CN111746060A - 一种可回收的高阻隔高速包装膜及其制备工艺 - Google Patents

一种可回收的高阻隔高速包装膜及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可回收的高阻隔高速包装膜及其制备工艺，属于包装膜的技术领域，该包装膜由依次相连的BOPP印刷基材层、油墨层、胶粘剂层和VMCPP膜层紧密贴合而成，VMCPP膜层在其镀铝面的外表面涂布有阻隔涂层。本发明制备的包装膜采用的是单一材料复合而成，便于回收再利用，有效的保护了环境；同时采用离线涂布阻隔涂层，并结合具有高阻隔性能的VMCPP配方及工艺，提高了包装膜的阻隔性，且保护了阻隔铝层，提高了包装膜的耐热性能以及剥离强度。

Description

一种可回收的高阻隔高速包装膜及其制备工艺
技术领域
本发明涉及包装膜领域，特别是一种可回收的高阻隔高速包装膜及其制备工艺。
背景技术
随着工业的发展，塑料包装已经成为了食药品、日化包等体系中不可或缺的部分，起到保质保鲜的作用。生活中离不开塑料包装，更不能将塑料污染一味的妖魔化。随着包装2025计划的推进，减少自身的塑料足迹、塑料可回收或者可重复使用、以及保证产品的保质期，成为了新的研究方向。
目前市场上的高速包装阻隔复合膜(12PET/30VMCPP)，大多非单一的材料制成，导致无法回收；有的将PET替换为BOPP，虽为单一的材料制成，但是BOPP/VMCPP这样的材质结构无法达到高速包装的要求，且阻隔性能损失，无法满足包装的阻隔性能。
发明内容
为了解决复合膜无法回收或不满足高速包装要求的技术问题，本发明的目的之一是提供一种可回收的高阻隔高速包装膜。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种可回收的高阻隔高速包装膜，该包装膜由依次相连的BOPP印刷基材层、油墨层、胶粘剂层和VMCPP膜层紧密贴合而成，所述VMCPP膜层在其镀铝面的外表面涂布有阻隔涂层。
优选的，BOPP印刷基材层为BOPP膜，所述BOPP膜的牌号为博莱恩生产的PCP630。
优选的，阻隔涂层由涂布液离线涂布在VMCPP膜层的表面制得，所述涂布液由混合液和阻隔涂料按质量比为1:9混合而成；所述阻隔涂料的牌号为麦克门生产的MFB3510。
优选的，混合液为异丙醇和水按质量比为4:1混合而成。
优选的，VMCPP膜层由CPP薄膜真空镀铝制成；所述CPP薄膜依次由热封层、第一芯层、第二芯层、电晕层以及镀铝层共挤流延而成。
优选的，热封层包括质量配比为(95～99):(2～4)的三元共聚PP和开口剂；所述第一芯层包括均聚PP；所述第二芯层包括二元无规共聚PP；所述电晕层包括质量配比为(68～72):(16～18):(12～14)的二元无规共聚PP、环烯共聚物以及高粘弹性体，所述高粘弹性体的熔融指数为6.5～7.5g/10min；所述开口剂的牌号为宝利德公司生产的ABPP10S；所述三元共聚聚丙烯料的牌号为新加坡TPC公司生产的FL7642L；所述二元无规共聚PP的牌号为博禄化工公司生产的RD208CF，所述环烯共聚物的牌号为日本宝理公司生产的8007F-600，所述高粘弹性体的牌号为日本住友生产的WH303F；所述第一芯层中均聚PP的牌号为中韩石化生产的FCP80。
优选的，BOPP印刷基材层的厚度为18～20μm；油墨层的厚度为1～2μm；胶粘剂层的厚度为1～3μm；VMCPP膜层的厚度为19～22μm。
优选的，BOPP印刷膜层的厚度为19μm；油墨层的厚度为1.5μm；胶粘剂层的厚度为2μm；VMCPP膜层的厚度为20μm。
优选的，胶粘剂层为北京高盟生产的牌号为YH8950双组份胶水；所述YH8950双组份胶水包括YH8950A、YH8950B、乙酯，所述YH8950A、YH8950B、乙酯的质量比为10:2.2:10。
本发明的另一个目的在于提供一种可回收的高阻隔高速包装膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1、印刷工艺：在BOPP膜表面印刷一层油墨，印刷速度为200±50m/min，在55-65℃下干燥固化油墨，形成油墨层；
S2、涂布阻隔涂层工艺：在干复机上对VMCPP膜表面进行离线涂布，形成阻隔涂层，工艺参数控制为：一放张力50±20N，涂布张力0.15±0.05Mpa，收卷张力80±20N，涂布干重0.40～0.45gsm，车速80～100m/min，三段干燥的温度分别为65℃、80℃、85℃，开启匀胶辊，开启匀胶辊；
S3、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在BOPP印刷基材层的油墨层上，上胶量在2.5～3.0gsm，形成胶粘剂层。
S4、通过贴合辊加热压合，温度50～55℃，压力在0.1～0.2MPa，将VMCPP膜的背离阻隔涂层的一面与BOPP印刷基材层的带有胶粘剂层的一侧相复合，常温冷却24小时，制得包装膜。
本发明相比现有技术的有益效果在于：
(1)本发明制备的包装膜采用的BOPP印刷基材和VMCPP膜复合而成，由于BOPP印刷基材和VMCPP膜的材质均为聚丙烯材料，即为相同的单一材料，便于后期回收再利用，有效的保护了环境；同时采用离线涂布阻隔涂层，并结合具有高阻隔性能的VMCPP配方及工艺，提高了包装膜的阻隔性，且保护了阻隔铝层，提高了包装膜的耐热性能以及剥离强度；且选择特定这个型号的涂布液，通过在VMCPP离线涂布完成后，是不需要熟化的，大大缩短生产周期。
(2)本发明制备的包装膜采用了干复工艺，且选用高盟YH8950双组份胶水。干复工艺具有优异的胶水流平性、高强度的剥离强度，且高盟YH8950干复胶水具有优异的流平性、粘结性、固化速率较慢且耐热性好，且其与VMCPP具有良好亲和性，因此可以为复合膜提供稳定的厚薄均匀度和优异的物理机械性能(主要指剥离强度和热封)，最重要的是胶水在包装过程中经过烫刀耐热性好，使得制备的包装膜满足高速包装的要求。
(3)本发明中可回收的高阻隔高速包装膜及其制备工艺不会反粘、单位长度的稳定性好，该生产工艺具有涂胶量稳定均匀、环封和搭封的定位准确、封合强度牢固的特点。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的流程示意图；
图中标注符号的含义如下：
1-BOPP印刷基材层、2-油墨层、3-胶粘剂层、4-VMCPP膜层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。
该包装膜由依次相连的BOPP印刷基材层1、油墨层2、胶粘剂层3和VMCPP膜层4紧密贴合而成，VMCPP膜层4在其镀铝面的外表面涂布有阻隔涂层。
BOPP印刷基材层1为BOPP膜，BOPP膜的牌号为博莱恩生产的PCP630。阻隔涂层由涂布液离线涂布在VMCPP膜层4的表面制得，涂布液由混合液和阻隔涂料按质量比为1:9混合而成；阻隔涂料的牌号为麦克门生产的MFB3510。混合液为异丙醇和水按质量比为4:1混合而成。VMCPP膜层4由CPP薄膜真空镀铝制成；CPP薄膜依次由热封层、第一芯层、第二芯层、电晕层以及镀铝层共挤流延而成。
热封层包括质量配比为(95～99):(2～4)的三元共聚PP和开口剂；第一芯层包括均聚PP；第二芯层包括二元无规共聚PP；电晕层包括质量配比为(68～72):(16～18):(12～14)的二元无规共聚PP、环烯共聚物以及高粘弹性体，高粘弹性体的熔融指数为6.5～7.5g/10min；开口剂的牌号为宝利德公司生产的ABPP10S；三元共聚聚丙烯料的牌号为新加坡TPC公司生产的FL7642L；二元无规共聚PP的牌号为博禄化工公司生产的RD208CF，环烯共聚物的牌号为日本宝理公司生产的8007F-600，高粘弹性体的牌号为日本住友生产的WH303F；第一芯层中均聚PP的牌号为中韩石化生产的FCP80。BOPP印刷基材层1的厚度为18～20μm；油墨层2的厚度为1～2μm；胶粘剂层3的厚度为1～3μm；VMCPP膜层4的厚度为19～22μm。胶粘剂层3为北京高盟生产的牌号为YH8950双组份胶水；YH8950双组份胶水包括YH8950A、YH8950B、乙酯，YH8950A、YH8950B、乙酯的质量比为10:2.2:10。
实施例1
S1、印刷工艺：在BOPP膜表面印刷一层油墨，印刷速度为200m/min，在60℃下干燥固化油墨，形成油墨层2；
S2、涂布阻隔涂层工艺：在干复机上对VMCPP膜表面进行离线涂布，形成阻隔涂层，工艺参数控制为：一放张力50N，涂布张力0.15Mpa，收卷张力80N，涂布干重0.40gsm，车速80m/min，三段干燥的温度分别为65℃、80℃、85℃，开启匀胶辊；
S3、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在印刷膜的油墨层2上，上胶量在2.5gsm，形成胶粘剂层3；
S4、通过贴合辊加热压合，温度50℃，压力在0.1MPa，将VMCPP膜的背离阻隔涂层的一面与BOPP印刷基材层1的带有胶粘剂层3的一侧相复合，常温冷却24小时，制得包装膜。
实施例2
S1、印刷工艺：在BOPP膜表面印刷一层油墨，印刷速度为220m/min，在60℃下干燥固化油墨，形成油墨层2；
S2、涂布阻隔涂层工艺：在干复机上对VMCPP膜表面进行离线涂布，形成阻隔涂层，工艺参数控制为：一放张力30N，涂布张力0.10Mpa，收卷张力60N，涂布干重0.43gsm，车速90m/min，三段干燥的温度分别为65℃、80℃、85℃，开启匀胶辊；
S3、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在印刷膜的油墨层2上，上胶量在2.8gsm，形成胶粘剂层3；
S4、通过贴合辊加热压合，温度53℃，压力在0.15MPa，将VMCPP膜的背离阻隔涂层的一面与BOPP印刷基材层1的带有胶粘剂层3的一侧相复合，常温冷却24小时，制得包装膜。
实施例3
S1、印刷工艺：在BOPP膜表面印刷一层油墨，印刷速度为180m/min，在65℃下干燥固化油墨，形成油墨层2；
S2、涂布阻隔涂层工艺：在干复机上对VMCPP膜表面进行离线涂布，形成阻隔涂层，工艺参数控制为：一放张力70N，涂布张力0.20Mpa，收卷张力100N，涂布干重0.45gsm，车速100m/min，三段干燥的温度分别为65℃、80℃、85℃，开启匀胶辊；
S3、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在印刷膜的油墨层2上，上胶量在3.0gsm，形成胶粘剂层3；
S4、通过贴合辊加热压合，温度55℃，压力在0.2MPa，将VMCPP膜的背离阻隔涂层的一面与BOPP印刷基材层1的带有胶粘剂层3的一侧相复合，常温冷却24小时，制得包装膜。
对比例1
S1、印刷工艺：在BOPP膜表面印刷一层油墨，印刷速度为200m/min，在55℃下干燥固化油墨，形成油墨层；
S2、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在印刷膜的油墨层上，上胶量在2.5gsm，形成胶粘剂层；
S3、通过贴合辊加热压合，温度在55℃，压力在0.15MPa，将VMCPP膜与BOPP印刷基材层、油墨层和胶粘剂层复合在一起，熟化温度50℃，熟化时间36小时，常温冷却24小时以上，制得包装膜。
对比例2
S1、印刷工艺：在PET膜表面印刷一层油墨，印刷速度为220m/min，在60℃下干燥固化油墨，形成油墨层；
S2、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在印刷膜的油墨层上，上胶量在2.8sm，形成胶粘剂层；
S3、通过贴合辊加热压合，温度在55℃，压力在0.15MPa，将VMCPP膜与BOPP印刷基材层、油墨层和胶粘剂层复合在一起，熟化温度50℃，熟化时间36小时，常温冷却24小时以上，制得包装膜。
阻隔性能对比表1
Figure BDA0002583561810000061
阻隔性能对比表2
Figure BDA0002583561810000062
Figure BDA0002583561810000071
由上述表1对比例1制得的包装膜的水蒸气透过率小于0.8g/m2·24h，氧气透过率在30cc/m2·24h左右，实施例2制得的包装膜的水蒸气透过率小于0.5g/m2·24h，氧气透过率小于8cc/m2·24h，因此，实施例2制得的包含阻隔涂层的包装膜相对于对比例1制得的包装膜的阻隔性能更加优越。
由上述表2的数据可得，对比例2制得的包装膜的水蒸气透过率为0.46g/m2·24h，氧气透过率为7.57cc/m2·24h，实施例2制得的包装膜的水蒸气透过率为0.32g/m2·24h，氧气透过率为2.88cc/m2·24h，因此，实施例2中由单一材料制成的包装膜相对于对比例2中多种材料制成的包装膜的阻隔性能更加优越。实施例2制得的包装膜的热封强度TD值为12N/15mm、MD值为14N/15mm，热粘强度TD值11.2N/25.4mm、MD值13.5N/25.4mm；对比例2制得的包装膜的热封强度TD值为13N/15mm、MD值为15N/15mm，热粘强度TD值10.8N/25.4mm、MD值11.7N/25.4mm，实施例2制得的包装膜热封强度和热粘强度较为接近，包装膜的对比例2制得的包装膜的热封强度和热粘强度相差较大，实施例2中由单一材料制成的包装膜整体剥离强度和热封性能更好、摩擦系数也更为稳定，这些性能保证包装膜可以实现高速包装的需求、包装好内容物在负压测试(-0.4Mpa)通过及产品的保质期符合要求；实施例2中包装膜的整体厚度为41um，对比例2中包装膜的整体厚度为45um，实施例2制得的包装膜整体较为轻薄，符合轻量化减塑环保理念
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，该包装膜由依次相连的BOPP印刷基材层(1)、油墨层(2)、胶粘剂层(3)和VMCPP膜层(4)紧密贴合而成，所述VMCPP膜层(4)在其镀铝面的外表面涂布有阻隔涂层。
2.根据权利要求1所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述BOPP印刷基材层(1)为BOPP膜，所述BOPP膜的牌号为博莱恩生产的PCP630。
3.根据权利要求1所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述阻隔涂层由涂布液离线涂布在VMCPP膜层(4)的表面制得，所述涂布液由混合液和阻隔涂料按质量比为1:9混合而成；所述阻隔涂料的牌号为麦克门生产的MFB3510。
4.根据权利要求3所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述混合液为异丙醇和水按质量比为4:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述VMCPP膜层(4)由CPP薄膜真空镀铝制成；所述CPP薄膜依次由热封层、第一芯层、第二芯层、电晕层以及镀铝层共挤流延而成。
6.根据权利要求5所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述热封层包括质量配比为(95～99):(2～4)的三元共聚PP和开口剂；所述第一芯层包括均聚PP；所述第二芯层包括二元无规共聚PP；所述电晕层包括质量配比为(68～72):(16～18):(12～14)的二元无规共聚PP、环烯共聚物以及高粘弹性体，所述高粘弹性体的熔融指数为6.5～7.5g/10min；所述开口剂的牌号为宝利德公司生产的ABPP10S；所述三元共聚聚丙烯料的牌号为新加坡TPC公司生产的FL7642L；所述二元无规共聚PP的牌号为博禄化工公司生产的RD208CF，所述环烯共聚物的牌号为日本宝理公司生产的8007F-600，所述高粘弹性体的牌号为日本住友生产的WH303F；所述第一芯层中均聚PP的牌号为中韩石化生产的FCP80。
7.根据权利要求1所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述BOPP印刷基材层(1)的厚度为18～20μm；油墨层(2)的厚度为1～2μm；胶粘剂层(3)的厚度为1～3μm；VMCPP膜层(4)的厚度为19～22μm。
8.根据权利要求5所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述BOPP印刷膜层的厚度为19μm；油墨层(2)的厚度为1.5μm；胶粘剂层(3)的厚度为2μm；VMCPP膜层(4)的厚度为20μm。
9.根据权利要求1所述的一种可回收的高阻隔高速包装膜，其特征在于，所述胶粘剂层(3)为北京高盟生产的牌号为YH8950双组份胶水；所述YH8950双组份胶水包括YH8950A、YH8950B、乙酯，所述YH8950A、YH8950B、乙酯的质量比为10:2.2:10。
10.一种权利要求1-9任一项所述的可回收的高阻隔高速包装膜的制备工艺，其特征在于，该制备工艺包括如下步骤：
S1、印刷工艺：在BOPP膜表面印刷一层油墨，印刷速度为200±50m/min，在55-65℃下干燥固化油墨，形成油墨层(2)；
S2、涂布阻隔涂层工艺：在干复机上对VMCPP膜表面进行离线涂布，形成阻隔涂层，工艺参数控制为：一放张力50±20N，涂布张力0.15±0.05Mpa，收卷张力80±20N，涂布干重0.40～0.45gsm，车速80～100m/min，三段干燥的温度分别为65℃、80℃、85℃，开启匀胶辊；
S3、采用干式复合的上胶方式，用上胶辊将胶水均匀涂布在BOPP印刷基材层(1)的油墨层(2)上，上胶量在2.5～3.0gsm，形成胶粘剂层(3)。
S4、通过贴合辊加热压合，温度50～55℃，压力在0.1～0.2MPa，将VMCPP膜的背离阻隔涂层的一面与BOPP印刷基材层(1)的带有胶粘剂层(3)的一侧相复合，常温冷却24小时，制得包装膜。
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