CN109514957A - 可重复封合的聚烯烃薄膜、复合盖膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于包装材料技术领域，尤其涉及到一种可重复封合的聚烯烃薄膜、复合盖膜及其制备方法；其中，复合盖膜包括外层、阻隔层、聚烯烃薄膜，聚烯烃薄膜由电晕层、中间层和热封层构成，在具有良好阻隔性的同时，也具有良好的力学强度和机械性能，既能满足包装的密封性，又能方便开启，开启后可以再重复封合，不发生碎裂产生碎屑而影响使用安全。

Description

可重复封合的聚烯烃薄膜、复合盖膜及其制备方法
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，尤其涉及到一种可重复封合的聚烯烃薄膜、复合盖膜及其制备方法。
背景技术
近年来，碗状、杯状、桶状和盒状包装容器发展迅速，例如：新鲜蔬菜、各种调味酱料包装、方便熟食品、中成药包装等，此类包装的共同特点是都需要盖膜材料，目前盖膜都是无法进行较好地重复封合，有的也只是能够盖住一点，而无法较为平整的封合。
可重复封合便于食物的保存和携带，对于消费者来说，使用非常方便，然而现有的一些包装解决方案都需要通过新增功能部件来达到可重复封合的效果，这不仅在包装制作上影响效率，且成本高，此外，这些包装方案大多只适用于袋装食品，很难应用到更广的产品上，综合上述，开发一种结构简单、可重复封合的复合盖膜，具有较大地实用意义。
发明内容
本发明鉴于上述技术问题，提供了一种可重复封合的聚烯烃薄膜、复合盖膜及其制备方法，既能满足包装的密封性，又能方便开启，开启后可以再重复封合，不发生碎裂产生碎屑而影响使用安全。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种可重复封合的聚烯烃薄膜，其中，按照重量百分比包括：
依次叠置设置的电晕层、中间层和热封层，所述电晕层、中间层和热封层的厚度比为1:(1～3):1；
其中，所述电晕层包括有100wt％聚丙烯无规共聚物或40wt％～100wt％茂金属线性低密度聚乙烯和0wt％～60wt％低密度聚乙烯；
所述中间层为100wt％改性聚烯烃基聚合物；
所述热封层包括有0wt％～15wt％茂金属线性低密度聚乙烯和85wt％～100wt％低密度聚乙烯。
上述的可重复封合的聚烯烃薄膜，其中，所述电晕层和所述中间层还均包括0.5wt％～2wt％PPA含氟聚合物加工助剂。
上述的可重复封合的聚烯烃薄膜的制备方法，其中，所述方法包括：
将电晕层、中间层和热封层分别加入挤出机的三个料筒中，电晕层、中间层和热封层的熔体温度为150～200℃，熔融挤出后经吹胀冷却、牵引定型，再进行电晕处理，得到可重复封合聚烯烃薄膜。
一种包含可重复封合的聚烯烃薄膜的复合盖膜，其中，所述复合盖膜包括：
外层和聚烯烃薄膜，所述外层和所述聚烯烃薄膜之间设置有阻隔层；
所述聚烯烃薄膜包括依次叠置设置的电晕层、中间层和热封层，所述电晕层、中间层和热封层的厚度比为1:(1～3):1；
其中，所述电晕层包括有100wt％聚丙烯无规共聚物或40wt％～100wt％茂金属线性低密度聚乙烯和0wt％～60wt％低密度聚乙烯；
所述中间层为100wt％改性聚烯烃基聚合物；
所述热封层包括有0wt％～15wt％茂金属线性低密度聚乙烯和85wt％～100wt％低密度聚乙烯。
上述的复合盖膜，其中，所述阻隔层的材质为铝箔和镀铝膜，镀铝膜包括镀铝双向拉伸聚酯和镀铝双向拉伸聚丙烯。
上述的复合盖膜，其中，所述外层、聚烯烃薄膜和阻隔层均通过聚氨酯胶粘剂粘合在一起，所述聚氨酯胶粘剂的厚度为2～3μm。
上述的复合盖膜，其中，所述外层、阻隔层、聚烯烃薄膜的厚度比为：(8～100)：(6～30)：(40～100)。
上述复合盖膜的制备方法，其中，所述方法包括：
将外层、阻隔层、聚烯烃薄膜以及聚氨酯胶粘剂通过干式复合机进行复合，然后干燥、分切。
本发明技术方案具有以下优点：
1)本发明复合盖膜包括外层、阻隔层、聚烯烃薄膜，在具有良好阻隔性的同时，也具有良好的力学强度和机械性能。
2)本发明制得的复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器的封合性能好，保证密封的同时，易于揭开，不产生碎屑，且可以通过压力重复封合。本发明的工作原理是：复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器通过加热热封在一起，形成一个密封的包装体。而在开启时，具有界面易剥离的中间层与热封层可以轻松的揭开，揭开时只需使用5～15N/15mm的力即可使两者之间产生界面剥离，剥离时没有屑末掉落，无拉丝，手感平滑无顿挫感，无发白影响外观的变色现象，下一次封合只需用力按压揭开部位先前的热封区域，无需进行加热封合。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明实施例的聚烯烃薄膜截面示意图。
图2和图5为本发明实施例的复合盖膜截面示意图。
图3和图6为本发明实施例复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器的封合后截面示意图。
图4和图7为本发明实施例复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器的封合后揭开截面示意图。
其中，1表示外层，2表示聚氨酯胶粘剂，3表示阻隔层，4表示聚氨酯胶粘剂，5表示电晕层，6表示中间层，7表示热封层，8表示被热封的碗状、杯状、桶状和盒状包装容器。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
本发明提供了一种可重复封合的聚烯烃薄膜，按照重量百分比包括有：
依次叠置设置的电晕层、中间层和热封层，其中，电晕层、中间层和热封层的厚度比为1:(1～3):1。
在本发明的实施例中，电晕层包括有100wt％聚丙烯无规共聚物或40wt％～100wt％茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)和0wt％～60wt％低密度聚乙烯(LDPE)；中间层为100wt％改性聚烯烃基聚合物；热封层包括有0wt％～15wt％茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)和85wt％～100wt％低密度聚乙烯(LDPE)。
在本发明的实施例中，聚烯烃薄膜由电晕层、中间层和热封层的原料共挤出吹塑成型；优选的，如图1所示，聚烯烃薄膜依次包括电晕层5、中间层6和热封层7，为三层结构。其中，电晕层有两方面的作用：一是保证与中间层改性聚烯烃聚合物具有优异的粘接力，二是保证能与其他基材复合具有优异的剥离力，其原料包括：100wt％聚丙烯无规共聚物或者40wt％～100wt％茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)和0wt％～60wt％低密度聚乙烯(LDPE)；其中，聚丙烯无规共聚物优选包括牌号为JPP的WFX6，其物性参数如下：熔融指数为2g/10min，密度为0.9g/cm3，维卡软化点为110℃。茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)优选包括牌号为DOW(陶氏)的5100G，其物性参数如下：熔融指数为0.85g/10min，密度为0.920g/cm3，维卡软化点为106℃，熔点为123℃；低密度聚乙烯(LDPE)优选包括牌号为扬子石化-巴斯夫的2420H，其物性参数如下：熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm3，维卡软化点为90℃，熔点为108℃；本发明实施例中，原料中不含开口剂和爽滑剂，使薄膜进行电晕处理后的表面张力能够保持长久，以利于复合剥离强度的提高。
进一步的，聚烯烃薄膜包括中间层，其是电晕层和热封层的连接层，更是聚烯烃薄膜的核心功能层，该层为改性聚烯烃基聚合物，与聚丙烯和茂金属线性低密度聚乙烯有优异的粘接力，与低密度聚乙烯之间的粘接力较弱，且可以与低密度聚乙烯之间重复封合-揭开，其原料包括：100wt％改性聚烯烃基聚合物，它具有可以与热封层进行界面易剥离且可以重复封合的功能，改性聚烯烃基聚合物优选包括牌号为利LyondellBasell(利安德巴塞尔)的RC 3000，其物性参数如下：熔融指数为3.0g/10min，密度为0.9g/cm3，该层的厚度不能低于25μm，低于25μm时重复封合强度较低，不利于良好密封。
进一步的，聚烯烃薄膜包括热封层，其原料包括：0wt％～15wt％茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)和85wt％～100wt％低密度聚乙烯(LDPE)，优选包括：100wt％低密度聚乙烯，本发明优选采用扬子石化-巴斯夫的2426H。其中，茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)优选包括牌号为Mitsuichem(三井化学)的SP1520，其物性参数如下：熔融指数为2g/10min，密度为0.913g/cm3，维卡软化点为96℃，熔点为116℃。低密度聚乙烯(LDPE)优选包括牌号为扬子石化-巴斯夫的2426H，其物性参数如下：熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm3，维卡软化点为90℃，熔点为108℃。
在本发明的实施例中，电晕层和中间层还均包括0.5wt％～2wt％PPA含氟聚合物加工助剂，加助剂能够对树脂的加工性进行改善同时又不会影响树脂的物理机械性能，使树脂成膜的过程中与金属口膜壁具有较强的亲和力和低表面性能，以形成动力学层降低熔体的流动阻尼，使树脂具有较好的加工性；所述加工助剂对加工适应性起到辅助作用，加工助剂优选牌号为LANPOLY(鲁聚化学)的PPA220502，其物性参数如下：熔融指数为2.34g/10min，水分(105℃，1h)0.08％。
本发明基于可重复封合的聚烯烃薄膜还提供了该膜的制备方法，该方法包括将电晕层、中间层和热封层分别加入挤出机的三个料筒中，电晕层、中间层和热封层的熔体温度为150～200℃，熔融挤出后经吹胀冷却、牵引定型，再进行电晕处理，得到可重复封合聚烯烃薄膜。
在本发明的实施例中，优选将电晕层原料、中间层原料和热封层原料分别加入本领域技术人员熟知的挤出机的三个料筒中，并对各料筒进行三段加热。本发明优选设置各料筒一段加热温度为140℃～160℃；二段加热温度为150℃～175℃；三段加热温度为160℃～180℃；设置模头温度为160℃～180℃；控制挤出熔体压力小于45MPa。上述三个料筒中的原料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充出压缩空气，将管坯吹胀成泡状膜，同时将泡状膜经风环冷却风冷却定型，冷却后的膜泡后进入稳泡架，改善膜质量，随后膜泡进入人字架，人字架随旋转牵引台作360°回转，通过旋转可把薄膜厚度的不均匀性分散到整个膜泡圆周上，使收卷的薄膜卷平直、整齐，不易起皱；薄膜经牵引辊后进入上方的一组水平换向辊，实现薄膜的换向。对所得薄膜再进行电晕处理，以增加薄膜表面张力，提高复合时的剥离强度，在电晕处理过程中产生的臭氧等物质，可以通过电晕处理机迅速排放，避免对生产车间造成环境污染。最终通过自动收卷切割装置对薄膜进行平稳收卷，得到可重复封合的聚烯烃薄膜。
在本发明中，所述共挤出吹塑成型的吹胀比1.5～2.5，更优选为2。吹胀比是指在薄膜吹胀后与未吹胀之间的数值比例，在实际生产中，如果对薄膜横向进行拉伸，那么拉伸就会对塑料产生一定的取向，而且吹胀比就会增大，从而使薄膜在横向得到强度上的提升。本发明在加工工艺中控制好共聚物膜的吹胀比，使薄膜具有优异的拉伸强度。
在本发明中，所述电晕层和热封层的厚度优选为10～30μm，中间层的厚度优选为25～35μm；制得膜的厚度优选为40～100μm。具体的，所述电晕层、中间层和热封层的厚度比优选为1：1～3：1，层厚比的设置有一个前提是保证中间层的厚度不低于25μm；可以为1:2:1，对设备加工而言，这是设计最合理的三层结构分布；更优选为1：1:1，三层树脂的性能表现均匀。
如图2和图5所示，本发明基于可重复封合的聚烯烃薄膜还提供了一种包含可重复封合的聚烯烃薄膜的复合盖膜，包括有外层1和聚烯烃薄膜；外层1和聚烯烃薄膜之间通过聚氨酯胶粘剂2粘合在一起。
优选的，在外层和聚烯烃薄膜之间有一层阻隔层3，外层1、聚烯烃薄膜和阻隔层3均通过聚氨酯胶粘剂(聚氨酯胶粘剂2和聚氨酯胶粘剂4)粘合在一起，所述聚氨酯胶粘剂的厚度为2～3μm。
在本发明的实施例中，外层主要是起保护和承载聚烯烃薄膜的作用，也可以起到印刷装潢的作用，外层是通过凹版、柔版或数字印刷等印刷方式在基材上进行印刷，其中基材可以是双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)、双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、双向拉伸聚酰胺薄膜(BOPA)、纸张和高阻隔涂布膜等，本发明对印刷基材的材质没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的基材即可。在本发明中，复合盖膜包括上文所述的聚烯烃薄膜，其作为复合盖膜的内层膜，不但具有适当热封强度，对包装内容物有密封保护性；而且具有可重复封合的性能，开启后可以通过压力再次重复封合。
优选的，阻隔层的材料可以是铝箔(AL)、镀铝膜、镀氧化铝膜和镀硅膜等。在本发明中，镀铝膜包括镀铝双向拉伸聚酯和镀铝双向拉伸聚丙烯。阻隔层对光、空气、水及其它大多数气体和液体具有不渗透性，并可以高温杀菌，能较好的保持食品的风味，并可长时间保存食品。
优选的，外层、阻隔层、聚烯烃薄膜的厚度比为：(8～100)：(6～30)：(40～100)。
如图3和图6所示，复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器8通过加热热封在一起，形成一个密封的包装体。而在开启时，具有界面易剥离的中间层与热封层7可以轻松的揭开，揭开时只需使用5～15N/15mm的力即可使两者之间产生界面剥离，剥离时没有屑末掉落，无拉丝，手感平滑无顿挫感，无发白影响外观的变色现象，下一次封合只需用力按压揭开部位先前的热封区域，无需进行加热封合，如图4和图7所示的效果。
在本发明的实施例中，该技术方案还提供了一种复合盖膜的制备方法，具体包括将外层、阻隔层、聚烯烃薄膜以及聚氨酯胶粘剂通过干式复合机进行复合，然后干燥、分切。
本发明实施例中，在本发明实施例中，聚氨酯胶粘剂优选包括Henkel(汉高)牌号为Liofol UR 2860的胶粘剂、Henkel(汉高)牌号为UK 5000的胶粘剂和醋酸乙酯，三者的质量比为25:5:32，三者配置后胶粘剂的粘度为16～18秒(20℃，福特杯4mm)，胶粘剂涂布辊优选170lpi激光雕刻网纹辊，上胶量优选2.8～3.3g/m2。
干式复合工序过程需要进行第一放卷，第二放卷，涂胶，刮胶，压胶，干燥，复合，收卷，熟化过程，关键工艺控制包括，放卷张力，烘箱张力，收卷张力，车速，刮刀压力，上胶压辊压力，复合压力，干燥温度，复合温度，熟化温度，熟化时间等。
在本发明的实施例中，具体的，第一放卷张力4～8kgf，第二放卷张力2～5kgf，烘箱张力5～9kgf，收卷张力6～10kgf，车速140～180m/min。涂胶采用网纹辊转移，压辊压力0.3±0.05MPa。刮胶采用刮刀进行，刮刀压力0.3±0.05MPa，复合机采用三段烘箱，干燥温度设置采有阶梯式，干燥温度分别为60±5℃，70±5℃，80±5℃。复合处的复合压辊压力0.4±0.05MPa，复合温度60±5℃，熟化温度45±5℃，熟化时间24～36小时。
具体的，聚烯烃薄膜各实施例配方如表1所示：
将电晕层、中间层和热封层的三层树脂分别加入挤出机的三个料筒中，控制每层树脂熔体温度，熔融后的塑料挤出后经吹胀冷却、牵引定型；再进行电晕处理，得到可重复封合聚烯烃薄膜。
实施例 电晕层 中间层 热封层
实施例1 WFX6 RC 3000 2426H
实施例2 WFX6 RC 3000 8wt％SP1520+92wt％2426H
实施例3 WFX6 RC 3000 15wt％SP1520+85wt％2426H
实施例4 40wt％5100G+60wt％2420H RC 3000 2426H
实施例5 5100G RC 3000 2426H
表1
具体的，复合盖膜干式复合法进行复合如表2所示：
首先，在外层基材上涂布双组份溶剂型聚氨酯胶粘剂，按基材结构顺序通过干式复合机依次进行复合；控制上胶量在2.8～3.3g/m2，复合强度较好，可满足使用要求。复合机车速控制在150m/min，干燥温度为60、70、80℃，复合温度60℃，复合压辊压力0.4MPa，熟化温度45℃，熟化时间36小时；控制涂胶复合过程无复合麻点、刀丝、气泡、起皱、拉丝、刮痕及胶水纹等现象。
对各实施例制备的可重复封合盖膜进行热封强度和重复封合强度测试。选用广州标际GBB-F型号热封仪，热封温度为130℃，热封压力为0.2MPa，热封时间1s，热封强度按《QB/T 2358-1998塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》。测试结果为(热封强度与重复封合强度的单位为N/15mm):
表2
由上述结果可知，由本发明提供的可重复封合盖膜，具有起始开启力值可以调控，开启后通过按压可以实现进行重复功能。
综上所述，本发明技术方案中复合盖膜包括外层、阻隔层、聚烯烃薄膜，在具有良好阻隔性的同时，也具有良好的力学强度和机械性能。本发明制得的复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器的封合性能好，保证密封的同时，易于揭开，不产生碎屑，且可以通过压力重复封合。本发明的工作原理是：复合盖膜与碗状、杯状、桶状和盒状包装容器通过加热热封在一起，形成一个密封的包装体。而在开启时，具有界面易剥离的中间层与热封层可以轻松的揭开，揭开时只需使用5～15N/15mm的力即可使两者之间产生界面剥离，剥离时没有屑末掉落，无拉丝，手感平滑无顿挫感，无发白影响外观的变色现象，下一次封合只需用力按压揭开部位先前的热封区域，无需进行加热封合。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种可重复封合的聚烯烃薄膜，其特征在于，按照重量百分比包括：
依次叠置设置的电晕层、中间层和热封层，所述电晕层、中间层和热封层的厚度比为1:(1～3):1；
其中，所述电晕层包括有100wt％聚丙烯无规共聚物或40wt％～100wt％茂金属线性低密度聚乙烯和0wt％～60wt％低密度聚乙烯；
所述中间层为100wt％改性聚烯烃基聚合物；
所述热封层包括有0wt％～15wt％茂金属线性低密度聚乙烯和85wt％～100wt％低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的可重复封合的聚烯烃薄膜，其特征在于，所述电晕层和所述中间层还均包括0.5wt％～2wt％PPA含氟聚合物加工助剂。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的可重复封合的聚烯烃薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将电晕层、中间层和热封层分别加入挤出机的三个料筒中，电晕层、中间层和热封层的熔体温度为150～200℃，熔融挤出后经吹胀冷却、牵引定型，再进行电晕处理，得到可重复封合聚烯烃薄膜。
4.一种包含可重复封合的聚烯烃薄膜的复合盖膜，其特征在于，所述复合盖膜包括：
外层和聚烯烃薄膜，所述外层和所述聚烯烃薄膜之间设置有阻隔层；
所述聚烯烃薄膜包括依次叠置设置的电晕层、中间层和热封层，所述电晕层、中间层和热封层的厚度比为1:(1～3):1；
其中，所述电晕层包括有100wt％聚丙烯无规共聚物或40wt％～100wt％茂金属线性低密度聚乙烯和0wt％～60wt％低密度聚乙烯；
所述中间层为100wt％改性聚烯烃基聚合物；
所述热封层包括有0wt％～15wt％茂金属线性低密度聚乙烯和85wt％～100wt％低密度聚乙烯。
5.根据权利要求4所述的复合盖膜，其特征在于，所述阻隔层的材质为铝箔和镀铝膜，镀铝膜包括镀铝双向拉伸聚酯和镀铝双向拉伸聚丙烯。
6.根据权利要求4所述的复合盖膜，其特征在于，所述外层、聚烯烃薄膜和阻隔层均通过聚氨酯胶粘剂粘合在一起，所述聚氨酯胶粘剂的厚度为2～3μm。
7.根据权利要求4所述的复合盖膜，其特征在于，所述外层、阻隔层、聚烯烃薄膜的厚度比为：(8～100)：(6～30)：(40～100)。
8.根据权利要求4-7任意一项所述复合盖膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将外层、阻隔层、聚烯烃薄膜以及聚氨酯胶粘剂通过干式复合机进行复合，然后干燥、分切。
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