度为5%,添加量为滑石质量的8%,重复搅拌(在高混机中搅拌30min)混合后烘干。
对比例一:
与实施例一的不同在于,表层PET,阻隔层为镀铝AL,热封层配比:聚乙烯粒子80%,聚丙烯粒子20%。复合胶水采用高温蒸煮胶水。
对比例二:
与对比例一的不同在于,热封层配比:聚乙烯粒子75%,聚丙烯粒子15%,滑石10%。滑石未改性处理。
对比例三:
按照授权公告号为CN105480553A的专利制备的膜。
对比例四:
与实施例一的不同在于,复合胶水采用不耐高温蒸煮胶水,牌号:康和KH766。
各实施例与对比例的热封强度如下表:
测试方法采用YBB00132002测试(具体为2bar,0.5s自封条件),同样的热封温度下,实施例的热封强度相对较小;实施例热封强度最大在7.5N/15mm左右,热封质量稳定可靠。对比例1中未填加无机填料,热封强度随温度升高而升高,无易揭效果。对比例2中未对无机填料进行改性,热封强度不稳定,并且复合膜揭后表面有毛刺,不平整。
将实施例一与对比例四放入135℃,30min蒸煮环境后,测试其热封强度。见下表:
两个表格数据对比,本发明易揭膜经过135℃,30min蒸煮环境后,热封强度无明显衰减,而对比例四中,由于采用非高温蒸煮胶水,经过135℃,30min蒸煮环境后,复合膜分层。
采用本发明制得的易揭膜其易揭效果如图1所示,易揭效果好,揭后表面光滑,图3为对比例4制成的膜,其易揭效果差,剥离力不均匀,表层有分层。本发明的易揭效果好,其原因如图2所示。
由于PP粒子先和无机填料进行了造粒,使得无机填料首先被包覆在PP中,再通过造粒后的PP粒子与PE粒子吹膜或流延成热封层。由于无机填料的存在,相当于热封层中存在了滚珠效应,揭离过程,优先在无机填料附近剥离,剥离力也相对平滑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,包括依次设置的表层、阻隔层及热封层;表层为单层结构或两层复合结构或三层复合结构,表层包括PET薄膜、尼龙薄膜或聚丙烯薄膜;阻隔层为铝箔或镀铝PET;热封层为无机填料改性聚乙烯膜。
2.如权利要求1所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,所述热封层包括以下重量百分数的原料:聚乙烯25~80%,聚丙烯5~70%,无机填料5~25%。
3.如权利要求2所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,热封层中的无机填料为滑石、碳酸钙、蒙脱土、凹土、硅灰石中的一种或者两种以上。
4.如权利要求3所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,所述无机填料经过1000目或1000目以下的筛网过筛,使其粒径范围达到50~200微米,并用偶联剂对其进行表面改性。
5.如权利要求4所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,对无机填料表面改性的工艺过程为:将无机填料与质量浓度为2%~20%的偶联剂溶液预混,然后在高混机搅拌15~30min,再经过干燥,制得改性无机填料;其中偶联剂溶液的添加质量为无机填料质量的2%~10%。
6.如权利要求5所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
7.如权利要求6所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,所述聚乙烯粒子为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或茂金属聚乙烯中的一种或两种以上;聚丙烯粒子为无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯以及均聚聚丙烯中的一种或两种以上。
8.如权利要求7所述的一种高温蒸煮易揭复合膜,其特征在于,所述聚乙烯熔体流动指数为0.3~10g/10min,熔点为80~150℃,密度为0.89~0.95g/cm3;聚丙烯熔体流动指数为0.5~8g/10min,熔点为100~170℃,密度为0.90~0.97g/cm3。
9.制备如权利要求1至8任一项所述的高温蒸煮易揭复合膜其热封层的方法,其特征在于,包括如下步骤:
①造粒:将改性后的无机填料加入聚丙烯中,通过连续混合器送入双螺杆挤压机在其筒体内熔融、均化后从模板的孔中挤出,同时用切刀切割成颗粒,然后用冷却水冷却干燥,制得包覆无机填料的聚丙烯粒子;其中双螺杆长径比为18~32,加工温度为130~180℃;②包覆无机填料的聚丙烯粒子与聚乙烯粒子按比例混合,再通过真空吸料机将原料吸入单螺杆挤出机的料斗内,其中螺杆长径比为22~38,加工温度为130~170℃,然后采用上吹风冷、下吹水冷或流延共挤生产工艺成膜,并对热封层表面进行2000~4000Hz的电晕处理后制得热封层。
10.制造如权利要求1至8中任一项所述的高温蒸煮易揭复合膜的方法,其特征在于,先对表层印刷,印刷后采用干复方式将表层各层复合或将表层复合至阻隔层上;后将热封层复合至阻隔层上,干复胶水采用能够耐蒸煮135℃,30min的高温蒸煮胶水。
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