CN110509636A - 一种耐水煮铝塑复合盖膜及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐水煮铝塑复合盖膜及其生产工艺。该铝塑复合盖膜，包括铝箔层，铝箔层一侧干式复合有PE膜层，铝箔层另一侧复合有印刷膜层；PE膜层包括电晕层、中间层以及热封层；电晕层包括48％～52％中密度聚乙烯、23％～27％低密度聚乙烯以及23％～27％高密度聚乙烯；中间层包括48％～52％中密度聚乙烯以及48％～52％高密度聚乙烯；热封层包括48％～52％茂金属聚乙烯、23％～27％低密度聚乙烯以及23％～27％中密度聚乙烯；印刷膜层包括底涂层、油墨层以及保护光油层。该铝塑复合盖膜具有很高的剥离强度、热封强度，且与HDPE瓶封口后，可以在90℃水煮15分钟不变形、不分层、印刷图文不脱落。
Description
技术领域
本发明属于膜包装材料领域，具体是涉及一种耐水煮铝塑复合盖膜及其生产工艺。
背景技术
铝塑复合盖膜在瓶装饮品、药品中应用较大，目前主要材质是由三层结构或两层结构构成，其中三层结构即PET/Al/PE或PET/Al/CPP，两层结构即Al/PE或Al/CPP。在一些通过吸管插入吸取的饮品瓶包装上，三层结构中PET强度高，不利于吸管插入，通常使用两层结构的盖膜，而目前两层结构的盖膜容易出现在水煮灭菌后分层漏液、表印图文脱落、盖膜变形等不良问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐水煮铝塑复合盖膜。该铝塑复合盖膜具有很高的剥离强度、热封强度，且与HDPE瓶封口后，可以在90℃水煮15分钟不变形、不分层、印刷图文不脱落。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种耐水煮铝塑复合盖膜，包括铝箔层，所述铝箔层一侧干式复合有PE膜层，所述铝箔层另一侧复合有印刷膜层；
所述PE膜层包括电晕层、中间层以及热封层；所述电晕层包括重量配方：48％～52％中密度聚乙烯、23％～27％低密度聚乙烯以及23％～27％高密度聚乙烯；所述中间层包括重量配方：48％～52％中密度聚乙烯以及48％～52％高密度聚乙烯；所述热封层包括重量配方：48％～52％茂金属聚乙烯、23％～27％低密度聚乙烯以及23％～27％中密度聚乙烯；
所述印刷膜层包括底涂层、油墨层以及保护光油层，所述底涂层由涂布在铝箔层上的底涂剂形成，所述油墨层由印刷在底涂层上的油墨形成，所述保护光油层由印刷在油墨层上的光油形成。
进一步的技术方案：所述铝箔层厚度50±2μm，所述PE膜层厚度70±5μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2。
进一步的技术方案：所述低密度聚乙烯牌号2420H，所述中密度聚乙烯牌号2038.68G，所述高密度聚乙烯牌号HTA108，所述茂金属聚乙烯牌号SP4020；所述干式复合所用胶黏剂牌号UK3640。
进一步的技术方案：所述干式复合所用胶黏剂的上胶量为3.8～4.2gsm。
本发明的另一个目的是提供一种所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以上重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔通过胶黏剂进行干式复合，复合速度80～100米/min，干燥温度65～80℃；
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在115～125℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度120～150米/min，干燥温度75～95℃；
步骤6，分切后熟化。
进一步的技术方案：所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大4～6mm。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所选的PE膜层中原料树脂熔点和密度都较高，通过吹膜机生产了耐温性高、挺度好、有一定韧性的PE膜。所述PE膜配方设计主要是提升铝塑复合盖膜的刚性和耐温性，其中热封层的配方不仅可以提升薄膜刚性，同时使薄膜还具有很好的热封及高温热粘性能。
本发明铝塑复合盖膜的整体刚性好，在与HDPE瓶封合后，经90℃水浴灭菌时未封合区域的复合膜不发生明显的拉伸变形，一方面可以保护复合的牢度即不分层，另一方面可以使产品灭菌后有较好的外观。所述PE膜层配方中没有加入含有可迁移的小分子(如滑爽剂)树脂，目的是避免小分子在复合后迁移到铝箔面影响油墨印刷效果。
本发明所述印刷膜层中的底涂剂对铝箔具有表面处理作用，即可以溶解铝箔加工时表面残留的小分子物质，同时底涂剂还与铝箔和油墨有很好的粘合牢度，通过在油墨层表面印刷光油形成保护光油层，可以有效避免在高温加热时油墨印刷的图文发生脱落。
(2)本发明选用50um铝箔，具有很高的挺度和质感，切片后平整不软塌起皱，便于送片膜定位封瓶口。选用本发明70umPE，可以实现与高密度聚乙烯(HDPE)瓶有很好的相容热封合性能，PE膜层厚度优选65-75um，但是如果太厚，则成本增加，熔融封合时间长，效率低；如果太薄，则封合的压力会压薄封合边缘，使封合强度降低，在市场有封口破坏漏杯风险。
(3)本发明PE膜层配方设计的理念主要是提升PE薄膜的刚性和耐热性，但要综合考虑加工性能、熔融封合效率、封合强度及配方成本等因素。所以本发明所设计的配方生产的薄膜的整体刚性好，成本低，热封效率及强度高，同铝箔复合后与HDPE瓶封合，经90℃水浴灭菌时未封合区域的复合膜不发生明显的拉伸变形，既保护复合的牢度不拉伸分层，又能使产品灭菌后有较好的外观。
(4)本发明采用先干式复合再印刷的生产顺序，可以大大降低铝箔印刷起皱(不可恢复的死皱)的报废问题，所述铝箔复合PE膜后，由于复合膜厚度方向有一定的柔性，所以铝箔印刷即使起皱也是可以在后续分切时通过调整压辊压力来恢复平整的。
本发明干式复合选用汉高的Liofol UK3640双组份胶黏剂，通过采用90线*95目网纹辊上胶，控制上胶量3.8～4.2gsm，复合速度80～100米/min，干燥温度65～80℃，该胶黏剂固化后使铝箔和PE膜有效粘合，可耐121℃、30min的蒸煮和沸水煮，具有很好的耐高温形变，使复合盖膜不会发生分层。
本发明所述PE膜两侧宽幅较铝箔两侧宽4～6mm，这可以有效避免铝箔割伤胶制印刷压辊，但是也不易过宽以免影响印刷膜层的制备。
印刷层采用三明治结构，即“底涂层-油墨层-保护光油层”，底涂层是做铝箔的表面处理作用，可以清理铝箔加工时表面残留的小分子物质，同时还与铝箔和油墨有很好的粘合牢度，选用DIC公司专用耐高温高粘合力的VAT底涂，高温(120℃)干燥涂布；油墨选用DIC公司专用耐高温VAT NT油墨；表印保护光油选用DIC公司专用GOP-500(HA)耐高温凹印光油，光油耐高温、耐热封粘脱、耐磨性、滑性、抗粘连性优异。印刷速度120-150m/min，干燥温度75-95℃，主要是控制溶剂残留符合相关要求。
底涂的目的是提高油墨与铝箔的粘接强度，高温涂布是将涂布层固化彻底以及溶剂释放干净，表印光油是保护油墨的不被摩擦脱落以及高温热封时烫脱落，表印光油是耐高温的树脂体系，且高硬度，耐磨性好。印刷速度较普通薄膜印刷要低些，主要是油墨、表印光油的溶剂释放较慢，需降速印刷，并提升干燥温度。
(5)本发明通过PE膜配方以及生产工艺的创新，该盖膜的生产消耗低，成品率高，应用范围宽，水煮灭菌后的不良率低，从2％的不良率可以降低到0.5％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明：
以下实施例中原料来源如下表1所示：
表1
| 原料 | 牌号 | 生产商 | 熔点℃ | 融指g/10min | 密度g/cm<sup>3</sup> |
| 低密度聚乙烯 | 2420H | 巴赛尔 | 111 | 1.9 | 0.924 |
| 中密度聚乙烯 | 2038.68G | 陶氏化学 | 126 | 1.0 | 0.935 |
| 高密度聚乙烯 | HTA108 | 埃克森 | 135 | 0.7 | 0.961 |
| 茂金属聚乙烯 | SP4020 | 三井化学 | 127 | 1.8 | 0.937 |
| 胶黏剂 | UK3640 | 汉高 | / | / | / |
| 底涂剂 | VAT | DIC株式会社 | / | / | / |
| 油墨 | VATNT | DIC株式会社 | / | / | / |
| 光油 | GOP-500(HA) | DIC株式会社 | / | / | / |
实施例1
本发明所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以下重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
所述电晕层包括重量配方：50％中密度聚乙烯、257％低密度聚乙烯以及25％高密度聚乙烯；
所述中间层包括重量配方：50％中密度聚乙烯以及50％高密度聚乙烯；
所述热封层包括重量配方：50％茂金属聚乙烯、25％低密度聚乙烯以及25％中密度聚乙烯；
所述PE膜层厚度70μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔(铝箔厚度50μm)通过胶黏剂进行干式复合，上胶量为4.0gsm，复合速度90米/min，干燥温度75℃；复合后所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大5mm。
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在120℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度130米/min，干燥温度85℃；
步骤6，分切后熟化。
实施例2
本发明所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以下重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
所述电晕层包括重量配方：48％中密度聚乙烯、27％低密度聚乙烯以及25％高密度聚乙烯；
所述中间层包括重量配方：48％中密度聚乙烯以及52％高密度聚乙烯；
所述热封层包括重量配方：48％茂金属聚乙烯、27％低密度聚乙烯以及25％中密度聚乙烯；
所述PE膜层厚度65μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔(铝箔厚度48μm)通过胶黏剂进行干式复合，上胶量为3.8gsm，复合速度80米/min，干燥温度65℃；复合后所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大4mm。
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在115℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度120米/min，干燥温度75℃；
步骤6，分切后熟化。
实施例3
本发明所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以下重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
所述电晕层包括重量配方：52％中密度聚乙烯、23％低密度聚乙烯以及25％高密度聚乙烯；
所述中间层包括重量配方：52％中密度聚乙烯以及48％高密度聚乙烯；
所述热封层包括重量配方：52％茂金属聚乙烯、23％低密度聚乙烯以及25％中密度聚乙烯；
所述PE膜层厚度75μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔(铝箔厚度52μm)通过胶黏剂进行干式复合，上胶量为4.2gsm，复合速度100米/min，干燥温度80℃；复合后所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大6mm。
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在125℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度150米/min，干燥温度95℃；
步骤6，分切后熟化。
实施例4
本发明所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以下重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
所述电晕层包括重量配方：50％中密度聚乙烯、27％低密度聚乙烯以及23％高密度聚乙烯；
所述中间层包括重量配方：50％中密度聚乙烯以及50％高密度聚乙烯；
所述热封层包括重量配方：50％茂金属聚乙烯、27％低密度聚乙烯以及23％中密度聚乙烯；
所述PE膜层厚度70μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔(铝箔厚度50μm)通过胶黏剂进行干式复合，上胶量为4.0gsm，复合速度90米/min，干燥温度75℃；复合后所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大5mm。
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在120℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度140米/min，干燥温度90℃；
步骤6，分切后熟化。
实施例5
本发明所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以下重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
所述电晕层包括重量配方：48％中密度聚乙烯、25％低密度聚乙烯以及27％高密度聚乙烯；
所述中间层包括重量配方：50％中密度聚乙烯以及50％高密度聚乙烯；
所述热封层包括重量配方：48％茂金属聚乙烯、25％低密度聚乙烯以及27％中密度聚乙烯；
所述PE膜层厚度70μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔(铝箔厚度50μm)通过胶黏剂进行干式复合，上胶量为4.1gsm，复合速度100米/min，干燥温度80℃；复合后所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大6mm。
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在125℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度150米/min，干燥温度95℃；
步骤6，分切后熟化。
本发明上述实施例所制备的铝塑复合盖膜与传统市场上的铝塑复合盖膜在水煮前、水煮后的剥离性能比较如下表2所示(水煮条件：90℃，20min)：
表2
本发明上述实施例所制备的铝塑复合盖膜与传统市场上的铝塑复合盖膜在水煮后的热封强度(N/15mm)比较如下表3所示(水煮条件：90℃，20min)：
表3
| 水煮后，150℃，1S，180KPa | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 市场样1 | 市场样2 |
| 热封强度(N/15mm) | 56.68 | 55.26 | 55.30 | 54.38 | 54.12 | 26.96 | 31.94 |
本发明上述实施例所制备的铝塑复合盖膜与传统市场上的铝塑复合盖膜在不同热封温度下的热封强度(N/15mm)比较如下表4所示：
表4
| 热封温度 | 120℃ | 125℃ | 130℃ | 135℃ | 140℃ | 145℃ | 150℃ | 155℃ |
| 实施例1 | 0.67 | 2.28 | 12.26 | 53.58 | 77.74 | 83.94 | 82.91 | 84.34 |
| 实施例2 | 0.55 | 2.11 | 12.10 | 51.36 | 75.22 | 81.56 | 81.99 | 82.54 |
| 实施例3 | 0.61 | 2.20 | 12.15 | 52.45 | 76.36 | 82.78 | 82.01 | 83.16 |
| 实施例4 | 0.59 | 2.15 | 12.18 | 51.99 | 75.85 | 81.34 | 81.55 | 82.63 |
| 实施例5 | 0.65 | 2.25 | 12.19 | 51.87 | 75.62 | 81.99 | 82.12 | 82.86 |
| 市场样1 | 2.25 | 7.44 | 19.80 | 60.96 | 73.75 | 75.11 | 75.61 | 73.59 |
| 市场样2 | 1.98 | 5.86 | 17.92 | 59.31 | 74.65 | 77.23 | 79.10 | 78.59 |
Claims (6)
1.一种耐水煮铝塑复合盖膜，其特征在于：包括铝箔层，所述铝箔层一侧干式复合有PE膜层，所述铝箔层另一侧复合有印刷膜层；
所述PE膜层包括电晕层、中间层以及热封层；所述电晕层包括重量配方：48％～52％中密度聚乙烯、23％～27％低密度聚乙烯以及23％～27％高密度聚乙烯；所述中间层包括重量配方：48％～52％中密度聚乙烯以及48％～52％高密度聚乙烯；所述热封层包括重量配方：48％～52％茂金属聚乙烯、23％～27％低密度聚乙烯以及23％～27％中密度聚乙烯；
所述印刷膜层包括底涂层、油墨层以及保护光油层，所述底涂层由涂布在铝箔层上的底涂剂形成，所述油墨层由印刷在底涂层上的油墨形成，所述保护光油层由印刷在油墨层上的光油形成。
2.如权利要求1所述的耐水煮铝塑复合盖膜，其特征在于：所述铝箔层厚度50±2μm，所述PE膜层厚度70±5μm，所述电晕层、中间层以及热封层厚度比2:3:2。
3.如权利要求1所述的耐水煮铝塑复合盖膜，其特征在于：所述低密度聚乙烯牌号2420H，所述中密度聚乙烯牌号2038.68G，所述高密度聚乙烯牌号HTA108，所述茂金属聚乙烯牌号SP4020；所述干式复合所用胶黏剂牌号UK3640。
4.如权利要求1所述的耐水煮铝塑复合盖膜，其特征在于：所述干式复合所用胶黏剂的上胶量为3.8～4.2gsm。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，制备PE膜：按照以上重量配方要求将电晕层、中间层以及热封层的原料粒子分别加入到吹膜机对应料筒中，通过加热熔融挤出、吹膜、冷却定型、人字板息泡夹偏、电晕、切边收卷工序，获得所述PE膜；
步骤2，干式复合：将所述PE膜与铝箔通过胶黏剂进行干式复合，复合速度80～100米/min，干燥温度65～80℃；
步骤3，涂布底涂剂：在与所述PE膜干式复合后的铝箔表面涂布底涂剂，然后在115～125℃进行干燥形成底涂层；
步骤4，印刷油墨层：在所述底涂层表面印刷构成图文的油墨形成油墨层；
步骤5，印刷光油：在所述油墨层表面印刷光油形成保护光油层，光油印刷速度120～150米/min，干燥温度75～95℃；
步骤6，分切后熟化。
6.如权利要求5所述的耐水煮铝塑复合盖膜的生产工艺，其特征在于：所述PE膜的两侧宽幅相比于所述铝箔大4～6mm。
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