CN111004997A - 一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻隔塑料薄膜领域，具体涉及一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜及制备方法。一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜由如下方法制备得到：将片状无机粉体与铝粉、分散剂按照质量比100:3~5：0.1~0.3混合，得到混合粉；将混合粉用研磨机研磨分散均匀得到复合粉；将塑料薄膜基材热烘至55~65℃，再将所述塑料薄膜基材牵引进入金属蒸镀设备，以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，在所述蒸镀的过程中，同时吹入所述的复合粉，所述复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，所述复合粉与纯铝共同沉积在所述塑料薄膜基材表面，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。本发明的阻隔塑料薄膜具有优异的耐腐蚀性。

Description

一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜及制备方法
技术领域
本发明涉及阻隔塑料薄膜领域，具体涉及一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜及制备方法。
背景技术
随着包装的发展，对包装阻隔功能要求越来越高。阻隔包装是塑料制品对小分子气体、液体、水蒸气、香味等具有阻隔功能的薄膜。它对食品起到了保质、保鲜、保风味以及延长货架寿命的作用。在包装行业中，尤其是食品、医药包装中，越来越强调阻隔性软包装材料的使用，也因其功能性、质轻、便于加工运输，阻隔性塑料包装材料在近几年获得了快速发展。在实际的下游应用过程中，对液态物的包装要求越来越高。
其中，功能涂布膜在提升对液态阻隔方面具有较好优势。如在基材表面涂覆覆盖上一些有特殊功能的涂层的过程，通过涂布可赋予薄膜一些原基材不具备的或比较差的新功能如阻隔性能、保香性能、热封性能以及较好的印刷性能，同时可以液体腐蚀等。
常用的基材有：PVDC、BOPP、BOPET，市场上用量最大的阻隔涂布食品包装膜就是PVDC涂布膜，PVDC对氧气的高阻隔性使它非常适合包装肉类和鱼类产品；它对水蒸汽的阻隔性能使它在包装饼干类产品时，能保持食品的新鲜酥脆的特点；PVDC对气味的阻隔性能使食品口味不变，香味不变，延长货架寿命。但仍然难满足液体包装耐腐蚀的要求。根据已有技术，目前常规的液体包装膜采用复合膜。
申请号为CN200610050148.1的专利申请公开了一种液态乳品包装用高阻隔镀铝复合膜，为层次结构，该层次结构由外到内依次为可印刷层、胶粘层、镀铝层、粘接层、阻隔层、粘结层和热封层；阻隔层的材料为聚偏二氯乙烯共聚物或乙烯-乙烯醇共聚物。本发明与传统的液态乳品塑料软包装膜相比,革除了碳黑层增加了镀铝层和氧气阻隔材料层，所以它具有高隔气性、高阻水性、高耐折性和高紫外线阻透性，十分适合用作液体乳品的包装。
申请号为CN201310096089.1的专利申请提供了一种双层复合铝塑膜，该铝塑膜采用复合结构，由上到下依次为外膜、铝箔1、功能中间膜、铝箔2、内膜。本双层复合铝塑膜采用双层铝箔结构，功能性的中间膜既可分离单层铝箔可能出现的针眼又可最大限度的吸取渗入的水分子，外膜材料及处理根据所封装的材料而定，内膜材料及处理根据应用及环境而定。该高阻隔复合膜具有热封强度高、水气阻隔率高的特点，既可用于聚合物锂电池用铝塑封装膜，又可用于柔性封装的高阻隔膜。
申请号为CN201811274086.1的专利申请公开了一种高阻隔聚烯烃复合膜，包括依次设置的印刷保护层、印刷装潢层、胶黏剂层、片状无机二氧化硅PVA涂层和热封合层。本发明的高阻隔聚烯烃复合膜，通过采用片状无机二氧化硅的PVA涂层技术，很好地克服了现有聚烯烃复合膜的技术缺陷，本发明在高湿度下仍具有优异的阻隔性能，仅需涂布0.6-0.8微米，就可以达到0.5-1.0CC/M2.24H，保香性也非常优异，明显优于VMPET及PVDC涂层，而且环保，加工过程无有机物排放，利于回收利用。本发明可广泛用于液体类食品包装，如冷藏鲜奶、冷藏酸奶、食用豆油、食用醋等，提高保质性能的同时还可降低包装成本。
申请号为CN201711375422.7的专利申请公开了一种聚合物复合材料，包括聚合物基材层、修饰层和阻隔功能层；所述修饰层是在聚合物基材层表面通过超热氢处理化学接枝的功能材料层；所述阻隔功能层是含有氧化石墨烯的硅橡胶聚合物复合涂层。本发明聚合物复合材料阻隔功能层采用氧化石墨烯和硅橡胶聚合物的复合涂层，氧化石墨烯片状结构在硅橡胶中形成片状、层状阻隔结构，协同硅橡胶材料具有天然的疏水特性，表面能极低，因而复合材料具有超疏水的阻液防水效果，同时实现了复合材料气体和液体水的高效阻隔性能。
申请号为CN201610342703.1 的专利申请公开了一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜及其制备方法。其中，所述高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜包括基材、设置在基材表面的纳米阻隔层、设置在纳米阻隔层表面的表面层；所述基材和表面层均为聚烯烃薄膜；所述纳米阻隔层为添加了功能性纳米材料的光固化涂层。本发明所提供的复合薄膜可用于食品、药品、电子电气、化工产品的密封包装，也可以用于气体、液体和固体的密封保存，这种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的气体、液体、固体的泄漏率相对于其他密封膜大大降低。
发明内容
针对目前的液态物包装薄膜阻隔性不强的问题，本发明的目的之一是提出一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜由如下方法制备得到：
（1）将片状无机粉体与铝粉、分散剂按照质量比100:3~5：0.1~0.3混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到复合粉；
（3）将塑料薄膜基材热烘至55~65℃，再将所述塑料薄膜基材牵引进入金属蒸镀设备，以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，在所述蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）所述的复合粉，所述复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，所述复合粉与纯铝共同沉积在所述塑料薄膜基材表面，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
本发明的无机粉体一定要为片状的，如果为其他形状，例如球形的无机粉体，制备得到的液体物品包装用阻隔塑料薄膜耐腐蚀性就会大大下降，容易漏液。
本发明所述的分散剂可以为常规的分散剂，例如十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮。
本发明所述的研磨机可以为市售常规的粉体研磨机，例如能够将粉体研磨到500nm以下的研磨机器。
进一步优选地：步骤（1）所述片状无机粉末为石墨、水滑石或云母片中的一种。
进一步优选地：步骤（1）所述片状无机粉体与铝粉、分散剂的质量比100:4~5：0.1~0.2。
片状无机粉体与铝粉、分散剂的量比影响着制备得到的液体物品包装用阻隔塑料薄膜的耐腐蚀性能，三者的配比非常重要，经过实验发现，片状无机粉体与铝粉、分散剂质量比100:3~5：0.1~0.3得到的液体物品包装用阻隔塑料薄膜的耐腐蚀性能较好。经过进一步的实验发现，片状无机粉体与铝粉、分散剂的质量比100:4~5：0.1~0.2时，耐腐蚀性能更优。因此，进一步优选片状无机粉体与铝粉、分散剂的质量比100:4~5：0.1~0.2。
进一步优选地：步骤（1）所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
进一步优选地：步骤（2）所述的复合粉的粒度为500nm以下。
复合粉的粒度过大，得到的液体物品包装用阻隔塑料薄膜易老化，韧性差，经过实验发现，复合粉的粒度为500nm以下得到的液体物品包装用阻隔塑料薄膜质地均匀，不易老化，韧性更好，因此复合粉的粒度优选为500nm以下。
进一步优选地：步骤（3）所述的塑料薄膜基材选用PVDC、BOPP或BOPET中的一种。
本发明所述的塑料薄膜基材可以为常规的塑料薄膜基材，但是经过实验PVDC、BOPP或BOPET与本发明的抗阻层结合更加紧密，得到的液体物品包装用阻隔塑料薄膜耐腐蚀性好，不容易漏液。因此，步骤（3）所述的塑料薄膜基材优选选用PVDC、BOPP或BOPET中的一种。此外，PVDC对氧气的高阻隔性使它非常适合包装肉类和鱼类产品；它对水蒸汽的阻隔性能使它在包装饼干类产品时，能保持食品的新鲜酥脆的特点；PVDC对气味的阻隔性能使食品口味不变，香味不变，延长货架寿命。因此更优选所述的塑料薄膜基材选用PVDC。
进一步优选地：步骤（3）所述的蒸镀采用真空蒸镀，所述蒸镀的温度为1400℃以上。
本发明的另一个目的是提供上述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜的制备方法，所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜的制备方法包括如下步骤：
（1）将片状无机粉体与铝粉、分散剂按照质量比100:3~5：0.1~0.3混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到复合粉，所述复合粉的粒度优选为500nm以下；
（3）将塑料薄膜基材热烘至55~65℃，优选烘至60℃，再将所述塑料薄膜基材牵引进入金属蒸镀设备，以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，在所述蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）所述的复合粉，所述复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，所述复合粉与纯铝共同沉积在所述塑料薄膜基材表面，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
进一步优选地：步骤（1）所述片状无机粉末为石墨、水滑石或云母片中的一种；
步骤（1）所述片状无机粉体与铝粉、分散剂的质量比100:4~5：0.1~0.2；
步骤（1）所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
步骤（3）所述的蒸镀采用真空蒸镀，所述蒸镀的温度为1400℃以上。
本发明与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明通过将片状的无机粉末与少量的铝粉研磨分散，进一步，在塑料包装膜蒸镀铝时将片状物粉末喷入，通过蒸镀沉积将片状物固定在塑料薄膜表面；铝粉预处理片状无机物有利于片状物在蒸镀滤层的均匀分散；利用片状填料的片状结构组成致密的阻隔层，同时，铝沉积层容易被氧化为氧化铝层，具有优异的耐腐蚀性，非常适合用于工业液体的包装膜。
2、本发明的制备方法工艺简单，有利于工业化大规模生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
制备液体物品包装用阻隔塑料薄膜：
（1）将2000g片状无机粉体石墨与100g铝粉、3g分散剂十二烷基苯磺酸钠混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到粒度500nm以下复合粉；
（3）将BOPP塑料薄膜基材热烘至60℃，再将塑料薄膜基材牵引进入金属真空蒸镀设备，在1400℃，真空度10-3Pa条件下以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）制备得到的复合粉，并且复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，复合粉与纯铝共同沉积在BOPP塑料薄膜基材表面，镀层厚度为10μm，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
实施例2
制备液体物品包装用阻隔塑料薄膜：
（1）将2000g片状无机粉体石墨与90g铝粉、2g分散剂十二烷基苯磺酸钠混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到粒度500nm以下复合粉；
（3）将BOPP塑料薄膜基材热烘至60℃，再将塑料薄膜基材牵引进入金属真空蒸镀设备，在1400℃，真空度10-3Pa条件下以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）制备得到的复合粉，并且复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，复合粉与纯铝共同沉积在BOPP塑料薄膜基材表面，镀层厚度为10μm，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
实施例3
制备液体物品包装用阻隔塑料薄膜：
（1）将2000g片状无机粉体水滑石与100g铝粉、2g分散剂十二烷基苯磺酸钠混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到粒度500nm以下复合粉；
（3）将BOPP塑料薄膜基材热烘至60℃，再将塑料薄膜基材牵引进入金属真空蒸镀设备，在1400℃，真空度10-3Pa条件下以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）制备得到的复合粉，并且复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，复合粉与纯铝共同沉积在BOPP塑料薄膜基材表面，镀层厚度为10μm，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
实施例4
制备液体物品包装用阻隔塑料薄膜：
（1）将2000g片状无机粉体云母片与80g铝粉、3g分散剂十二烷基苯磺酸钠混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到粒度500nm以下复合粉；
（3）将BOPP塑料薄膜基材热烘至60℃，再将塑料薄膜基材牵引进入金属真空蒸镀设备，在1400℃，真空度10-3Pa条件下以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）制备得到的复合粉，并且复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，复合粉与纯铝共同沉积在BOPP塑料薄膜基材表面，镀层厚度为10μm，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
实施例5
制备液体物品包装用阻隔塑料薄膜：
（1）将2000g片状无机粉体石墨与70g铝粉、4g分散剂十二烷基苯磺酸钠混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到粒度500nm以下复合粉；
（3）将BOPP塑料薄膜基材热烘至60℃，再将塑料薄膜基材牵引进入金属真空蒸镀设备，在1400℃，真空度10-3Pa条件下以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）制备得到的复合粉，并且复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，复合粉与纯铝共同沉积在BOPP塑料薄膜基材表面，镀层厚度为15μm，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
对比例1
对比例1在蒸镀沉积铝时喷入的片状无机粉没有预先采用铝粉研磨处理，其余与实施例1一致。由于缺少铝粉的预处理，影响片状无机物在沉积层的均匀分散性，因此难以形成致密的阻隔层，从而提升阻隔性能有一定的限制。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
由表1可见，对比例1的透液量比实施例1多很多倍，这是由于缺少铝粉的预处理，影响片状无机物在沉积层的均匀分散性，因此难以形成致密的阻隔层，从而提升阻隔性能有一定的限制。
对比例2
对比例2使用的无机物为球形的硫酸钡，而非片状，其余与实施例1一致。由于缺少片形结构的无机物，对阻隔性也有一定的影响。
性能测试：
将获得的液体物品包装用阻隔塑料薄膜热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。由表1可见，对比例2的透液量比实施例1多很多倍，这可能是由于对比例1缺少片形结构的无机物，对阻隔性也有一定的影响。
将未处理的BOPP直接热封为10cm×15cm的自封袋，然后盛装150g浓度为45%的醋酸液，在45℃环境下放置5d后测试漏液量，测试结果如表1所示。
表1：实施例及对比例的液体物品包装用阻隔塑料薄膜性能测试结果
阻隔膜样品 5d的透液量（g/m<sup>2</sup>） 阻隔膜内表面变化
实施例1 0.3 光滑无变化
实施例2 0.4 光滑无变化
实施例3 0.3 光滑无变化
实施例4 0.5 光滑无变化
实施例5 0.5 光滑无变化
对比例1 1.2 有腐蚀点
对比例2 1.1 有腐蚀点
未处理的BOPP 25.8 薄膜溶胀

Claims (10)

1.一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜由如下方法制备得到：
（1）将片状无机粉体与铝粉、分散剂按照质量比100:3~5：0.1~0.3混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到复合粉；
（3）将塑料薄膜基材热烘至55~65℃，再将所述塑料薄膜基材牵引进入金属蒸镀设备，以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，在所述蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）所述的复合粉，所述复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，所述复合粉与纯铝共同沉积在所述塑料薄膜基材表面，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
2.根据权利要求1所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：步骤（1）所述片状无机粉末为石墨、水滑石或云母片中的一种。
3.根据权利要求1所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：步骤（1）所述片状无机粉体与铝粉、分散剂的质量比100:4~5：0.1~0.2。
4.根据权利要求1所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：步骤（1）所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
5.根据权利要求1所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：步骤（2）所述的复合粉的粒度为500nm以下。
6.根据权利要求1所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：步骤（3）所述的塑料薄膜基材选用PVDC、BOPP或BOPET中的一种。
7.根据权利要求1所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜，其特征在于：步骤（3）所述的蒸镀采用真空蒸镀，所述蒸镀的温度为1400℃以上。
8.如权利要求1~7任一项所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：
（1）将片状无机粉体与铝粉、分散剂按照质量比100:3~5：0.1~0.3混合，得到混合粉；
（2）将步骤（1）所述的混合粉用研磨机研磨分散均匀得到粒度为500nm以下的复合粉；
（3）将塑料薄膜基材热烘至55~65℃，再将所述塑料薄膜基材牵引进入金属蒸镀设备，以纯铝为原料，在塑料薄膜基材的单面进行蒸镀，在所述蒸镀的过程中，同时吹入步骤（2）所述的复合粉，所述复合粉的吹入方向与蒸镀的方向相同，所述复合粉与纯铝共同沉积在所述塑料薄膜基材表面，获得表面镀铝的一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜。
9.根据权利要求8所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述片状无机粉末为石墨、水滑石或云母片中的一种；
步骤（1）所述片状无机粉体与铝粉、分散剂的质量比100:4~5：0.1~0.2；
步骤（1）所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
10.根据权利要求8所述一种液体物品包装用阻隔塑料薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的蒸镀采用真空蒸镀，所述蒸镀的温度为1400℃以上。
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