CN111546730B - 一种复合包装材料及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种复合包装材料及其制作方法，属于包装技术领域。本申请公开的复合包装材料包括依次层叠设置的阻隔层、遮光层、芯层和外层；其中，阻隔层和遮光层由非金属材料形成，阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，遮光层在6500K色温的光源下，在190nm‑1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％；复合包装材料用于包装液体食品，对氧气和光照的阻隔效果均与铝箔的效果相当，能够替代现有含铝箔的复合包装材料，而且本申请的复合包装材料不含有铝箔，没有现有技术中铝箔和塑料难以分离的问题。

Description

一种复合包装材料及其制作方法
技术领域
本申请涉及包装技术领域，特别是涉及一种复合包装材料及其制作方法。
背景技术
现有无菌液体复合包装材料的被包装物的保质期能够达到六个月左右，这是因为复合包装材料中含有铝箔，铝箔对氧气和光照的阻隔效果较好。但是由于复合包装材料还含有塑料，铝箔和塑料很难分离，大大降低了含有铝箔的现有复合包装材料的回收再利用效率。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种复合包装材料及其制作方法，能够替代包含铝箔的现有复合包装材料，并提高其回收再利用效率。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：
提供一种复合包装材料，包括：依次层叠设置的阻隔层、遮光层、芯层和外层；其中，所述阻隔层和所述遮光层由非金属材料形成，所述阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，所述遮光层在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％，所述复合包装材料用于包装液体食品。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：
提供一种复合包装材料的制作方法，包括：
提供阻隔层卷材和芯层卷材，其中，所述阻隔层卷材采用共挤工艺制作；
采用淋膜工艺在所述阻隔层卷材和所述芯层卷材中间形成遮光层，以同时在所述芯层一侧形成依次层叠设置的遮光层和阻隔层；
采用淋膜工艺在所述芯层远离所述遮光层的一侧表面形成外层；
其中，所述阻隔层和所述遮光层由非金属材料形成，所述阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，所述遮光层在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％；所述复合包装材料用于包装液体食品。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的复合包装材料包括依次层叠设置的阻隔层、遮光层、芯层和外层；其中，阻隔层和遮光层由非金属材料形成，阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，遮光层在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％，复合包装材料用于包装液体食品，对氧气和光照的阻隔效果均与铝箔的效果相当，能够替代现有含铝箔的复合包装材料，而且本申请的复合包装材料不含有铝箔，没有现有技术中铝箔和塑料难以分离的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本申请复合包装材料一实施方式的结构示意图；
图2为图1中阻隔层一实施方式的结构示意图；
图3为图1中阻隔层另一实施方式的结构示意图；
图4为本申请复合包装材料的制作方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请复合包装材料一实施方式的结构示意图，复合包装材料100包括依次层叠设置的阻隔层11、遮光层12、芯层13和外层14，其中，阻隔层11和遮光层12由非金属材料形成，阻隔层11的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，例如0.9cm3/(m2·24h·0.1MPa)、0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)、0.7cm3/(m2·24h·0.1MPa)等，遮光层12在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％，例如0.45％、0.4％、0.35％等；复合包装材料100用于包装液体食品。现有复合包装材料含有铝箔，能够对氧气和光照起到很好的阻隔作用，因而被包装的液体食品的保质期能够到达6个月左右，复合包装材料还含有塑料，但是铝箔和塑料很难分离，大大降低了使用了铝箔的复合包装材料的回收再利用效率。本申请的复合包装材料100的阻隔层11具备很好的对氧气的阻隔作用，遮光层12具备很好的对光照的阻隔作用，与含有铝箔的复合包装材料对氧气和光照的阻隔效果相当，能够替代现有含铝箔的复合包装材料，而且阻隔层11和遮光层12均由非金属材料形成，不包含铝箔，没有现有技术中铝箔和塑料难以分离的问题。
其中，本申请中氧气透过率OTR的测试标准参照中国标准GB/T19789-2005或者是ASTM D 3985，测试条件为温度23℃，湿度50％RH，测试仪器采用Ametek Mocon公司的Model2/22氧气透过率测试仪。
其中，本申请中透光率的测试标准参照中国标准GB/T 2410-2008或者ASTM D1003，测试条件为温度23℃，湿度50％RH，测试仪器采用PerkinElmer Lambda 950紫外分光光度计。
请继续参阅图1，本申请复合包装材料100各层的厚度分布用克重范围来表示，克重越大，表示厚度越厚。具体地，阻隔层11的克重范围为20g/m2-40g/m2，例如20g/m2、30g/m2、40g/m2等，遮光层12的克重范围为15g/m2-30g/m2，例如15g/m2、20g/m2、30g/m2等，外层14的克重范围为10g/m2-18g/m2，例如10g/m2、15g/m2、18g/m2等；芯层13包括层叠设置的原纸层131和印刷层132，原纸层131位于印刷层132与遮光层12之间，原纸层131的克重范围为170g/m2-330g/m2，例如170g/m2、250g/m2、330g/m2等，印刷层132的克重范围为1g/m2-3g/m2，例如1g/m2、2g/m2、3g/m2等。如此分布的各层形成的复合包装材料100满足液体食品包装的需求，且具备对氧气和光照的很好的阻隔效果。
具体地，遮光层12包括聚乙烯PE和掺杂在聚乙烯PE中的遮光材料，遮光材料包括色母粒、遮光剂中至少一种。聚乙烯PE为遮光层的基材，主要用于与复合包装材料100的阻隔层11粘接，遮光材料则掺杂在聚乙烯PE基材中，发挥阻隔光照的作用。其中，聚乙烯PE包括低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、茂金属线性低密度聚乙烯M-LLDPE、高密度聚乙烯HDPE中至少一种，和/或，色母粒包括白色母、黑色母中至少一种，和/或，遮光剂包括氧化锌、钛白粉、炭黑、石墨烯中至少一种。本实施方式选用黑白色母粒或者遮光剂作为遮光材料，能够使遮光层12具备很好的阻隔光照的作用。依照国标GB/T2410-2008，设置光源为D65(色温6500K)，在190nm-1100nm波长范围内，测得遮光层12的透光率小于0.5％，而现有含有铝箔的无菌液体复合包装材料，在同样条件下测得的透光率也是小于0.5％。可见，从复合包装材料的遮光率方面来看，本实施方式的复合包装材料100可以替代现有有铝箔的无菌液体复合包装材料和其他包装材料，其他包装材料透光率请参见表1，其中，透光率是在色温6500K，波长范围190nm-1100nm范围内测得。
表1其他包装材料的透光率
包装材料 包装类型 体积 内容物 透光率
纸塑复合 屋顶包装(非透明) 1000ml 鲜奶 5％
PET 瓶子(非透明) 230g 酸奶 1％
PS 瓶子(非透明) 500ml 牛奶 10％
HDPE 瓶子(半透明) 1000ml 牛奶 50％
请参阅图2，图2为图1中阻隔层一实施方式的结构示意图，本实施方式的复合包装材料100的阻隔层11包括依次层叠设置的热封层111、第一粘合剂层112、阻氧层113、第二粘合剂层114和粘接层115；其中，粘接层115与遮光层12接触。
优选地，第一粘合剂层112和第二粘合剂层114的材质和厚度相同，热封层111和粘接层115的材质和厚度相同，也就是说，本实施方式的阻隔层11以阻氧层113为中心，在其两侧依次对称分布有第一粘合剂层112和第二粘合剂层114、热封层111和粘接层115。其中，第一粘合剂层112用于粘结阻氧层113和热封层111；第二粘合剂层114用于在阻氧层113的另一侧将阻氧层113和粘接层115粘结在一起；热封层111一方面在复合包装材料100被加工成包装容器时起到热烫封合的作用，另一方面还对阻氧层113起阻水保护作用；最终形成复合包装材料100时，粘接层115用于与遮光层12复合在一起，同时也能对阻氧层113起阻水保护作用。
具体地，阻氧层113包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，其中乙烯含量为24％～36％，例如24％、30％、36％等，第一粘合剂层112和第二粘合剂层114均包括粘合树脂Adhesive，热封层111和粘接层115均包括聚乙烯PE；其中，粘合树脂Adhesive包括乙烯-丙烯酸共聚物EAA、乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA、马来酸酐改性聚乙烯MAH-g-PE中至少一种，聚乙烯PE包括低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、茂金属线性低密度聚乙烯M-LLDPE、高密度聚乙烯HDPE中至少一种。乙烯-乙烯醇共聚物EVOH的乙烯含量越高，加工性能越好，但阻隔性越差，本实施方式选用合适的乙烯含量，使其加工性能和阻隔性能平衡。而且乙烯-乙烯醇共聚物EVOH是一种对氧气有优秀阻隔效果的材料，但其自身不耐水，如果遇到水，其阻隔氧气的效果会下降，因此不能直接暴露在空气中或者直接接触液体食品，本实施方式用由阻水材料聚乙烯PE形成的热封层111和粘接层115将乙烯-乙烯醇共聚物EVOH夹在中间，又使用粘合树脂Adhesive来增加其与聚乙烯PE材料的粘结牢度，对阻氧层113的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH起到很好的阻水保护作用。而且，遮光层12的基材也是聚乙烯PE，在将阻隔层11的粘接层115与遮光层12复合在一起时，同样的聚乙烯PE材料更容易复合，遮光层12和阻隔层11共同作用，可以更有效地保持被包装的液体食品的风味。
请继续参阅图2，以阻氧层113为中心对称的阻隔层11各层的厚度分布如下：热封层111的厚度或占阻隔层11总厚度的25％～40％，例如25％、37％、40％等，第一粘合剂层112的厚度占阻隔层11总厚度的5％～10％，例如5％、7％、10％等，阻氧层113的厚度占阻隔层11总厚度的10％～25％，例如10％、17％、25％等，第二粘合剂层114的厚度占阻隔层11总厚度的5％～10％，例如5％、7％、10％等，粘接层115的厚度占阻隔层11总厚度的25％～40％，例如25％、37％、40％等。因为阻隔层11具有对称结构，因此第一粘合剂层112和第二粘合剂层114的厚度占比相同，热封层111和粘接层115的厚度占比相同，这种对称分布的阻隔层11可以更有效地保护阻氧层113的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，更有利于本申请复合包装材料的后续加工和制成，能够更有效地保持被包装的液体食品的风味。
请参阅图3，图3为图1中阻隔层另一实施方式的结构示意图，相对图2所示的结构，本实施方式的阻隔层21除了包括热封层211、第一粘合剂层212、阻氧层213、第二粘合剂层214和粘接层215，还包括第一加强层216和第二加强层217，其中，第一加强层216位于阻氧层213与第一粘合剂层212之间，第二加强层217位于阻氧层213与第二粘合剂层214之间。
优选地，本实施方式的阻隔层21包括依次层叠设置的热封层211、第一粘合剂层212、第一加强层216、阻氧层213、第二加强层217、第二粘合剂层214和粘接层215，以阻氧层213为中心呈对称结构，其中，第一加强层216和第二加强层217的材质和厚度相同，第一粘合剂层212和第二粘合剂层214的材质和厚度相同，热封层211和粘接层215的材质和厚度相同。
具体地，阻氧层213包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，其中乙烯含量为24％～36％，例如24％、32％、36％等，第一加强层216和第二加强层217均包括聚酰胺PA，第一粘合剂层212和第二粘合剂层214均包括粘合树脂Adhesive，热封层211和粘接层215均包括聚乙烯PE；其中，粘合树脂Adhesive包括乙烯-丙烯酸共聚物EAA、乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA、马来酸酐改性聚乙烯MAH-g-PE中至少一种，聚乙烯PE包括低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、茂金属线性低密度聚乙烯M-LLDPE、高密度聚乙烯HDPE中至少一种；聚酰胺PA包括聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-11、聚酰胺-12，尼龙46，尼龙610，尼龙612，尼龙1010中至少一种。乙烯-乙烯醇共聚物EVOH的乙烯含量越高，加工性能越好，但阻隔性越差，本实施方式选用合适的乙烯含量，使其加工性能和阻隔性能平衡。而且乙烯-乙烯醇共聚物EVOH是一种对氧气有优秀阻隔效果的材料，但其自身不耐水，如果遇到水，其阻隔氧气的效果会下降，因此不能直接暴露在空气中或者直接接触液体食品，本实施方式首先用聚酰胺PA将乙烯-乙烯醇共聚物EVOH夹在中间，再用由阻水材料聚乙烯PE形成的热封层211和粘接层215分别分布在两层聚酰胺PA的外侧，又使用粘合树脂Adhesive来增加聚酰胺PA与聚乙烯PE材料的粘结牢度，对阻氧层213的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH起到很好的阻水保护作用。遮光层12和阻隔层11共同作用，可以更有效地保持被包装的液体食品的风味，同时聚酰胺PA是一种工程塑料，其自身的挺度要大于聚乙烯PE，因此有利于最终液体包装的完整性，保证包装具有较高的力学性能。
请继续参阅图3，以阻氧层213为中心对称的阻隔层21各层的厚度分布如下：热封层211的厚度占阻隔层21总厚度的25％～40％，第一粘合剂层212的厚度占阻隔层21总厚度的5％～10％，第一加强层216的厚度占阻隔层21总厚度的2％～10％，阻氧层213的厚度占阻隔层21总厚度的10％～25％，第二加强层217的厚度占阻隔层21总厚度的2％～10％，第二粘合剂层214的厚度占阻隔层21总厚度的5％～10％，粘接层215的厚度占阻隔层21总厚度的25％～40％。这种对称分布的阻隔层11可以更有效地保护阻氧层113的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，更有利于本申请复合包装材料的后续加工和制成，能够更有效地保持被包装的液体食品的风味。
本申请复合包装材料通过使用含有乙烯-乙烯醇共聚物EVOH的阻隔层11或者21，其氧气透过率OTR＜1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，成型包装的氧气透过率OTR＜0.2cm3/(pkg·24h·0.1MPa)，而现有含有铝箔的无菌液体复合包装材料，其氧气透过率OTR＜1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，成型包装的氧气透过率OTR＜1.0cm3/(pkg·24h·0.1MPa)。依照无菌液体包装材料的国家标准GB/T18192-2008，如果阻隔材料为铝箔，其氧气透过率OTR＜1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)；如果阻隔材料为其他非铝箔材料，其氧气透过率OTR＜15.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，可见本申请复合包装材料不仅满足国标规定，还达到了国标中对于铝箔为阻隔材料的氧气透过率要求。而且，由于本申请复合包装材料的阻隔层11或者21是由多层薄膜形成，而现有无菌液体复合包装材料是使用铝箔来阻隔光照和氧气，多层薄膜比起铝箔的优势在于折叠后不发生开裂，所以本申请复合包装材料成型包装的氧气透过率OTR要小于现有含有铝箔的无菌液体包装材料成型包装的氧气透过率OTR。因此，从包装材料的氧气透过率OTR方面来看，本申请复合包装材料可以替代现有包含铝箔的无菌液体复合包装材料和其他包装材料，其他包装材料的氧气透过率OTR请参见表2，其中，氧气透过率OTR的单位是cm3/(pkg·24h·0.1MPa)。
表2其他包装材料的氧气透过率OTR
包装材料 包装类型 体积 内容物 OTR
PET 瓶子(透明) 600ml 可乐 1.0
PET 瓶子(非透明) 230g 酸奶 0.6
多层膜 百丽袋(非透明) 200g 牛奶 0.8
多层膜 爱克林(非透明) 200g 牛奶 1.0
PS 瓶子(非透明) 500ml 牛奶 3.0
HDPE 瓶子(非透明) 1000ml 牛奶 5.0
含有铝箔的现有无菌包的回收方法是进行铝箔和聚乙烯PE的分离，分离时需要使用80％的乙酸在50℃下浸泡，这会导致回收后的铝箔严重碎片化，致使回收价值变低，并且可能产生氢气，影响环境，且聚乙烯PE仍会有少量铝箔残留，影响回收PE的纯净度。另外酸液在排放前需要进行稀释或中和处理，增加了额外的处理成本及环境影响。本申请复合包装材料不包含铝箔，含有大量的聚乙烯PE和其他油溶性或者水溶性的非金属物质，回收时可以省去酸处理的步骤，仅使用水溶解便可分成纤维流以及聚乙烯流，水溶的其他物质溶解在水中，油溶性的其他则物质含量很低，不影响回收。根据已知的一份Kuraray与nextek合作的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH回收研究报告(数据源：SPE
Figure BDA0002425709410000091
Anaheim 2017)，含有5％的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH聚烯烃膜经过回收造粒后可再与新鲜的原料共挤(回收料比例≤15％)，在食品安全和机械性能等各方面都处于可接受水平。换句话说，EVOH的含量如果不超过5％，完全可以使用现有的回收系统并纳入聚烯烃流而不会影响回收聚烯烃的应用。本申请复合包装材料的阻隔层使用的乙烯-乙烯醇共聚物EVOH含量占复合包装材料总量的比例低于5％，所以回收效率更高。
另外，本申请复合包装材料可以包装的液体食品至少包括超高温灭菌牛奶、巴氏杀菌奶、长期货架奶、奶油、风味和配方乳品、发酵乳品、浓缩奶、炼乳、复原乳、果汁、非碳酸饮料、茶、椰子水、汤料、番茄酱和酱料，能够有效地保持上述液体食品及其他液体食品的风味。
请参阅图4，图4为本申请复合包装材料的制作方法一实施方式的流程示意图，本实施方式包括如下步骤：
S401，提供阻隔层卷材和芯层卷材，其中，阻隔层卷材采用共挤工艺制作。
S402，采用淋膜工艺在阻隔层卷材和芯层卷材中间形成遮光层，以同时在芯层一侧形成依次层叠设置的遮光层和阻隔层。
S403，采用淋膜工艺在芯层远离遮光层的一侧表面形成外层。
其中，阻隔层和遮光层由非金属材料形成，阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，例如0.9cm3/(m2·24h·0.1MPa)、0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)、0.7cm3/(m2·24h·0.1MPa)等，遮光层在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％，例如0.45％、0.4％、0.35％等；复合包装材料用于包装液体食品。本实施方式所制得的复合包装材料的阻隔层具备很好的对氧气的阻隔作用，遮光层具备很好的对光照的阻隔作用，与现有含有铝箔的复合包装材料对氧气和光照的阻隔效果相当，能够替代现有含铝箔复合包装材料，而且阻隔层11和遮光层12均由非金属材料形成，不包含铝箔，也就没有铝箔和塑料难以分离的问题。
具体地，步骤S401所述的采用共挤工艺制作阻隔层卷材包括：利用多层共挤吹膜机同时形成依次层叠设置的热封层、第一粘合剂层、阻氧层、第二粘合剂层和粘接层。或者包括：利用多层共挤吹膜机同时形成依次层叠设置的热封层、第一粘合剂层、第一加强层、阻氧层、第二加强层、第二粘合剂层和粘接层。其中，阻氧层包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，第一加强层和第二加强层均包括聚酰胺PA，第一粘合剂层和第二粘合剂层均包括粘合树脂Adhesive，热封层和粘接层均包括聚乙烯PE。多层共挤吹膜机主要包括五层共挤吹膜机、七层共挤吹膜机、九层共挤吹膜机、十一层共挤吹膜机等，比如五层共挤吹膜机可以制作小于等于五层的多层薄膜，制作阻隔层卷材过程中，幅宽范围为800mm～1600mm，所制得阻隔层卷材的氧气透过率OTR＜1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过率＜10.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)。以制作包括热封层、第一粘合剂层、第一加强层、阻氧层、第二加强层、第二粘合剂层和粘接层的阻隔层卷材为例，七层共挤吹膜机各层各区加工温度设定范围见表3，其中，PE表示热封层和粘接层，Adhesive表示第一粘合剂层和第二粘合剂层，PA表示第一加强层和第二加强层，EVOH表示阻氧层。
表3七层共挤吹膜机各层各区加工温度设定范围
加热区 喂料区/℃ 第二区/℃ 第三区/℃ 第四区/℃ 第五区/℃ 接头区/℃ 模头区/℃
PE 80-120 95-140 110-160 110-160 110-160 110-160 110-160
Adhesive 140-180 165-205 215-255 215-280 215-280 215-280 215-280
PA 170-230 180-240 190-250 200-260 200-260 200-260 200-260
EVOH 180-220 190-230 200-240 200-240 200-240 200-240 200-240
步骤S402所述的采用淋膜工艺在阻隔层卷材和芯层卷材中间形成遮光层，包括：利用高速复合淋膜机将聚乙烯PE和遮光材料复合在阻隔层卷材的粘接层和芯层卷材中间形成遮光层，并将阻隔层、遮光层和芯层三者挤压在一起。其中，遮光材料包括白色母、黑色母和遮光剂中至少一种，遮光剂包括氧化锌、钛白粉、炭黑、石墨烯中至少一种。
步骤S403所述的采用淋膜工艺在芯层远离遮光层的一侧表面形成外层，包括：利用高速复合淋膜机将聚乙烯PE复合在芯层远离遮光层的一侧表面形成外层。
高速复合淋膜机包括外层站、复合站、内层站三个挤出站，复合过程中，芯层卷材作为基材放卷运行，先通过复合站，同时将阻隔层卷材从铝箔放卷装置上进行放卷运行，在复合站将芯层、遮光层和阻隔层进行复合，也就是将芯层和阻隔层通过熔融状态下的遮光层粘合在一起；然后直接通过未开启的内层站，最后通过外层站将外层复合在芯层外侧。高速复合淋膜机的基材幅宽范围为850mm～1650mm，生产线速度为300～800m/min，各站加工温度设定范围见表4。
表4高速复合淋膜机各站加工温度设定范围
加热区 复合站 外层站
加热一区 210-250℃ 200-240℃
加热二区 240-280℃ 230-270℃
加热三区 270-310℃ 260-300℃
加热四区 300-340℃ 285-325℃
加热五区 300-340℃ 285-325℃
加热六区 300-340℃ 285-325℃
加热七区 300-340℃ 285-325℃
加热八区 300-340℃ 285-325℃
加热九区 300-340℃ 285-325℃
加热十区 300-340℃ 285-325℃
模头 300-340℃ 285-325℃
本实施方式中，聚乙烯PE包括低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、茂金属线性低密度聚乙烯M-LLDPE、高密度聚乙烯HDPE中至少一种，聚酰胺PA包括聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-11、聚酰胺-12，尼龙46，尼龙610，尼龙612，尼龙1010中至少一种。
本申请复合包装材料与现有含铝箔无菌液体复合包装材料的制作工艺相比，其差异包括如下内容：
①本申请复合包装材料的复合工段(即高速复合淋膜机工段)不需要使用内层站，而现有无菌液体复合包装材料的复合工段需要使用内层站。
②本申请复合包装材料的复合工段通过铝箔放卷装置进行阻隔层卷材的放卷，而现有无菌液体复合包装材料的复合工段通过铝箔放卷装置进行铝箔卷材的放卷。
③本申请复合包装材料的制作工艺包含吹膜(多层共挤吹膜机)和淋膜(高速复合淋膜机)两种工艺，而现有无菌液体复合包装材料的制作工艺仅为淋膜，不进行吹膜。
④本申请复合包装材料的阻隔层是通过吹膜工艺形成，其优势在于，吹膜的拉伸强度要大于淋膜，数据对比见表5，PA表示聚酰胺；而且用阻隔层替代铝箔，在包装折叠成型后由多层薄膜形成的阻隔层不易发生破损或断裂，不会引起氧气透过率OTR的下降。
表5不同工艺下阻隔层膜的拉伸强度
Figure BDA0002425709410000121
本申请复合包装材料在客户端是要通过利乐公司的灌装机在无菌系统条件下进行灌装。灌装机现有的电磁感应封合方式为适应现有含铝箔的无菌液体复合包装材料，灌装机通过电磁感应将铝箔加热，然后受热的铝箔将聚乙烯PE塑化从而进行封合。但因为本申请提供的复合包装材料不包含铝箔，所以无法通过电磁感应的方式进行封合，为适应本申请复合包装材料，需将现有电磁感应的封合方式改造为超声波的封合方式，改造之后，可以直接将聚乙烯PE塑化进行封合，不需要受到铝箔传热的限制。而且，超声波的封合方式在封合性能上可以和电磁感应的封合方式保持一致，包括：封合时间短，封合性能不受污染物的影响，无需冷却。
下面结合具体的实施例来描述本申请复合包装材料与现有含铝箔无菌液体复合包装材料的生产工艺和性能对比，请参见表6，其中，复合包装材料的氧气透过率OTR的单位是cm3/(m2·24h·0.1MPa)，成型包的氧气透过率OTR的单位是cm3/(pkg·24h·0.1MPa)，从表中数据可见，对比例1的铝箔同时发挥阻隔光照和氧气的作用，实施例1-3使用含遮光材料的遮光层来阻隔光照，使用由多层膜薄膜形成的阻隔层来阻隔氧气，实施例1-3和对比例1的透光率基本一致，实施例1-3复合包装材料的氧气透过率OTR和对比例1基本一致，而成型包的氧气透过率OTR明显要低于对比例1。而且，实施例1-3的回收性能均要强于对比例1，封合方式也打破了铝箔的限制。
表6复合包装材料与含铝箔复合包装材料的生产工艺和性能对比
Figure BDA0002425709410000131
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种复合包装材料，其特征在于，所述复合包装材料包括依次层叠设置的阻隔层、遮光层、芯层和外层；
其中，所述阻隔层和所述遮光层由非金属材料形成，所述阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，所述遮光层在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％；
所述阻隔层包括依次层叠设置的热封层、第一粘合剂层、阻氧层、第二粘合剂层和粘接层；所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层的材质相同，所述热封层和所述粘接层的材质相同；
其中，所述粘接层与所述遮光层接触，所述阻氧层包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，所述乙烯-乙烯醇共聚物EVOH的乙烯含量为24％-36％，所述阻氧层的厚度占所述阻隔层总厚度的10％～25％，所述阻隔层的克重范围为20g/m2-40g/m2；
所述阻隔层还包括第一加强层和第二加强层，所述第一加强层位于所述阻氧层与所述第一粘合剂层之间，所述第二加强层位于所述阻氧层与所述第二粘合剂层之间；
所述热封层的厚度占所述阻隔层总厚度的25％～40％，所述第一粘合剂层的厚度占所述阻隔层总厚度的5％～10％，所述第一加强层的厚度占所述阻隔层总厚度的2％～10％，所述阻氧层的厚度占所述阻隔层总厚度的10％～25％，所述第二加强层的厚度占所述阻隔层总厚度的2％～10％，所述第二粘合剂层的厚度占所述阻隔层总厚度的5％～10％，所述粘接层的厚度占所述阻隔层总厚度的25％～40％；
所述遮光层的克重范围为15g/m2-30g/m2，所述外层的克重范围为10g/m2-18g/m2；所述芯层包括层叠设置的原纸层和印刷层，所述原纸层位于所述印刷层与所述遮光层之间，所述原纸层的克重范围为170g/m2-330g/m2，所述印刷层的克重范围为1g/m2-3g/m2；
所述阻隔层的厚度为25μm；
所述乙烯-乙烯醇共聚物EVOH含量占所述复合包装材料总量的比例低于5％；
所述热封层和所述粘接层均包括聚乙烯PE，所述遮光层的基材为聚乙烯PE；
所述复合包装材料用于包装液体食品。
2.根据权利要求1所述的复合包装材料，其特征在于，
所述遮光层包括聚乙烯PE和掺杂在所述聚乙烯PE中的遮光材料；所述遮光材料包括色母粒、遮光剂中至少一种。
3.根据权利要求2所述的复合包装材料，其特征在于，
所述聚乙烯PE包括低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、茂金属线性低密度聚乙烯M-LLDPE、高密度聚乙烯HDPE中至少一种；所述色母粒包括白色母、黑色母中至少一种；所述遮光剂包括氧化锌、钛白粉、炭黑、石墨烯中至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合包装材料，其特征在于，
所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层的厚度相同，所述热封层和所述粘接层的厚度相同。
5.根据权利要求1所述的复合包装材料，其特征在于，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层均包括粘合树脂Adhesive；
其中，所述粘合树脂Adhesive包括乙烯-丙烯酸共聚物EAA、乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA、马来酸酐改性聚乙烯MAH-g-PE中至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合包装材料，其特征在于，
所述第一加强层和所述第二加强层的材质和厚度相同，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层的材质和厚度相同，所述热封层和所述粘接层的材质和厚度相同。
7.根据权利要求1所述的复合包装材料，其特征在于，
所述阻氧层包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，所述第一加强层和所述第二加强层均包括聚酰胺PA，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层均包括粘合树脂Adhesive，所述热封层和所述粘接层均包括聚乙烯PE；
其中，所述乙烯-乙烯醇共聚物EVOH的乙烯含量为24％-36％，所述粘合树脂Adhesive包括乙烯-丙烯酸共聚物EAA、乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA、马来酸酐改性聚乙烯MAH-g-PE中至少一种，所述聚乙烯PE包括低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、茂金属线性低密度聚乙烯M-LLDPE、高密度聚乙烯HDPE中至少一种，所述聚酰胺PA包括聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-11、聚酰胺-12，尼龙46，尼龙610，尼龙612，尼龙1010中至少一种。
8.根据权利要求1所述的复合包装材料，其特征在于，
所述液体食品至少包括超高温灭菌牛奶、巴氏杀菌奶、奶油、炼乳、非碳酸饮料、茶、椰子水、汤料和番茄酱。
9.一种权利要求1-8任一项权利要求所述复合包装材料的制作方法，其特征在于，包括：
提供阻隔层卷材和芯层卷材，其中，所述阻隔层卷材采用共挤工艺制作；
采用淋膜工艺在所述阻隔层卷材和所述芯层卷材中间形成遮光层，以同时在所述芯层一侧形成依次层叠设置的遮光层和阻隔层；
采用淋膜工艺在所述芯层远离所述遮光层的一侧表面形成外层；
其中，所述阻隔层和所述遮光层由非金属材料形成，所述阻隔层的氧气透过率OTR小于1.0cm3/(m2·24h·0.1MPa)，所述遮光层在6500K色温的光源下，在190nm-1100nm的波长范围内，透光率小于0.5％；
所述复合包装材料用于包装液体食品；
其中，所述采用共挤工艺制作所述阻隔层卷材，包括：利用多层共挤吹膜机同时形成依次层叠设置的热封层、第一粘合剂层、阻氧层、第二粘合剂层和粘接层；
其中，所述阻氧层包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，所述阻隔层的厚度为25μm，所述阻氧层的厚度占所述阻隔层总厚度的10％～25％，所述乙烯-乙烯醇共聚物EVOH含量占所述复合包装材料总量的比例低于5％；
其中，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层的材质相同，所述热封层和所述粘接层的材质相同。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述采用共挤工艺制作所述阻隔层卷材，包括：
所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层均包括粘合树脂Adhesive，所述热封层和所述粘接层均包括聚乙烯PE。
11.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述采用共挤工艺制作阻隔层卷材，包括：
利用多层共挤吹膜机同时形成依次层叠设置的热封层、第一粘合剂层、第一加强层、阻氧层、第二加强层、第二粘合剂层和粘接层；
其中，所述阻氧层包括乙烯-乙烯醇共聚物EVOH，所述第一加强层和所述第二加强层均包括聚酰胺PA，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层均包括粘合树脂Adhesive，所述热封层和所述粘接层均包括聚乙烯PE。
12.根据权利要求10或11所述的制作方法，其特征在于，所述采用淋膜工艺在所述阻隔层卷材和所述芯层卷材中间形成遮光层，包括：
利用高速复合淋膜机将聚乙烯PE和遮光材料复合在所述阻隔层卷材的所述粘接层和所述芯层卷材中间形成遮光层，并将所述阻隔层、所述遮光层和所述芯层三者挤压在一起；
其中，所述遮光材料包括白色母、黑色母和遮光剂中至少一种。
13.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述采用淋膜工艺在所述芯层远离所述遮光层的一侧表面形成外层，包括：
利用高速复合淋膜机将聚乙烯PE复合在所述芯层远离所述遮光层的一侧表面形成外层。
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