CN108973289A - 一种透明高阻隔的农药包装膜及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明高阻隔的农药包装膜，农药包装膜由外至内依次包括PET层、图案层、胶黏层、对称尼龙层，在PET层内侧表面设置有SiO2或Al2O3陶瓷膜，胶黏层由高耐腐聚氨酯胶水固化而成，对称尼龙层为依次设置的PE层、PA层、PE层组成的对称尼龙共挤膜。本发明的农药包装膜具有良好的透明性，可以直观的看到内容物的物质状态，该包装膜对内容物具有良好的阻隔渗透作用，尼龙成分的加入大大提高了包装膜的抗跌落、耐压性能，且易于回收处理，且该发明提供的透明高阻隔的农药包装膜的制备工艺简单，便于工业化生产实施。

Description

一种透明高阻隔的农药包装膜及其制备工艺
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，具体设计一种透明高阻隔的农药包装膜及其制备工艺。
背景技术
传统的农药包装大多为大包装形式，通常农民一次性用不完，剩余农药往往很难保存，从而带来了中毒、环境污染等隐患，且高效农药已成为目前农药发展的一种趋势，这也使小包装不可避免地取代大包装。
农药小包装大多使用铝箔袋、玻璃瓶及塑料瓶，常用铝箔袋结构有PET/AL/PET/PE、PET/AL/PE、PET/AL/CPP、PET/AL/PET/CPP或PET/AL/PA/PE等，虽然铝箔袋具有强度高、耐腐蚀的优点，在农药的包装中使用较多，但其不透明，农民在使用之前无法直观了解内装物的物质状态，例如活性组分的结晶析出，乳化剂析出分层，制剂结块等，且铝箔袋中含有铝箔不利于回收或降解，环保性较差；玻璃瓶耐腐蚀性极佳，但存在着易破碎的缺点，极易造成环境污染，且成本较高；塑料瓶的强度较高，但普通塑料瓶的耐腐蚀性不好，易渗漏，而阻隔塑料瓶虽然耐腐蚀性较好，但与其它小包装相比，成本明显较高，且大多不透明。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种透明高阻隔的农药包装膜，本发明制备的农药包装膜可以直观的看到内容物的物质状态，该包装膜对内容物具有良好的阻隔渗透作用，尼龙成分的加入大大提高了包装膜的抗跌落、耐压性能，且易于回收处理。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种透明高阻隔的农药包装膜，农药包装膜由外至内依次包括PET层、图案层、胶黏层、对称尼龙层，在PET层内侧表面设置有SiO2或Al2O3陶瓷膜，所述胶黏层由高耐腐聚氨酯胶水固化而成，所述对称尼龙层为依次设置的PE层、PA层、PE层组成的对称尼龙共挤膜。
优选地，所述PE层由重量占比为5～10％的增韧剂、重量占比为30～60％的线性低密度聚乙烯和重量占比为30～60％的低密度聚乙烯组成，所述PA层为PA6/66的共聚物，其中PA6重量占比为10～20％。
优选地，所述增韧剂为POE弹性体、EVA弹性体中的一种。
优选地，所述农药包装膜厚度为50～150μm，其中PET层厚度为10～15μm、图案层和胶水层厚度为3～5μm，余量为对称尼龙共挤膜厚度。
优选地，所述对称尼龙共挤膜中PA的厚度占比为15～20％，余量为PA两侧的PE层厚度占比，且PA层两侧的PE层厚度相等。
为了便于透明高阻隔的农药包装膜的工业化生产和推广，现提出一种所述的透明高阻隔的农药包装膜的制备工艺，包括如下步骤：
S1：制备对称尼龙层，按照权利要求3中所述的重量占比，将PE树脂与增韧剂混合物，PA树脂分别在不同的挤出机中熔融塑化，将熔融后的树脂挤入同一模头内，按一定的间层结构均匀分布在模头中，然后经吹胀、冷却定型、收卷制得结构为PE层、PA层、PE层对称尼龙共挤膜；
S2：PET层预处理，打开等离子放电装置电源开关和氩气钢瓶，调节电源选择旋钮达到电源频率20KHz、功率400W，调节氩气流速为3L/min，观察两电极之间呈均匀稳定的紫色后，将PET层以一定的速度喂入放电区域处理30s后导出；
S3：PET层镀膜，利用卷绕式热蒸发真空镀膜设备对PET层一侧表面镀上SiO2或Al2O3陶瓷膜；
S4：图案印刷：采用凹版印刷工艺在PET层镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜一侧的表面印制图案层；
S5：标识印刷：采用UV喷码印刷工艺在PET层两侧面印制产品标识；
S6：制备高阻隔农药包装膜，利用干式复合工艺将对称尼龙共挤膜和PET层进行复合；干式复合工艺为：将步骤S1制备的对称尼龙共挤膜和步骤S5处理后的PET层以相等的速度进行放卷；常温条件下，将高耐腐聚氨酯胶水均匀涂覆于对称尼龙共挤膜一侧表面或PET层印制有图案标记的一侧表面，施胶量为3.0-5.0g/m2；将涂覆好胶水的对称尼龙共挤膜或PET层进行烘干，干燥温度为50～80℃；将烘干好的尼龙共挤膜和PET层依次进行贴合、收卷、熟化，得成品，其中贴合温度55～85℃、贴合速度150～200m/min、熟化温度为40～50℃、熟化时间为36-72h。
该方法生产的透明高阻隔的农药包装膜具有透明度高、抗跌落破裂能力强、耐压性能好的特点，且该方法是在现有薄膜生产技术和设备上的改进，便于工业化生产的实施。
优选地，所述步骤S4中在PET层镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜一侧表面印制的产品标识为产品防伪编号，PET层另一侧表面印制的产品标识为包含产品信息的二维码。
本发明的优点和有益效果在于：
1、农药包装膜中的PET层以及PET层表面的SiO2或Al2O3陶瓷膜均具有良好的透明度，对称尼龙共挤膜中PE层由线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成，线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯均具有良好的透光率，且增韧剂POE弹性体、EVA弹性体能够很好的增加PE层的透光率，因此农药包装膜具有良好的透明度，便于观察内容物的物质状态。
2、对称尼龙共挤膜中含有尼龙成分以及PE层中含有POE或EVA增韧剂有效地提高了农药包装膜的韧性和回弹性，同时PET层均由良好的韧性和耐疲劳性，不仅克服了传统铝箔包装袋尖锐器物一碰即破的缺陷，同时提高了农药包装膜的使用寿命。
3、PET层表面镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜，以及对称尼龙共挤膜中含有的尼龙成分均显著提高了农药包装膜的耐腐蚀、耐渗透性能，以及抗跌落破裂和耐压破裂性能。
4、采用等离子放电处理工艺对PET层表面进行了预处理，显著提高了SiO2或Al2O3陶瓷膜与PET层之间的附着力；图案层置于PET层陶瓷膜表面，提高了图案层与PET层之间的附着力，同时图案层位于PET层和对称尼龙共挤膜之间，有效的防止摩擦导致图案层脱落或灭失；PET层外表面设置有二维码，便于用户查询产品真伪及其他产品信息。
5、PET层和对称尼龙共挤膜之间采用高耐腐聚氨酯胶水粘合，保证了PET层和对称尼龙共挤膜之间的粘结牢固性，防止胶水不耐腐引起的包装膜层之间的脱离。
6、本发明公开的透明高阻隔的农药包装膜制备工艺简单，便于工业化生产和推广。
附图说明
图1是农药包装膜结构示意图；
图2是对称尼龙共挤膜结构示意图。
附图标记说明：
1、PET层；2、图案层；3、胶黏层；4、对称尼龙层；41、PE层；42、PA层。
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。
如图1和图2所示，一种透明高阻隔的农药包装膜，农药包装膜由外至内依次包括PET层1、图案层2、胶黏层3、对称尼龙层4，在PET层1内侧表面设置有SiO2或Al2O3陶瓷膜，所述胶黏层3由高耐腐聚氨酯胶水固化而成，所述对称尼龙层4为依次设置的PE层41、PA层42、PE层41组成的对称尼龙共挤膜。
本实施例中优选的方式为，所述PE层由重量占比为5～10％的增韧剂、重量占比为30～60％的线性低密度聚乙烯和重量占比为30～60％的低密度聚乙烯组成，所述PA层为PA6/66的共聚物，其中PA6重量占比为10～20％。
本实施例中优选的方式为，所述增韧剂为POE弹性体、EVA弹性体中的一种。
本实施例中优选的方式为，所述农药包装膜厚度为50～150μm，其中PET层厚度为10～15μm、图案层和胶水层厚度为3～5μm，余量为对称尼龙共挤膜厚度。
本实施例中优选的方式为，所述对称尼龙共挤膜中PA的厚度占比为15～20％，余量为PA两侧的PE层厚度占比，且PA层两侧的PE层厚度相等。
一种透明高阻隔的农药包装膜的制备工艺，包括如下步骤：
S1：制备对称尼龙层，按照上述所述的重量占比，将PE树脂与增韧剂混合物，PA树脂分别在不同的挤出机中熔融塑化，将熔融后的树脂挤入同一模头内，按一定的间层结构均匀分布在模头中，然后经吹胀、冷却定型、收卷制得结构为PE层、PA层、PE层对称尼龙共挤膜；
S2：PET层预处理，打开等离子放电装置电源开关和氩气钢瓶，调节电源选择旋钮达到电源频率20KHz、功率400W，调节氩气流速为3L/min，观察两电极之间呈均匀稳定的紫色后，将PET层以一定的速度喂入放电区域处理30s后导出；
S3：PET层镀膜，利用卷绕式热蒸发真空镀膜设备对PET层一侧表面镀上SiO2或Al2O3陶瓷膜；
S4：图案印刷：采用凹版印刷工艺在PET层镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜一侧的表面印制图案层；
S5：标识印刷：采用UV喷码印刷工艺在PET层两侧面印制产品标识；
S6：制备高阻隔农药包装膜，利用干式复合工艺将对称尼龙共挤膜和PET层进行复合；干式复合工艺为：将步骤S1制备的对称尼龙共挤膜和步骤S5处理后的PET层以相等的速度进行放卷；常温条件下，将高耐腐聚氨酯胶水均匀涂覆于对称尼龙共挤膜一侧表面或PET层印制有图案标记的一侧表面，施胶量为3.0-5.0g/m2；将涂覆好胶水的对称尼龙共挤膜或PET层进行烘干，干燥温度为50～80℃；将烘干好的尼龙共挤膜和PET层依次进行贴合、收卷、熟化，得成品，其中贴合温度55～85℃、贴合速度150～200m/min、熟化温度为40～50℃、熟化时间为36-72h
本实施例中优选的方式为，所述步骤S4中在PET层镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜一侧表面印制的产品标识为产品防伪编号，PET层另一侧表面印制的产品标识为包含产品信息的二维码。
实施例1
采用上述一种透明高阻隔的农药包装膜的制备工艺，制备厚度为50μm的农药包装膜，其中PET层厚度为10μm，图案层和胶水层厚度为3μm，对称尼龙共挤膜厚度为37μm，对称尼龙共挤膜中PA的厚度占比为15％，PA6重量占比为10％，PA66重量占比为90％，PE层中增韧剂POE弹性体重量占比为5％，线性低密度聚乙烯重量占比为35％，低密度聚乙烯重量占比为60％。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，农药包装膜厚度为100μm，其中PET层厚度为12μm，图案层和胶水层厚度为3μm，对称尼龙共挤膜厚度为85μm，对称尼龙共挤膜中PA的厚度占比为18％，PA6重量占比为15％，PA66重量占比为85％，PE层中增韧剂EVA弹性体重量占比为7％，线性低密度聚乙烯重量占比为43％，低密度聚乙烯重量占比为50％。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，农药包装膜厚度为150μm，其中PET层厚度为15μm，图案层和胶水层厚度为5μm，对称尼龙共挤膜厚度为130μm，对称尼龙共挤膜中PA的厚度占比为20％，PA6重量占比为15％，PA66重量占比为85％，PE层中增韧剂POE弹性体重量占比为10％，线性低密度聚乙烯重量占比为60％，低密度聚乙烯重量占比为30％。
实验1：农药包装膜透水性能、透氧性能测试，测试仪器明细见表1，测试结果见表2。
表1测试仪器明细
表2农药包装膜透水性能、透氧性能实验结果
实验结果表明，本发明农药包装膜的透水性能≤0.50g/m2·24h，透氧性能≤0.50g/m2·24h。
实验2～5的实验准备工作：购置表3中所述的敌敌畏和灭多威农药。采用相同的热封装工艺，将实施例1～3制备的透明高阻隔的农药包装膜分别制成容量为5mL、10mL、15mL、20mL的农药包装袋若干；将实施例1中农药包装膜制备的容量为5mL、10mL、15mL、20mL的农药包装袋分别装入4/5袋体容积的敌敌畏若干袋，并热封装密封；将实施例1中农药包装膜制备的容量为5mL、10mL、15mL、20mL的农药包装袋分别装入4/5袋体容积的灭多威若干袋，并热封装密封；将实施例2和实施例3重复上述操作。
表3实验用农药明细
实验2：内容物对胶水的腐蚀破坏性实验
将实施例1～3中分别装有敌敌畏、灭多威的容量为5mL、10mL、15mL、20mL农药包装袋各10个放入烤箱中，温度为50℃，15天；将烤箱中农药包装袋取出，检查各个包装袋中PET层和对称尼龙层是否发生脱离，并记PET层和对称尼龙层发生脱离的包装袋的个数，实验结果见表4。
表4内容物对胶水的腐蚀破坏性实验结果
实验结果表明：实施例1～3中，采用本发明透明高阻隔的农药包装膜制成的农药包装袋PET层和对称尼龙层发生脱离的概率为0％，说明高耐腐聚氨酯胶水对乳油悬浮剂类型的农药具有良好的抗腐蚀作用。
实验3：内容物失重比实验
将实施例1～3中分别装有敌敌畏、灭多威的容量为5mL、10mL、15mL、20mL农药包装袋各10个称重后放入烤箱中，温度为40℃，90天(模拟包装袋正常使用2年时间)；将烤箱中农药包装袋取出，检查各个包装袋是否破损，并记录每个农药包装袋的初始质量m1和实验后质量m2，计算各容量包装袋失重率平均值，实验结果见表5。
表5内容物失重比实验结果
实验结果表明：实施例1～3中，采用本发明透明高阻隔的农药包装膜制成的农药包装袋存放液态农药时的失重率均在0.1％以下，说明本发明农药包装膜具有较好的阻隔性能，同时满足2年使用寿命要求。
实验4：抗跌落破损率实验
单袋跌落实验：将实施例1～3中分别装有敌敌畏、灭多威的容量为5mL、10mL、15mL、20mL农药包装袋各30个做单袋跌落实验，分别将农药包装袋以2m高的位置自由落下，记录农药包装袋的破损个数，实验结果见表6。
表6单袋跌落实验结果
实验结果表明：实施例1中装有20mL敌敌畏和20mL灭多威的农药包装袋各有1个为袋体封装线开裂，实施例2及实施例3中没有出现单袋跌落破损现象，说明随着农药包装膜的厚度增加其单袋抗跌落破损能力明显提高。
整箱跌落实验：将实施例1～3中装有敌敌畏、灭多威的容量为5mL、10mL、15mL、20mL农药包装袋分别以50袋一中盒，10中盒一封装在箱子里做跌落实验，分别将10个装有农药包装袋的箱子以2m高的位置自由落下，记录箱子中农药包装袋的破损个数，实验结果见表7。
表7整箱跌落实验结果
实验结果表明：实施例1中，装有20mL敌敌畏的农药包装袋有一袋破损，为封口处开裂，实施例2～3中，农药包装袋破损0个，即整箱跌落破损率为0％，说明抗跌落性能和包装膜材料厚度有着密切关系。
实验5：耐压破损实验
将实施例1～3中分别装有敌敌畏、灭多威的容量为5mL、10mL、15mL、20mL农药包装袋各10个做耐压破损实验，对各农药包装袋分别施加80公斤压力，持续1min，若农药包装袋没有爆裂则施加100公斤压力，持续1min，记录农药包装袋的爆裂个数，实验结果见表8、表9。
表8 80公斤耐压破损率实验结果
实验结果表明：实施例1～3中，240个农药包装袋在80公斤压力，持续1min条件下，破损个数为0，即破损率为0％。
表9 100公斤耐压破损率实验结果
实验结果表明：实施例1和实施例2中，10个20mL农药包装袋在100公斤压力，持续1min条件下，破损个数分别为1，即破损率分别为10％，而实施例3中农药包装袋则没有出现破损，说明随着农药包装膜的增厚其耐压能力显著提高。
本发明农药包装膜中的PET层以及PET层表面的SiO2或Al2O3陶瓷膜均具有良好的透明度，对称尼龙共挤膜中PE层由线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯组成，线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯均具有良好的透光率，且增韧剂POE弹性体、EVA弹性体能够很好的增加PE层的透光率，因此农药包装膜具有良好的透明度，便于观察内容物的物质状态。
本发明对称尼龙共挤膜中含有尼龙成分以及PE层中含有POE或EVA增韧剂有效地提高了农药包装膜的韧性和回弹性，同时PET层均由良好的韧性和耐疲劳性，不仅克服了传统铝箔包装袋尖锐器物一碰即破的缺陷，同时提高了农药包装膜的使用寿命，实验3内容物失重比实验结果表明，本发明包装膜可以满足2年使用寿命要求。
本发明PET层表面镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜，以及对称尼龙共挤膜中含有的尼龙成分均显著提高了农药包装膜的耐腐蚀、耐渗透性能，以及抗跌落破裂和耐压破裂性能，且实验4抗跌落破损实验结果表明随着农药包装膜厚度的增加有效地提高了抗跌落破损能力。
本发明采用等离子放电处理工艺对PET层表面进行了预处理，显著提高了SiO2或Al2O3陶瓷膜与PET层之间的附着力；图案层置于PET层陶瓷膜表面，提高了图案层与PET层之间的附着力，同时图案层位于PET层和对称尼龙共挤膜之间，有效的防止摩擦导致图案层脱落或灭失；PET层外表面设置有二维码，便于用户查询产品真伪及其他产品信息。
本发明PET层和对称尼龙共挤膜之间采用高耐腐聚氨酯胶水粘合，保证了PET层和对称尼龙共挤膜之间的粘结牢固性，防止胶水不耐腐引起的包装膜层之间的脱离，实验2内容物对胶水的腐蚀破坏性实验结果表明高耐腐聚氨酯胶水对乳油悬浮剂类型的农药具有良好的抗腐蚀作用。
本发明公开的透明高阻隔的农药包装膜制备工艺简单，便于工业化生产和推广。
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 (7)

1.一种透明高阻隔的农药包装膜，其特征在于，农药包装膜由外至内依次包括PET层、图案层、胶黏层、对称尼龙层，在PET层内侧表面设置有SiO2或Al2O3陶瓷膜，所述胶黏层由高耐腐聚氨酯胶水固化而成，所述对称尼龙层为依次设置的PE层、PA层、PE层组成的对称尼龙共挤膜。
2.如权利要求1所述的一种透明高阻隔的农药包装膜，其特征在于：所述PE层由重量占比为5～10％的增韧剂、重量占比为30～60％的线性低密度聚乙烯和重量占比为30～60％的低密度聚乙烯组成，所述PA层为PA6/66的共聚物，其中PA6重量占比为10～20％。
3.如权利要求2所述的一种透明高阻隔的农药包装膜，其特征在于：所述增韧剂为POE弹性体、EVA弹性体中的一种。
4.如权利要求3所述的一种透明高阻隔的农药包装膜，其特征在于：所述农药包装膜厚度为50～150μm，其中PET层厚度为10～15μm、图案层和胶水层厚度为3～5μm，余量为对称尼龙共挤膜厚度。
5.如权利要求4所述的一种透明高阻隔的农药包装膜，其特征在于：所述对称尼龙共挤膜中PA的厚度占比为15～20％，余量为PA两侧的PE层厚度占比，且PA层两侧的PE层厚度相等。
6.一种如权利要求1～5所述的透明高阻隔的农药包装膜的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：制备对称尼龙层，按照权利要求3中所述的重量占比，将PE树脂与增韧剂混合物，PA树脂分别在不同的挤出机中熔融塑化，将熔融后的树脂挤入同一模头内，按一定的间层结构均匀分布在模头中，然后经吹胀、冷却定型、收卷制得结构为PE层、PA层、PE层对称尼龙共挤膜；
S2：PET层预处理，打开等离子放电装置电源开关和氩气钢瓶，调节电源选择旋钮达到电源频率20KHz、功率400W，调节氩气流速为3L/min，观察两电极之间呈均匀稳定的紫色后，将PET层以一定的速度喂入放电区域处理30s后导出；
S3：PET层镀膜，利用卷绕式热蒸发真空镀膜设备对PET层一侧表面镀上SiO2或Al2O3陶瓷膜；
S4：图案印刷：采用凹版印刷工艺在PET层镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜一侧的表面印制图案层；
S5：标识印刷：采用UV喷码印刷工艺在PET层两侧面印制产品标识；
S6：制备高阻隔农药包装膜，利用干式复合工艺将对称尼龙共挤膜和PET层进行复合；干式复合工艺为：将步骤S1制备的对称尼龙共挤膜和步骤S5处理后的PET层以相等的速度进行放卷；常温条件下，将高耐腐聚氨酯胶水均匀涂覆于对称尼龙共挤膜一侧表面或PET层印制有图案标记的一侧表面，施胶量为3.0-5.0g/m2；将涂覆好胶水的对称尼龙共挤膜或PET层进行烘干，干燥温度为50～80℃；将烘干好的尼龙共挤膜和PET层依次进行贴合、收卷、熟化，得成品，其中贴合温度55～85℃、贴合速度150～200m/min、熟化温度为40～50℃、熟化时间为36-72h。
7.如权利要求6所述的一种透明高阻隔的农药包装膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤S4中在PET层镀有SiO2或Al2O3陶瓷膜一侧表面印制的产品标识为产品防伪编号，PET层另一侧表面印制的产品标识为包含产品信息的二维码。
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