CN110922903A - 一种易撕垫片及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易撕垫片及其加工工艺，属于包装材料技术领域。本发明研制的产品包括铝箔底层，塑料膜中间层和粘合表层；所述铝箔底层表面包括纳米玻璃纤维，所述纳米玻璃纤维通过熔铸与铝箔底层结合；所述纳米玻璃纤维穿透进入塑料膜中。在制备产品时，将熔点为低于660℃的合金粉与纳米玻璃纤维球磨混合均匀后，涂布于铝箔表面，于无氧条件下炭化后，再升温使合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；将粘合表层与负载铝箔热压复合，冷却，即得产品。本发明所得产品不仅仅具有良好的密封效果，同时在撕剥时，容易撕开，不易残留。

Description

一种易撕垫片及其加工工艺
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体是一种易撕垫片及其加工工艺。
背景技术
易撕垫片在目前实际生产和使用过程中，存在如下诸多问题：
1、产品的盖膜很难撕开，不易开启。这在实际使用过程中，几乎所有的使用者都会遇到此问题。为了保持包装的密封性和耐久性，在实际生产封装时，都会尽量将密封口密封的更为严实，而虽然对产品的运输和存放有益，但是在实际使用时，在开启封口时，难以开启，并未起到易撕垫片原本应该起的作用，从而导致易撕垫片的实际使用减少。
2、在开启盖膜时，如果内部封装的物体过于饱和，由于撕开时的撕剥力不均匀，内部液体容易溅到手上或者衣服上，造成污染。
3、剥开时，盖膜容易分离，导致膜在包装件上容易残留，残留后容易污染内部包装的物体。
基于上述缺陷，对于包装领域的技术人员而言，开发出一种具有良好包装密封性能，且容易撕开的易撕垫片，妥善解决密封持久的要求与易撕要求之间的矛盾，是本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易撕垫片及其加工工艺，以解决现有技术中易撕垫片的密封持久性与易撕开，不残留的矛盾。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种易撕垫片，包括铝箔底层，粘合表层；
所述铝箔底层表面包括纳米玻璃纤维，所述纳米玻璃纤维通过熔铸与铝箔底层结合；
所述纳米玻璃纤维穿透进入粘合表层中。
本发明技术方案采用双层结构构筑易撕垫片，其中，底层为铝箔底层，纳米玻璃纤维通过熔铸方式与铝箔底层结合，而纳米玻璃纤维物理穿透表层粘合层，该结构可以保障双层结构之间形成良好的桥接，底层与玻璃纤维通过熔铸后，将玻璃纤维稳定固定于铝箔表面，玻璃纤维不易与铝箔底层脱离，有效保障了产品的持久性密封，另外，玻璃纤维穿透粘层粘合层后，可锚固于粘合层中，有效避免了在撕剥过程中，由于无机的铝箔与有机的树脂粘合剂之间因为界面相互作用力不强而导致的粘合剂层脱离，使粘合剂层留附于基体表面的问题。
所述纳米玻璃纤维为纳米玻璃纤维短纤；所述纳米玻璃纤维短纤长径比为10：1～5：1。
所述纳米玻璃纤维表面包覆有纳米二氧化硅。
所述纳米二氧化硅与所述纳米玻璃纤维之间通过硅烷偶联剂相连。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550,硅烷偶联剂KH-560，硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
本发明技术方案通过进一步对玻璃纤维表面包覆纳米二氧化硅，使得原本光滑的纳米二氧化硅纤维表面粗糙化，粗糙化后的纳米二氧化硅纤维与底层及表层之间的物理桥接更为牢固，在受到垂直于平面方向的作用力时，表层的粗糙结构可有效挂靠于底层和表层结构中，避免两者之间分离而使得表层残留。
所述粘合表层包括层状硅酸盐与高分子树脂粘合剂。
所述高分子树脂粘合剂嵌入层状硅酸盐的层间结构中；所述高分子树脂粘合剂和层状硅酸盐的质量比为1：1～1：2。
本发明技术方案通过采用层状硅酸盐与高分子树脂粘合剂配合作为粘合表层，层状硅酸盐中嵌入高分子树脂粘合剂后，在受到垂直于易撕垫片平面方向的外力作用时，层状硅酸盐可发挥良好的抗撕裂性能，避免包装后的产品在运输过程中，因为撞击时，包装膨胀产生的作用力；而当需要撕开封口时，由于层状硅酸盐与树脂体系的复合具有一定的触变性能，施加的水平方向的剪切作用力时，层状结构则容易受到破坏，很容易就可以撕下，不容易残留。
一种易撕垫片的加工工艺，具体加工步骤包括：
(1)准备原料；
(2)将熔点为低于660℃的合金粉与纳米玻璃纤维球磨混合均匀后，涂布于铝箔表面，于无氧条件下炭化后，再升温使合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；
(3)将粘合表层与负载铝箔热压复合，冷却，即得产品。
本发明技术方案通过利用熔点低于铝箔的合金粉末作为熔铸所用的材料，使纳米玻璃纤维与铝箔表面之间形成有机整体，且炭化时的温度显著低于铝箔和合金的熔点，在炭化时，当炭化完成后，碳质原料具有良好的还原性能，可还原铝箔表面的惰性氧化铝表层，从而使铝箔表面和熔铸的合金层之间的结合性能更为牢固。
所述合金粉为铝镁合金、铝锌合金中的任意一种。
所述粘合表层的制备过程为：
(4)将层状硅酸盐和水搅拌混合后，加入聚苯乙烯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠，水热反应后，喷雾干燥，得预处理层状硅酸盐；
(5)将预处理层状硅酸盐、热塑性树脂粘合剂混合，并加入树脂粘合剂质量10～15％的DMSO，加热至树脂粘合剂熔融后，超声分散，再经热压成厚度为0.1～0.8mm的片材，冷却，即得粘合表层。
本发明技术方案通过先将层状硅酸盐与水分散，并引入聚苯乙烯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠，使两者良好的吸附固定于离散后的层状硅酸盐片层表面，使片层之间由于电荷作用排斥而分离，再与树脂相互嵌入的过程中，使热塑性树脂更容易渗透进入其层间结构中。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
预处理纳米玻璃纤维：将纳米玻璃纤维分散于硅烷偶联剂的乙醇溶液中，再加入纳米玻璃纤维质量1～20％的纳米二氧化硅，随后于超声作用下，向乙醇溶液中滴加乙醇溶液体积1～10％的氨水，待滴加完毕后，继续反应3～5h，再经过滤，洗涤和干燥，得预处理纳米玻璃纤维；
负载铝箔：按质量比为1：5～1：50将熔点低于660℃的合金粉与预处理纳米玻璃纤维球磨混合1～2h，得球磨料；再将球磨料铺设于铝箔表面，控制涂布厚度为铝箔厚度的0.5～2.0倍，随后于氮气保护状态下，于温度为400～500℃条件下，保温炭化3～5h，再继续升温至合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；
粘合表层：将层状硅酸盐和水按质量比为1：5～1：10搅拌混合后，再加入层状硅酸盐质量10～15％的聚苯乙烯磺酸钠以及层状硅酸盐质量10～15％的十二烷基苯磺酸钠，随后于温度为150～200℃，压力为2.0～6.0MPa条件下，水热反应3～5h，再经喷雾干燥，得预处理层状硅酸盐；将预处理层状硅酸盐和热塑性树脂粘合剂按照质量比为1：1～1：2混合，并加入树脂粘合剂质量10～15％的DMSO，加热至树脂粘合剂熔融后，超声分散，再经热压成厚度为0.1～0.8mm的片材，冷却，即得粘合表层；
产品：将粘合表层与负载型铝箔贴合后，热压复合，冷却，即得产品。
实施例1
预处理纳米玻璃纤维：将纳米玻璃纤维分散于硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液中，再加入纳米玻璃纤维质量1％的纳米二氧化硅，随后于超声作用下，向乙醇溶液中滴加乙醇溶液体积1％的氨水，待滴加完毕后，继续反应3h，再经过滤，洗涤和干燥，得预处理纳米玻璃纤维；
负载铝箔：按质量比为1：5将铝镁合金粉与预处理纳米玻璃纤维球磨混合1h，得球磨料；再将球磨料铺设于铝箔表面，控制涂布厚度为铝箔厚度的0.5倍，随后于氮气保护状态下，于温度为400℃条件下，保温炭化3h，再继续升温至合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；
粘合表层：将海泡石和水按质量比为1：5搅拌混合后，再加入海泡石质量10％的聚苯乙烯磺酸钠以及层状硅酸盐质量10％的十二烷基苯磺酸钠，随后于温度为150℃，压力为2.0MPa条件下，水热反应3h，再经喷雾干燥，得预处理层状硅酸盐；将预处理层状硅酸盐和聚乙烯醇缩丁醛按照质量比为1：1混合，并加入聚乙烯醇缩丁醛质量10％的DMSO，加热至树脂粘合剂熔融后，超声分散，再经热压成厚度为0.1mm的片材，冷却，即得粘合表层；
产品：将粘合表层与负载型铝箔贴合后，热压复合，冷却，即得产品。
实施例2
预处理纳米玻璃纤维：将纳米玻璃纤维分散于硅烷偶联剂KH-560的乙醇溶液中，再加入纳米玻璃纤维质量10％的纳米二氧化硅，随后于超声作用下，向乙醇溶液中滴加乙醇溶液体积4％的氨水，待滴加完毕后，继续反应4h，再经过滤，洗涤和干燥，得预处理纳米玻璃纤维；
负载铝箔：按质量比为1：20将铝锌合金粉与预处理纳米玻璃纤维球磨混合1.5h，得球磨料；再将球磨料铺设于铝箔表面，控制涂布厚度为铝箔厚度的0.8倍，随后于氮气保护状态下，于温度为450℃条件下，保温炭化4h，再继续升温至合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；
粘合表层：将蒙脱土和水按质量比为1：8搅拌混合后，再加入蒙脱土质量12％的聚苯乙烯磺酸钠以及层状硅酸盐质量12％的十二烷基苯磺酸钠，随后于温度为180℃，压力为4.0MPa条件下，水热反应4h，再经喷雾干燥，得预处理层状硅酸盐；将预处理层状硅酸盐和EVA按照质量比为1：1混合，并加入EVA质量12％的DMSO，加热至EVA熔融后，超声分散，再经热压成厚度为0.5mm的片材，冷却，即得粘合表层；
产品：将粘合表层与负载型铝箔贴合后，热压复合，冷却，即得产品。
实施例3
预处理纳米玻璃纤维：将纳米玻璃纤维分散于硅烷偶联剂KH-570的乙醇溶液中，再加入纳米玻璃纤维质量20％的纳米二氧化硅，随后于超声作用下，向乙醇溶液中滴加乙醇溶液体积10％的氨水，待滴加完毕后，继续反应5h，再经过滤，洗涤和干燥，得预处理纳米玻璃纤维；
负载铝箔：按质量比为1：50将铝镁合金粉与预处理纳米玻璃纤维球磨混合2h，得球磨料；再将球磨料铺设于铝箔表面，控制涂布厚度为铝箔厚度的2.0倍，随后于氮气保护状态下，于温度为500℃条件下，保温炭化5h，再继续升温至合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；
粘合表层：将海泡石和水按质量比为1：10搅拌混合后，再加入海泡石质量15％的聚苯乙烯磺酸钠以及海泡石质量15％的十二烷基苯磺酸钠，随后于温度为200℃，压力为6.0MPa条件下，水热反应5h，再经喷雾干燥，得预处理层状硅酸盐；将预处理层状硅酸盐和聚丙烯酸酯按照质量比为1：2混合，并加入聚丙烯酸酯质量15％的DMSO，加热至聚丙烯酸酯熔融后，超声分散，再经热压成厚度为0.8mm的片材，冷却，即得粘合表层；
产品：将粘合表层与负载型铝箔贴合后，热压复合，冷却，即得产品。
对比例1
本对比例和实施例1相比，区别在于：玻璃纤维表面未负载纳米二氧化硅，其余条件保持不变。
对比例2
本对比例和实施例1相比，区别在于：未加入玻璃纤维。
对比例3
本对比例和实施例1相比，区别在于：玻璃纤维通过环氧树脂粘合于铝箔表面，其余条件保持不变。
对比例4
本对比例和实施例1相比，区别在于：未加入层状硅酸盐，其余条件保持不变。
将实施例1-3及对比例1-4所得产品进行性能测试，具体测试方式和测试结果如下所述：
将产品的两面分别固定于试验机上，再将试验机垂直于易撕垫片平面方向开始施加载荷，测试该方向上的抗撕裂强度，即为垂直抗撕裂强度；
将产品粘附于玻璃板表面后，利用试验机进行平行于易撕垫片平面方向开始施加载荷，测试抗水平剪切强度，即为抗剪切强度；
具体测试结果如表1所示：
表1：产品性能检测表
垂直抗撕裂强度/MPa 抗剪切强度/MPa
实施例1 36.6 2.2
实施例2 37.2 1.9
实施例3 42.1 1.6
对比例1 28.2 2.1
对比例2 22.1 2.2
对比例3 25.5 2.1
对比例4 28.1 12.2
由表1检测结果可知，由于玻璃纤维的未引入，或玻璃纤维表面未负载纳米二氧化硅等因素，导致产品的垂直抗撕裂强度显著下降，表现出的是产品在实际应用时，封装的耐久性下降；而由于粘合层中未加入层状硅酸盐，将导致产品的抗剪切强度显著提升，提升后，导致产品在撕剥时难以撕开，且容易残留在基体表面。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种易撕垫片，其特征在于，包括铝箔底层和粘合表层；所述铝箔底层表面包括纳米玻璃纤维，所述纳米玻璃纤维通过熔铸与铝箔底层结合；
所述纳米玻璃纤维穿透进入粘合表层中。
2.根据权利要求1所述的一种易撕垫片，其特征在于，所述纳米玻璃纤维为纳米玻璃纤维短纤；所述纳米玻璃纤维短纤长径比为10：1～5：1。
3.根据权利要求2所述的一种易撕垫片，其特征在于，所述纳米玻璃纤维表面包覆有纳米二氧化硅。
4.根据权利要求3所述的一种易撕垫片，其特征在于，所述纳米二氧化硅与所述纳米玻璃纤维之间通过硅烷偶联剂相连。
5.根据权利要求1所述的一种易撕垫片，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550,硅烷偶联剂KH-560，硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种易撕垫片，其特征在于，所述粘合表层包括层状硅酸盐与高分子树脂粘合剂。
7.根据权利要求6所述的一种易撕垫片，其特征在于，所述高分子树脂粘合剂嵌入层状硅酸盐的层间结构中；所述高分子树脂粘合剂和层状硅酸盐的质量比为1：1～1：2。
8.一种易撕垫片的加工工艺，其特征在于，具体加工步骤包括：
(1)准备原料；
(2)将熔点为低于660℃的合金粉与纳米玻璃纤维球磨混合均匀后，涂布于铝箔表面，于无氧条件下炭化后，再升温使合金粉熔融，熔铸后，冷却，出料，得负载铝箔；
(3)将粘合表层与负载铝箔热压复合，冷却，即得产品。
9.根据权利要求8所述的一种易撕垫片的加工工艺，其特征在于，所述合金粉为铝镁合金、铝锌合金中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的一种易撕垫片的加工工艺，其特征在于，所述粘合表层的制备过程为：
(4)将层状硅酸盐和水搅拌混合后，加入聚苯乙烯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠，水热反应后，喷雾干燥，得预处理层状硅酸盐；
(5)将预处理层状硅酸盐、热塑性树脂粘合剂混合，并加入树脂粘合剂质量10～15％的DMSO，加热至树脂粘合剂熔融后，超声分散，再经热压成厚度为0.1～0.8mm的片材，冷却，即得粘合表层。
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