CN110497674A - 一种可自封可自身断裂的纸塑包装复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型可自封可自身断裂的纸塑包装复合材料，包括第一层原纸层，第二层自身断裂层，第三层热封层，其中第二层和第三层通过共挤工艺加工到第一层医用原纸上，其中第二层自身的断裂强度小于第二层与第一层的剥离强度、第二层与第三层的热封强度和第三层与透析纸的剥离强度。本发明提供的纸塑包装复合材料其剥离方式为内聚剥离，剥离强度均匀可控，能够解决现有工艺制成的医用纸塑包装袋，在使用时纸张纤维因撕扯而脱落出部分细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染，同时克服了现有医用纸塑包装袋在制袋前需要在透析纸上预涂框胶，增加制作工序和预先设计预涂框胶尺寸的工序，进而制约生产效率的问题，从而弥补现有技术的不足。

Description

一种可自封可自身断裂的纸塑包装复合材料
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，具体涉及了一种可自封可自身断裂的纸塑包装复合材料。
背景技术
器械灭菌包装形式中有袋体包装系统，该系统中的纸塑袋和其他包装形式一样，在热封后分离时不能有纸屑，这就要求剥离强度要可控。目前热封再剥离构造主要有两种，一种是普通热封性树脂，如图1所示，其剥离方式为爆裂剥离，剥离强度不可控；再一种现有市场上常见的医用纸塑包装袋的粘合剥离方式(如图2所示)，主要构成为一面医用透析纸，另一面为医用复合膜，主要工艺为在透析纸面涂有框胶，然后和医用复合膜热封合，利用透析纸阻菌性而透过环氧乙烷或者蒸汽等灭菌气体便于水蒸汽或环氧乙烷等杀菌气体的半透过性达到灭菌效果和贮藏运输，同时利用两面包装材料的微生物屏障功能，防止微生物的进入并提供无菌防护，以达到包装再次打开之前袋内所包物品一直保持无菌的效果。为了维持袋内物品的无菌状态，包装不能够被空气污染、纤维破损、灰尘、微生物等侵入的机会，
虽然医用纸塑包装袋这种剥离构造剥离强度可控，但剥离强度较高，造成了现有工艺制成的医用纸塑包装袋，在使用时纸张纤维因撕扯而脱落出细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染，同时在制袋前需要在透析纸上预涂框胶(如图3和图4所示)，增加了制作工序，制约生产效率。而且可以使包装材料在制袋时，必须根据最终产品尺寸预涂相应尺寸的框胶，进一步制约生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型可自封可自身断裂的纸塑包装复合材料，其剥离方式为内聚剥离，剥离强度均匀可控，能够解决现有工艺制成的医用纸塑包装袋在使用时纸张纤维因撕扯而脱落出部分细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染的问题；同时克服了现有医用纸塑包装袋在制袋前需要在透析纸上预涂框胶，增加制作工序和预先设计预涂框胶尺寸的工序，进而制约生产效率的问题，从而弥补现有技术的不足。
本发明所提供的可自封可自身断裂的纸塑包装复合材料，包括第一层原纸层，第二层自身断裂层，第三层热封层，其中第二层和第三层通过共挤工艺加工到第一层医用原纸上，其中第二层自身的断裂强度小于第二层与第一层的剥离强度、第二层与第三层的热封强度和第三层与透析纸的剥离强度；
作为优选，其中第二层自身断裂层为以聚1-丁烯树脂和低密度聚乙烯树脂(LDPE)组成的共聚物树脂(以下简称1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂)；其中聚1-丁烯树脂、低密度聚乙烯树脂(LDPE)的质量比为5：95～10：90；
作为实施例的具体使用，第三层热封层为乙烯-丙烯酸共聚物树脂；
作为实施例的优选，其中所述的第一层原纸层克重为40-100克/m2的原纸；
所述的第二层和第三层共挤工艺加工后的总厚度为10-40μm；
作为实施例的优选，其中自身断裂层的厚度为5-20μm；热封层的厚度为5-20μm；
本发明所提供的纸塑包装复合材料，其一种制备方法是第二层自身断裂层和第三层热封层通过共挤工艺加工复合至原纸至少一面，共挤工艺的加工温度为235℃-305℃；
本发明所提供的纸塑包装复合材料可用来制备包装袋；
本发明再一个方面提供一种纸塑包装袋，是使用上述的纸塑包装复合材料与透析纸制备的；
其一种制备方法，是将复合材料的第三层热封层与透析纸热封，热封温度为120℃-180℃范围内，热封压力为0.2MPa，热封时间为0.1s-1.2s。
本发明提供的纸塑包装复合材料其剥离方式为内聚剥离，剥离强度均匀可控，能够解决现有工艺制成的医用纸塑包装袋，在使用时纸张纤维因撕扯而脱落出部分细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染，同时克服了现有医用纸塑包装袋在制袋前需要在透析纸上预涂框胶，增加制作工序和预先设计预涂框胶尺寸的工序，进而制约生产效率的问题，从而弥补现有技术的不足。
附图说明
图1：普通热封性树脂爆裂剥离构造示意图；
图2：现有医用纸塑包装袋粘合剥离构造示意图；
图3：现有医用纸塑包装袋工艺构造正向示意图；
图4：现有医用纸塑包装袋工艺构造侧向示意图；
图5：本发明的自封可自身断裂的医用包装复合材料剥离构造示意图；
图6：本发明的可自封可自身断裂的医用包装复合材料工艺构造侧向示意图；
图7：本发明的医用包装复合材料有纸毛脱落效果放大图；
图8：本发明的医用包装复合材料无纸毛脱落效果放大图。
具体实施方式
目前所使用的医用纸塑包装材料制成的医用纸塑包装袋，利用透析纸阻菌性而透过环氧乙烷或者蒸汽等灭菌气体便于水蒸汽或环氧乙烷等杀菌气体的半透过性达到灭菌效果和贮藏运输，同时利用两面包装材料的微生物屏障功能，防止微生物的进入并提供无菌防护，以达到包装再次打开之前袋内所包物品一直保持无菌的效果,但在使用时纸张纤维因撕扯而脱落出部分细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染。同时在制袋前需要在透析纸上预涂框胶，增加了制作工序，制约生产效率，而且可以使包装材料在制袋时，必须根据最终产品尺寸先预涂相应尺寸的框胶，进一步降低生产效率。
为了克服现有医用纸塑包装材料以上的不足，本发明以原纸为基材，通过树脂种类的选择，以及排列的不同使得制成的医用纸塑包装复合材料不仅可以消除在打开包装时纸张纤维因撕扯而脱落出部分细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染，并且克服了现有医用包装材料在制袋前需预涂框胶和设计预涂框胶尺寸而导致制约生产效率的问题。
如图5所示，本发明所提供的新型可自封可自身断裂的医用包装复合材料，包括第一层原纸层，第二层自身断裂层，第三层热封层，其中第二层和第三层通过共挤工艺加工到第一层医用原纸上，无需在透析纸上涂胶，即可与透析纸封合完整，且由于第二层与第一层原纸的剥离强度、第二层与第三层的热封强度、第三层与透析纸的剥离强度高于第二层自身的断裂强度，热封后再次撕开时，第二层自身断裂层自身断裂，剥离洁净，避免了纸张纤维的脱落而导致的包装物品的污染，同时减少了现有工艺需要在透析纸上预涂框胶的设计尺寸和生产流程，可根据需求任意设计热封尺寸，提高生产效率。其剥离方式为内聚剥离，剥离强度均匀可控，能够解决现有工艺制成的医用纸塑包装袋，在使用时纸张纤维因撕扯而脱落出部分细小纤维，侵入到所包物品上，对其造成污染，同时克服了现有医用纸塑包装袋在制袋前需要在透析纸上预涂框胶，增加制作工序和预先设计预涂框胶尺寸的工序，进而制约生产效率的问题，从而弥补现有技术的不足。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图6所示，本实施例的纸塑包装复合材料，包括第一层原纸层1，自身断裂层2和热封层3。在制备的过程中选择自身断裂层为沙林树脂、低密度聚乙烯树脂、1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂，热封层3选择低密度聚乙烯树脂和乙烯-丙烯酸共聚物树脂进行试验。
将上述的自身断裂层2中的待选择的任一树脂与上述热封层3中任一种树脂通过共挤工艺加工到第一层原纸层，加工温度为285℃±5℃，将制备好的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料与透析原纸热封，热封压力为0.2MPa、热封时间为1秒、热封温度为130℃时，24h后测试热封强度、并检查剥离后透析纸层有无纸毛脱落。
根据热封强度和对剥离后透析纸纸毛脱落情况，筛选出自身断裂层优选1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂，即在LDPE低密度聚乙烯树脂中添加5～10％的1-丁烯树脂；热封层3选择乙烯-丙烯酸共聚物树脂。
由于共挤工艺的加工温度至为重要，更进一步的，在树脂允许加工温度235℃-305℃范围内进行加工温度的优化，温度设定分别为235℃、250℃、265℃、280℃、295℃，在这五种加工温度条件下制备出的复合材料，经检测发现，235℃、250℃条件下制备的复合材料对原纸层的附着力会出现不足的情况，265℃、280℃和295℃则无不良现象。最终确定共计工艺加工温度为265℃-295℃，优选280℃。
实施例2
根据实施例1的筛选结果，将1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂和乙烯-丙烯酸共聚物树脂通过共挤工艺加工到原纸一面，制备新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料。作为本实施例的优选，自身断裂层使用的1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂采用杜邦改性热塑性树脂55030，热封层3使用的乙烯-丙烯酸共聚物树脂采用杜邦TM 3990。
其具体制备方法为：将1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂杜邦改性热塑性树脂55030和乙烯-丙烯酸共聚物树脂杜邦TM 3990通过共挤工艺加工复合至原纸一面，加工温度为280℃，其中1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂杜邦改性热塑性树脂55030位于乙烯-丙烯酸共聚物树脂杜邦TM 3990和原纸层中间。进一步的，1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂杜邦改性热塑性树脂55030厚度为15μm，乙烯-丙烯酸共聚物树脂杜邦TM 3990厚度为15μm。将制备好的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料与透析原纸热封，24h后测试热封强度、并检查剥离后透析纸层有无纸毛脱落，检测结果如图7、图8和表1所示.
表1：实施例2制备的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料的性能检测数据表
如表1、图7和图8所示，当热封压力为0.2MPa、热封时间为1秒、热封温度为130℃时，透析原纸无纸毛脱落。
实施例3
保持1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂杜邦改性热塑性树脂55030位于乙烯-丙烯酸共聚物树脂杜邦TM 3990和原纸层中间的结构不变，只改变1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂杜邦改性热塑性树脂55030和乙烯-丙烯酸共聚物树脂杜邦TM 3990的厚度比例，即1-丁烯为基础树脂的共聚物树脂厚度为20μm，乙烯-丙烯酸共聚物树脂杜邦TM 3990厚度为10μm。将制备好的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料与透析原纸热封，24h后测试热封强度、并检查剥离后透析纸层有无纸毛脱落。
将制备好的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料与透析原纸热封，层间热封条件:热封压力0.2MPa，热封时间1sec，热封温度120℃-180℃。进一步增加测试条件，即增加热封压力0.2MPa，热封时间0.5sec，热封温度120℃-180℃和热封压力0.2MPa，热封时间1.2sec，热封温度120℃-180℃。
以本发明实施例制备的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料进行热封性和热封强度检测，检测结果与实施例2类似。
按照低密度聚乙烯树脂(LDPE)的质量比为5：95～10：90，第二层和第三层共挤工艺加工后的总厚度为10-40μm的范围制备的复合材料效果进行检测，理化性质与实施例3和实施例4相似，表明本发明的新型可自封可自身断裂的医用纸塑包装复合材料具有相似的理化性质。

Claims (10)

1.一种纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的纸塑包装复合材料包括第一层原纸层，第二层自身断裂层，第三层热封层，其中第二层和第三层通过共挤工艺加工到第一层医用原纸上，其中第二层自身的断裂强度小于第二层与第一层的剥离强度、第二层与第三层的热封强度和第三层与透析纸的剥离强度。
2.如权利要求1所述的纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的第二层自身断裂层为以聚1-丁烯树脂和低密度聚乙烯树脂组成的共聚物树脂。
3.如权利要求2所述的纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的聚1-丁烯树脂和低密度聚乙烯树脂的质量比为5：95～10：90。
4.如权利要求1所述的纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的第三层热封层使用乙烯-丙烯酸共聚物树脂。
5.如权利要求1所述的纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的第二层和第三层共挤工艺加工后的总厚度为10-40μm。
6.如权利要求1或5所述的纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的自身断裂层的厚度为5-20μm；热封层的厚度为5-20μm。
7.如权利要求1所述的纸塑包装复合材料，其特征在于，所述的第一层原纸层是克重为40-100克/m2的原纸。
8.权利要求1所述的纸塑包装复合材料的制备方法，其特征在于，所述的方法是将第二层自身断裂层和第三层热封层通过共挤工艺加工复合至原纸至少一面，共挤工艺的加工温度为235℃-305℃。
9.权利要求1-7任一项所述的纸塑包装复合材料在制备包装袋中的应用。
10.一种纸塑包装袋，其特征在于，所述的纸塑包装袋是使用权利要求1-7任一项所述的纸塑包装复合材料与透析纸制备的。
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