CN108995333A - 一种bope高阻隔复合膜及包含其的包装材料和包装产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种BOPE高阻隔复合膜及包含其的包装材料和包装产品。本发明BOPE高阻隔复合膜包括三层膜层结构，其中，第一膜层中包含BOPE，第二膜层为高阻隔涂布层，第三膜层中包含PE。本发明中，通过将BOPE与高阻隔材料以及PE复合，所形成的复合膜在作为包装材料时，能够表现良好的阻隔性能，可防止由于氧气等气体的渗透而引起的微生物繁殖，并防止由于氧气渗透而引起的内容物的氧化，也能够防止香味、溶剂等的流出，提高内容物的储存性；同时，本发明BOPE高阻隔复合膜具有较强的水汽阻隔性，防止由于水汽的渗透而引起内容物的霉变。

Description

一种BOPE高阻隔复合膜及包含其的包装材料和包装产品
技术领域
本发明涉及包装材料领域，具体而言，涉及一种BOPE高阻隔复合膜及 包含其的包装材料和包装产品。
背景技术
中国是世界包装制造和消费大国，由于塑料包装材料具有高性能、低 成本、低污染等特点,因而是塑料制品领域发展最快、应用最广的品种。塑 料包装在包装产业总产值中的比例已超过30％，成为包装产业中的生力军， 在食品、饮料、日用品及工农业生产各个领域发挥着不可替代的作用。近 年来，我国塑料包装行业持续快速发展，产业规模继续扩大，新产品、新 材料、新设备的开发应用日新月异，已形成一定规模，在包装市场中占有 重要地位，对国民经济的建设起了积极作用。
在塑料包装材料中，薄膜包装的市场需求量约占塑料包装材料总量的 40％左右。包装薄膜主要包括:热收缩包装薄膜、缠绕包装薄膜、食品无菌 包装膜、果蔬保鲜膜、液体包装薄膜等，近年来均得到了快速发展和广泛 的应用。
然而，现有塑料薄膜包装材料在强度以及阻隔性上并不能完全满足使 用需求，长时间放置于包装内的产品很容易由于空气的渗透，而导致出现 变质、氧化等现象，往往也是由于包装材料性能的不过关，从而导致包装 物无法实现长期、有效的保存。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种BOPE高阻隔复合膜，具有良好的阻隔 和力学性能。
本发明的第二目的在于提供一种包含本发明BOPE高阻隔复合膜的包装 材料。
本发明的第三目的在于提供一种以本发明包装材料为外包装的包装产 品。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种BOPE高阻隔复合膜，所述BOPE高阻隔复合膜包括三层膜层结构： 其中，第一膜层中包含BOPE，第二膜层为高阻隔涂布层，第三膜层中包 含PE。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，所述高阻隔涂布层中 包含：PVDC、EVOH、氧化铝，或者氧化硅中的至少一种材料。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，所述PE为IPE和/或 CPE。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，所述第一膜层的厚度 为：15-70μm；和/或，所述第二膜层的厚度为：1-15μm；和/或，所述 第三膜层的厚度为：20-100μm。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，所述BOPE包括第一功 能层、芯层，以及第二功能层三层功能层结构，芯层位于第一功能层和第 二功能层之间；芯层材料的原料包括：低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙 烯共聚物，以及聚丁烯。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，芯层材料中，各原料 重量百分比如下：
低密度聚乙烯75～85％，茂金属聚乙烯10～20％，乙烯共聚物1～5％， 聚丁烯1～5％。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，第一功能层的原料包 括：低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚氯乙烯，以及任选的助剂；其中， 所述助剂包括：抗氧化剂。
优选的，本发明所述的BOPE高阻隔复合膜中，第二功能层的原料包 括：茂金属聚乙烯，以及乙烯共聚物和任选的助剂；；其中，所述助剂包 括抗粘连剂以及爽滑剂中的至少一种。
同时，本发明还提供了一种包装材料，所述包装材料包本发明所述的 BOPE高阻隔复合膜。
同样的，本发明也提供了一种包装产品，所述包装产品的外包装结构 中包含本发明包装材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中，通过将BOPE与高阻隔材料以及PE复合，所形成的复合膜 在作为包装材料时，能够表现良好的阻隔性能，可防止由于氧气等气体的 渗透而引起的微生物繁殖，并防止由于氧气渗透而引起的内容物的氧化， 也能够防止香味、溶剂等的流出，提高内容物的储存性；
同时，本发明BOPE高阻隔复合膜具有较强的水汽阻隔性，防止由于水 汽的渗透而引起内容物的霉变。
进一步的，由于BOPE以及高阻隔涂布层材料均具有良好的力学性能， 也使得本发明复合膜具有较高的抗冲击、抗刺穿性能，且强度好，能够对 于包装物起到良好的保护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所提供的BOPE高阻隔复合膜的结构示意图；
其中，图1中，1-第一膜层；2-第二膜层；3-第三膜层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技 术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明 的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件 进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的 常规产品。
有鉴于现有塑料包装材料在阻隔性以及力学性能等方面所存在的不 足，本发明特提供了一种新型复合膜材料，通过将具有耐冲击、高强度的 BOPE与高阻隔层材料以及PE复合使用，从而使得所形成的复合结构具有 良好的空气阻隔性能，以使得包装物能够长时间保持与外界空气阻隔，提 高包装物的储存性能。
具体的，本发明所提供的新型复合膜材料，由三层膜结构组成，外层 为BOPE，中层为高阻隔涂布层，内层为PE层。
其中，作为薄膜外层材料的BOPE(双向拉伸聚乙烯薄膜)具有如下优 势：
(1)具有很高的取向以及分子量取向和结晶取向，有优异的抗冲击和 抗穿刺性能，穿刺强度大概提高2～5倍，特别是冲击后形变很小。
(2)具有较高的拉伸强度，强度比现有吹膜提高2～8倍。两个方向都 可以达到100Mpa以上。
(3)BOPE先铸片后拉伸，铸片过程是快速冷却的过程，结晶结构比较 细，所以光学性能好，薄膜雾度降低30％～85％，因此具有非常优异的光学 性能。
(4)平膜法拉伸具有很好的厚度均匀性，适合现在的高速印刷和高速 复合，此外BOPE薄膜还具有一定的可撕开性。
综上，BOPE薄膜由于具备较好的抗针孔性能、耐低温冲击和穿刺，可 以有效降低破包率；同时，由于BOPE的高强度，为包装材料减薄提供了 可能，降低了厂家的成本。
进一步优选的，本发明中，所述BOPE为三层结构，由外至内依次为： 第一功能层，芯层，第二功能层。
其中，第一功能层的原料为：低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚氯乙 烯，以及任选的助剂；其中，所述助剂为抗氧化剂；
各原料重量百分比如下：
低密度聚乙烯80～95％，例如可以为，但不限于82、85、87、90，或 者92％等；茂金属聚乙烯2～15％，例如可以为，但不限于5、8、10，或 者12％等；聚氯乙烯0.03～0.3％，例如可以为，但不限于0.05、0.15、 0.2、0.25，或者0.3％等；抗氧化剂(亚磷酸酯，抗氧剂1010等)0.5～ 1％；
条件是，各原料重量百分占比之和为100％。
同时，芯层材料的原料为：低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯共聚 物，以及聚丁烯；
各原料重量百分比如下：
低密度聚乙烯75～85％，例如可以为，但不限于78、80，或者82％ 等；茂金属聚乙烯10～20％，例如可以为，但不限于12、15，或者18％等； 乙烯共聚物1～5％(乙烯-α烯烃共聚物，例如，但不限于乙烯-丙烯，乙 烯-1-丁烯、乙烯-1-戊烯、乙烯-1-己烯等，优选为乙烯-1-丁烯共聚物)， 例如可以为，但不限于2、3，或者4％等；聚丁烯1～5％，例如可以为，但不限于2、3，或者4％等；
条件是，各原料重量百分占比之和为100％。
进一步的，第二功能层的原料为：茂金属聚乙烯，以及乙烯共聚物和 任选的助剂；其中，所述助剂为抗粘连剂以及爽滑剂；
各原料重量百分比如下：
茂金属聚乙烯90～95％，例如可以为，但不限于91，或者93％等；乙 烯共聚物(乙烯-α烯烃共聚物，例如，但不限于乙烯-丙烯，乙烯-1-丁 烯、乙烯-1-戊烯、乙烯-1-己烯等，优选为乙烯-1-丁烯共聚物)3～8％， 例如可以为，但不限于4、5，或者7％等；抗粘连剂(二氧化硅、粘土、 玻璃珠等)0.5～1％；爽滑剂(有机硅、酰胺类化合物等)0.5～1％；
条件是，各原料重量百分占比之和为100％。
如上结构的BOPE可以按照常规方法制备得到，具体可参考如下：
1)按照第一膜层、第二膜层，以及第三膜层的原料配方，分别将母料 进行配料、混合、干燥预处理；
2)各层树脂原料在挤出机筒内受热以及螺杆的剪切和推动下，熔融、 塑化后加热，经过滤网，滤去其中的杂质，由共挤复合模头挤压成片状流 体流出；
3)在流延铸片系统中风刀的作用下，流经冷却辊表面，冷却形成厚度 均匀的玻璃态铸片；
4)将步骤3)得到的玻璃态铸片在纵向拉伸机组中依次经过预热、拉伸 和热处理定型进行纵向拉伸；
5)在横向拉伸机内分别通过预热、拉伸、热处理定型和冷却而完成薄 膜的横向拉伸；
6)在薄膜的牵引过程中，以电晕处理装置对薄膜表面进行处理，使其 润湿张力达到所需标准，薄膜被牵引并收卷为大卷薄膜，再按不同的宽度 或长度分切为成品。
阻隔层在复合薄膜材料中，则起到阻隔空气、水分的目的，避免氧气 和水分进入包装中，同时避免内容物的气味、溶剂等挥发至包装外。
本发明中，则是以PVDC、EVOH、氧化铝，或者氧化硅中的一种或几 种作为阻隔材料层，并与BOPE层复合后使用。
其中，(1)PVDC
PVDC(聚偏氯乙烯)树脂常作为复合材料或单体材料及共挤薄膜片， 是使用最多的高阻隔性包装材料，其中PVDC涂覆薄膜使用量特别多。PVDC 涂覆薄膜是使用聚丙烯(OPP)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等作为基材的。 由于纯的PVDC软化温度高，且与其分解温度接近，又与一般增塑剂相溶 性差，故加热成型困难而且难以直接应用。实际使用的PVDC薄膜多为偏 氯乙烯(VDC)和氯乙烯(VC)的共聚物，以及和丙烯酸甲酯(HA)共聚制成的阻隔性特别好的薄膜。
PVDC的特点是低透过性、阻隔性和耐化学药品性。我国PVDC是伴随 着火腿肠加工技术引进并得到发展的。目前已广泛应用于食品、卷烟、饮 料保鲜和隔味，以及化工、医药、电子和军工产业的防潮包装。单层PVDC 薄膜采用双向拉伸吹塑制取，具有收缩性、阻隔性、阻水性，在微波加热 的条件下不分解，广泛用于家用保鲜膜；PVDC与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、 聚苯乙烯(HIPS)等合成树脂多层挤出用于真空奶制品、果酱等包装，其 拉伸性能较好，适于较大容积的包装；PVDC与PE、聚氯乙烯(PVC)的复 合片材适用于易吸潮、易挥发药品的包装。目前国内许多科研单位和生产 厂家集中研究PVDC与其它树脂复合层压薄膜技术及复合薄膜的耐高温技 术。PVDC使用于多种基材如PE、PP、PVC、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸 乙二醇酯(PET)等，以双向拉伸聚丙烯薄膜为例，涂覆后透氧率降低1000 倍，透水率降低3倍；涂覆可以单层或多层，一般单层涂覆为2.5μm即 可具备良好的阻隔效果。
(2)EVOH
EVOH一直是应用最多的高阻隔性材料。这种材料的薄膜类型除了非拉 伸型外，还有双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等，双向拉伸型中还 有耐热型的用于无菌包装制品。
EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量，一般来说当乙烯含量增加时候， 气体阻隔性下降，但易于加工。
EVOH显著特点是对气体具有极好的阻隔性和极好加工性，另外透明性、 光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。在 包装领域，EVOH制成复合膜中间阻隔层，应用在所有的硬性和软性包装中
(3)氧化铝
氧化铝(Al2O3)具有良好高阻隔性能，优越的阻水、阻氧保香性能。 同时具有良好的透明性，能够透过包装看清袋里面的物品；可加工性能好， 具有良好的印刷性能、复合性能，可水煮、可蒸煮、可微波加热，能通过 金属探测器的探测
(4)氧化硅
相较于氧化铝而言，氧化硅(SiO2)具有更高的高阻隔性能。超强的 阻水、阻氧保香性能。同样的，氧化硅材料具有良好的透明性，能够清晰 看到包装袋里面的物品，可加工性能优异，并具有良好的印刷性能、复合 性能，可水煮、可蒸煮、可微波加热，
本发明BOPE高阻隔复合膜中，PE为最内层材料，具体的，所用PE可 以为IPE(吹塑薄膜)或者CPE(流延薄膜)，
PE膜有以下优点。
(1)PE膜起始温度低，适应于高速自动制袋充灌机的使用要求；(2) PE膜有良好的耐寒耐热性；(3)PE膜强度要高；(4)PE膜热间剥离强度 大，即：热间剥离距离小，在热封时，因机械拉力等的作用，已经热封了 的部分，被重新剥离开的部分很小；(5)PE膜有良好的夹杂物热封性，即： 热封面被油污灰尘污染仍有良好的热封强度；(6)具有良好的耐破包装物。
进一步的，本发明BOPE高阻隔复合膜的制备，可以具体参考如下：
BOPE先涂层高阻隔层(PVDC、氧化铝、氧化硅、EVOH)然后印刷、用 胶水2层复合、在36～50℃熟化室内熟化、然后制袋。
由于本发明BOPE高阻隔复合膜所具有的阻隔、抗冲击、抗刺穿等特性， 因而可以作为塑料包装膜而应用于各种产品的外包装。
实施例1
如图1所示，实施例1所提供的BOPE高阻隔复合膜具有三层结构， 分别第一膜层1BOPE，第二膜层2PVDC，以及第三膜层3PE；
第一膜层1的厚度为55μm，第二膜层2的厚度为10μm，第三膜层 3的厚度为80μm。
同时，第一膜层1BOPE为三层结构，分别为第一功能层，芯层以及 第二功能层，第二功能层与第二膜层2复合。
其中，第一功能层的原料为：93.95％低密度聚乙烯(重量百分比，下 同)，5％茂金属聚乙烯，0.05％聚氯乙烯，以及1％抗氧化剂；
芯层的原料为：80％低密度聚乙烯，15％茂金属聚乙烯，3％乙烯-1-丁 烯共聚物，以及2％聚丁烯；
第二功能层的原料为：92％茂金属聚乙烯，6％乙烯-1-丁烯共聚物，1％ 抗粘连剂，以及1％爽滑剂。
实施例2
如图1所示，实施例2所提供的BOPE高阻隔复合膜具有三层结构， 分别第一膜层1BOPE，第二膜层2EVOH，以及第三膜层3PE；
第一膜层1的厚度为35μm，第二膜层2的厚度为5μm，第三膜层3 的厚度为90μm。
同时，第一膜层1BOPE为三层结构，分别为第一功能层，芯层以及 第二功能层，第二功能层与第二膜层2复合。
其中，第一功能层的原料为：84.98％低密度聚乙烯(重量百分比，下 同)，14％茂金属聚乙烯，0.02％聚氯乙烯，以及1％抗氧化剂；
芯层的原料为：85％低密度聚乙烯，12％茂金属聚乙烯，1.5％乙烯-1- 丁烯共聚物，以及1.5％聚丁烯；
第二功能层的原料为：90％茂金属聚乙烯，8％乙烯-1-丁烯共聚物，1％ 抗粘连剂，以及1％爽滑剂。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背 离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此， 这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，所述BOPE高阻隔复合膜包括三层膜层结构：
其中，第一膜层中包含BOPE，第二膜层为高阻隔涂布层，第三膜层中包含PE。
2.根据权利要求1所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，所述高阻隔涂布层中包含：
PVDC、EVOH、氧化铝，或者氧化硅中的至少一种材料。
3.根据权利要求1所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，所述PE为IPE和/或CPE。
4.根据权利要求1所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，所述第一膜层的厚度为：15-70μm；
和/或，所述第二膜层的厚度为：1-15μm；
和/或，所述第三膜层的厚度为：20-100μm。
5.根据权利要求1所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，所述BOPE包括第一功能层、芯层，以及第二功能层三层功能层结构，芯层位于第一功能层和第二功能层之间；
芯层材料的原料包括：低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯共聚物，以及聚丁烯。
6.根据权利要求5所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，芯层材料中，各原料重量百分比如下：
低密度聚乙烯75～85％，茂金属聚乙烯10～20％，乙烯共聚物1～5％，聚丁烯1～5％。
7.根据权利要求5所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，第一功能层的原料包括：低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚氯乙烯，以及任选的助剂；
其中，所述助剂包括：抗氧化剂。
8.根据权利要求5所述的BOPE高阻隔复合膜，其特征在于，其特征在于，第二功能层的原料包括：茂金属聚乙烯，以及乙烯共聚物和任选的助剂；
其中，所述助剂包括抗粘连剂以及爽滑剂中的至少一种。
9.一种包装材料，所述包装材料包含权利要求1-8中任一项所述的BOPE高阻隔复合膜。
10.一种包装产品，其特征在于，所述包装产品的外包装结构中包含权利要求9所述的包装材料。
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