CN114274630A - 一种复合包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合包装膜及其制备方法,涉及薄膜技术领域,复合包装膜所采用的技术方案包括外层CPP膜、中间BOPA膜、PE膜、透气孔、第一粘接层、第二粘接层和压花层;制备方法包括S1,对CPP基膜表面进行压花处理,S2,制备PE膜,S3,将外层CPP膜和中层BOPA膜复合、熟化后,制得一次复合膜,S4,将一次复合膜与PE膜复合、熟化后,制得二次复合膜,S5,将二次复合膜分切、开透气孔,再收卷为复合包装膜。本发明采用CPP/BOPA/PE三层复合膜结构,并且对外层CPP膜的外表面进行压花处理以加强其静摩擦系数,改进了PE膜的配方以增强耐温性能和强度,并且采用物理打孔的方式保障了透气性,加速内容物的散热,降低安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域,尤其涉及一种复合包装膜及其制备方法。
背景技术
塑料薄膜在产品包装领域的应用十分广泛,常用的薄膜包括聚丙烯流延薄膜(CPP)、双向拉伸尼龙薄膜(BOPA)、聚乙烯薄膜(PE)等。
一种内容物是经100℃高温处理的中空铁质颗粒,粒径为0.5~1 mm,包装后的成品质量较大。采用自动灌装的形式向包装膜内灌装此内容物时,包装膜与同步带之间需具有合适的摩擦力以抗衡重力,但目前的成品薄膜表面均较为光滑,难以控制包装膜的移动速度和成品袋长;灌装过程中对包装膜热封边的冲击力非常大,且内容物温度较高,在包装过程或运输中易冲爆包装袋,所以对包装强度有较高的要求;灌装后,内容物会吸收包装膜内残留的空气,形成真空状态,内容物容易板结成一团,使内部温度疏散得非常缓慢,产品集中码垛后存在高温聚集引发火灾的安全风险,要求包装膜具有一定的透气性;内容物板结后,由于包装膜外表面摩擦力不足容易造成滑垛。但目前市场上并没有耐高温、强度高、透气性良好和静摩擦系数较大等优点俱全的包装膜。
发明内容
针对现有技术方案中没有耐高温、强度高、透气性良好和静摩擦系数较大等优点俱全的包装膜的问题,本发明提供了一种复合包装膜及其制备方法。
本发明提供如下的技术方案:一种复合包装膜的制备方法,包括以下步骤:
S1,对CPP基膜表面进行压花处理,制得一侧表面为压花层的外层CPP膜;
S2,制备PE膜,PE膜包括PE膜外层、PE膜中层和PE膜内层;将茂金属线性聚乙烯、线性聚乙烯、聚邻苯二甲酰胺助剂按55~65:30~35:5~10的质量比制作PE膜外层;将茂金属线性聚乙烯、线性聚乙烯、聚邻苯二甲酰胺助剂按65~75:20~25:5~10的质量比制作PE膜中层;将茂金属线性聚乙烯、聚邻苯二甲酰胺助剂按90~95:5~10的质量比制作PE膜内层;再将PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层吹塑为PE膜;
S3,将外层CPP膜和中层BOPA膜复合、熟化后,制得一次复合膜;
S4,将一次复合膜与PE膜复合、熟化后,制得二次复合膜;
S5,将二次复合膜分切、开透气孔,再收卷为复合包装膜。
优选地,在步骤S1中,经压花处理后,所述外层CPP膜的静摩擦系数为0.65~0.75。
优选地,在步骤S2中,所述PE膜中PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层的厚度比为3:4:3。
优选地,在步骤S3中,采用溶剂型干法复合,上胶量为3.0 g/m2,复合速度150 m/min,复合温度为65~85 ℃;熟化时,熟化温度为50 ℃,熟化时间为24 h。
优选地,在步骤S4中,采用无溶剂型胶黏剂进行复合,上胶量为1.4~1.6 g/m2,复合速度为300 m/min,复合温度为50~65 ℃;熟化时,熟化温度为38~42 ℃,熟化时间为48h。
优选地,在步骤S4中,所述二次复合膜中外层CPP膜、中层BOPA膜和PE膜的厚度比为60~70:10~20:90~100。
优选地,在步骤S5中,所述透气孔的孔径为0.3 mm,多个透气孔呈两列平行分布在复合包装膜上。
一种复合包装膜,包括外层CPP膜、中间BOPA膜、PE膜以及分布在复合包装膜上的多个透气孔,所述外层CPP膜和中间BOPA膜之间设置有第一粘接层,所述中间BOPA膜和PE膜之间设置有第二粘接层,所述外层CPP膜的外表面设置有压花层。
优选地,所述压花层的静摩擦系数为0.65~0.75。
优选地,所述透气孔的孔径为0.3 mm。
本发明的有益效果是:采用CPP/BOPA/PE三层复合膜结构,并且对外层CPP膜的外表面进行压花处理以加强其静摩擦系数,改进了PE膜的配方以增强耐温性能和强度,并且采用物理打孔的方式保障了透气性,加速内容物的散热,降低安全风险。
附图说明
图1为本发明中制备方法的一个实施例的流程图。
图2为本发明中复合包装膜一个实施例的结构示意图。
附图标记:1-外层CPP膜,2-中层BOPA膜,3-PE膜。
具体实施方式
以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明,使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供了如图1所示的一种复合包装膜的制备方法,包括以下步骤:
S1,使用PET膜作为CPP基膜的隔热层,将两者预热、加热后送入版辊进行压花,得到一面为压花层的外层CPP膜1。具体地,将CPP基膜和PET膜叠放、对齐后送入热压机,利用大辊预热,再经装有导热油的加热辊加热后,送入版辊进行压花,在此过程中,使PET膜隔绝CPP膜和加热辊、版辊的直接接触,防止温度过高导致CPP膜变形。压花完成后送入冷却辊冷却,得到厚度为60 μm的外层CPP膜1,并分别将外层CPP膜1和PET膜进行收卷。通过调整版辊的磨砂颗粒细度、热压压力和温度,可将外层CPP膜1表面的静摩擦系数控制在0.65;加热辊的加热温度可为150 ℃。
S2,采用吹塑工艺制备PE膜,所述PE膜包括PE膜外层、PE膜中层和PE膜内层。将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按55:35:10的质量比制作PE膜外层;将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按65:25:10的质量比制作PE膜中层;将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按90:10的质量比制作PE膜内层;再将PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层以3:4:3的厚度比吹塑为厚度为90 μm的PE膜3。采用此工艺可增加PE膜的刚性和抗摔包性,并将其耐蒸煮温度提高到110 ℃。
S3,将外层CPP膜1和中层BOPA膜2按60:20的厚度比,采用溶剂型干法复合工艺将外层CPP膜1和中层BOPA膜2复合在一起。具体地,将聚氨酯胶黏剂涂覆在中层BOPA膜2上,再将中层BOPA膜2通过干燥烘道使粘合剂中的溶剂挥发后,与外层CPP膜1不具有压花层的一面复合在一起。胶黏剂的上胶量为3.0 g/m2,复合机的复合速度为150 m/min,复合温度为65 ℃。复合完成后收卷,再送入熟化室中进行熟化,熟化温度为50 ℃,熟化时间为24 h。熟化结束后,得到一次复合膜。
S4,将一次复合膜和PE膜3复合,并使一次复合膜和PE膜3的厚度比为80:90。具体地,采用聚醚型无溶剂型胶黏剂涂覆在一次复合膜的中层BOPA膜2上,利用复合机将其复合在PE膜3的PE膜外层上。胶黏剂的上胶量为1.4 g/m2,复合速度为300 m/min,复合温度为50℃。复合完成后收卷,再送入熟化室中进行熟化,熟化温度为38℃,熟化时间为48 h。熟化结束后,制得二次复合膜。
S5,利用安装有辊筒型打孔机的分切机对二次复合膜进行分切,同时开透气孔,得到复合包装膜。透气孔呈两列平行分布在复合包装膜上,单个透气孔的孔径为0.3 mm,相邻两列透气孔之间的间距为11.5 cm。
实施例2
本发明提供了如图1所示的一种复合包装膜的制备方法,包括以下步骤:
S1,使用PET膜作为CPP基膜的隔热层,将两者预热、加热后送入版辊进行压花,得到带有压花层的外层CPP膜1。具体地,将CPP基膜和PET膜叠放、对齐后送入热压机,利用大辊预热,再经装有导热油的加热辊加热后,送入版辊进行压花,在此过程中,使PET膜隔绝CPP膜和加热辊、版辊的直接接触,防止温度过高导致CPP膜变形。压花完成后送入冷却辊冷却,得到厚度为65 μm的外层CPP膜1,并分别将外层CPP膜1和PET膜进行收卷。通过调整版辊的磨砂颗粒细度、热压压力和温度,可将外层CPP膜1表面的静摩擦系数控制在0.7;加热辊的加热温度可为150 ℃。
S2,采用吹塑工艺制备PE膜,所述PE膜包括PE膜外层、PE膜中层和PE膜内层。将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按60:34:6的质量比制作PE膜外层;将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按70:24:6的质量比制作PE膜中层;将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按94:6的质量比制作PE膜内层;再将PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层以3:4:3的厚度比吹塑为厚度为100 μm的PE膜3。采用此工艺可增加PE膜的刚性和抗摔包性,并将其耐蒸煮温度提高到115 ℃。
S3,将外层CPP膜1和中层BOPA膜2按65:15的厚度比,采用溶剂型干法复合工艺将外层CPP膜1和中层BOPA膜2进行复合。具体地,将聚氨酯胶黏剂涂覆在中层BOPA膜2上,再将中层BOPA膜2通过干燥烘道使粘合剂中的溶剂挥发后,与外层CPP膜1不具有压花层的一面复合在一起。胶黏剂的上胶量为3.0 g/m2,复合机的复合速度为150 m/min,复合温度为75℃。复合完成后收卷,再送入熟化室中进行熟化,熟化温度为50 ℃,熟化时间为24 h。熟化结束后,得到一次复合膜。
S4,将一次复合膜和PE膜3复合,并使一次复合膜和PE膜3的厚度比为80:100。具体地,采用聚醚型无溶剂型胶黏剂涂覆在一次复合膜的中层BOPA膜2上,利用复合机将其复合在PE膜3的PE膜外层上。胶黏剂的上胶量为1.5 g/m2,复合速度为300 m/min,复合温度为60℃。复合完成后收卷,再送入熟化室中进行熟化,熟化温度为40℃,熟化时间为48 h。熟化结束后,制得二次复合膜。
S5,利用安装有辊筒型打孔机的分切机对二次复合膜进行分切,同时开透气孔,得到复合包装膜。透气孔呈两列平行分布在复合包装膜上,单个透气孔的孔径为0.3 mm,相邻两列透气孔之间的间距为11.5 cm。
实施例3
本发明提供了如图1所示的一种复合包装膜的制备方法,包括以下步骤:
S1,使用PET膜作为CPP基膜的隔热层,将两者预热、加热后送入版辊进行压花,得到带有压花层的外层CPP膜1。具体地,将CPP基膜和PET膜叠放、对齐后送入热压机,利用大辊预热,再经装有导热油的加热辊加热后,送入版辊进行压花,在此过程中,利用PET膜隔绝CPP膜和加热辊、版辊的直接接触,防止温度过高导致CPP膜变形。压花完成后送入冷却辊冷却,得到厚度为70 μm的外层CPP膜1,并分别将外层CPP膜1和PET膜进行收卷。通过调整版辊的磨砂颗粒细度、热压压力和温度,可将外层CPP膜1表面的静摩擦系数控制在0.75;加热辊的加热温度可为150 ℃。
S2,采用吹塑工艺制备PE膜,所述PE膜包括PE膜外层、PE膜中层和PE膜内层。将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按65:30:5的质量比制作PE膜外层;将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按75:20:5的质量比制作PE膜中层;将茂金属线性聚乙烯(m-LLDPE)、聚邻苯二甲酰胺助剂(PPA)按95:5的质量比制作PE膜内层;再将PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层以3:4:3的厚度比吹塑为厚度为100 μm的PE膜3。采用此工艺可增加PE膜的刚性和抗摔包性,并将其耐蒸煮温度提高到115 ℃。
S3,将外层CPP膜1和中层BOPA膜2按70:10的厚度比,采用溶剂型干法复合工艺将外层CPP膜1和中层BOPA膜2进行复合。具体地,将聚氨酯胶黏剂涂覆在中层BOPA膜2上,再将中层BOPA膜2通过干燥烘道使粘合剂中的溶剂挥发后,再与外层CPP膜1不具有压花层的一面复合在一起。胶黏剂的上胶量为3.0 g/m2,复合机的复合速度为150 m/min,复合温度为85 ℃。复合完成后收卷,再送入熟化室中进行熟化,熟化温度为50 ℃,熟化时间为24 h。熟化结束后,得到一次复合膜。
S4,将一次复合膜和PE膜3复合,并使一次复合膜和PE膜3的厚度比为80:100。具体地,采用聚醚型无溶剂型胶黏剂涂覆在一次复合膜的中层BOPA膜2上,利用复合机将其复合在PE膜3的PE膜外层上。胶黏剂的上胶量为1.6 g/m2,复合速度为300 m/min,复合温度为65℃。复合完成后收卷,再送入熟化室中进行熟化,熟化温度为42 ℃,熟化时间为48 h。熟化结束后,制得二次复合膜。
S5,利用安装有辊筒型打孔机的分切机对二次复合膜进行分切,同时开透气孔,得到复合包装膜。透气孔呈两列平行分布在复合包装膜上,单个透气孔的孔径为0.3 mm,相邻两列透气孔之间的间距为11.5 cm。
本发明还提供了一种根据上述制备方法制造的复合包装膜,包括外层CPP膜1、中间BOPA膜2、PE膜3以及呈两列平行分布在复合包装膜上的多个透气孔,所述外层CPP膜1和中间BOPA膜2之间设置有第一粘接层,所述中间BOPA膜2和PE膜3之间设置有第二粘接层,所述外层CPP膜1的外表面设置有压花层。第一粘接层可采用聚氨酯胶黏剂,第二粘接层可采用聚醚型无溶剂型胶黏剂。
采用表面压花工艺对CPP基膜记性处理后得到压花层,将外层CPP膜1表面的静摩擦系数提升到0.65~0.75,以解决采用自动灌装设备进行灌装时同步带与复合包装膜之间的摩擦力不足以及滑垛的问题。复合包装膜以外层CPP膜为外表面,当外层CPP膜1表面的静摩擦系数大于上述范围,则同步带受损加重,影响同步带的使用寿命,如果低于上述范围,则复合包装膜会在重力的作用下一直下沉,无法精确控制成品的袋长,影响成品质量。
通过改进PE膜3的配比,使PE膜3的耐蒸煮温度为110~115 ℃,加强了PE膜3的耐温性能,从而使复合包装膜能够包装经100℃高温处理的中空铁质颗粒,同时PE膜3的强度、刚性和耐摔包性得到了极大的加强。
BOPA膜的韧性好,利用中间BOPA膜将外层CPP膜和PE膜复合在一起,形成CPP/BOPA/PE三层复合膜结构,具有中层BOPA膜和改进的PE膜双重韧性的加持,进一步加强了复合膜的抗摔包性和强度,使重包包装物更抗冲击,降低破损率。
CPP的熔点为148-176℃,其耐热性能在热塑性塑料中表现优异。BOPA抗张强度、耐磨性、耐穿刺性、韧性好,耐寒、耐热性好,其使用温度可从-60℃低温至150-200℃高温。PE具有较低的熔点,为120-136℃,更易热封,与外层CPP膜形成一定的温度差,能在保证热封层热封牢固的情况下,保证外表面膜的完整、美观,不因高温使外观变形。
按相关国家标准(《GB/T 1040.3-2006-塑料-拉伸性能的测定-第3部分:薄膜和薄片的测试条件》、《GB/T 16578.1-2008-塑料薄膜和薄片-耐撕裂性能的测定-第1部分:裤型撕裂法》、《GB/T 10006-2021-塑料-薄膜和薄片-摩擦系数的测定》等)规定的测试方法对按实施例1、2、3所提供的方法制造得到的产品进行强度测试,结果如表一所示。表一中对比例为现有技术中普遍使用的包装膜。由表一可知,实施例1、2、3所制备的薄膜的拉断力、断裂伸长率、直角撕裂强度和抗摆锤冲击强度均较对比例有明显提升,极大地增强了薄膜的抗摔包性能和强度。
在复合包装膜上开孔径为0.3 mm透气孔,在不泄漏内容物的前提下,保证了透气性。
表一:强度、耐温性能及摩擦系数对比表
以上为本发明的一种或多种实施方式,其描述较为具体和详细,但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤
S1,对CPP基膜表面进行压花处理,制得一侧表面为压花层的外层CPP膜(1);
S2,制备PE膜(3),PE膜(3)包括PE膜外层、PE膜中层和PE膜内层;将茂金属线性聚乙烯、线性聚乙烯、聚邻苯二甲酰胺助剂按55~65:30~35:5~10的质量比制作PE膜外层;将茂金属线性聚乙烯、线性聚乙烯、聚邻苯二甲酰胺助剂按65~75:20~25:5~10的质量比制作PE膜中层;将茂金属线性聚乙烯、聚邻苯二甲酰胺助剂按90~95:5~10的质量比制作PE膜内层;再将PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层吹塑为PE膜(3);
S3,将外层CPP膜(1)和中层BOPA膜(2)复合、熟化后,制得一次复合膜;
S4,将一次复合膜与PE膜(3)复合、熟化后,制得二次复合膜;
S5,将二次复合膜分切、开透气孔,再收卷为复合包装膜。
2.根据权利要求1所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,经压花处理后,所述外层CPP膜(1)的静摩擦系数为0.65~0.75。
3.根据权利要求1所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,所述PE膜中PE膜外层、PE膜中层、PE膜内层的厚度比为3:4:3。
4.根据权利要求1所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:在步骤S3中,采用溶剂型干法复合,上胶量为3.0 g/m2,复合速度150 m/min,复合温度为65~85 ℃;熟化时,熟化温度为50 ℃,熟化时间为24 h。
5.根据权利要求1所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:在步骤S4中,采用无溶剂型胶黏剂进行复合,上胶量为1.4~1.6 g/m2,复合速度为300 m/min,复合温度为50~65 ℃;熟化时,熟化温度为38~42 ℃,熟化时间为48 h。
6.根据权利要求1所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:在步骤S4中,所述二次复合膜中外层CPP膜(1)、中层BOPA膜(2)和PE膜(3)的厚度比为60~70:10~20:90~100。
7.根据权利要求1所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:在步骤S5中,所述透气孔的孔径为0.3 mm,多个透气孔呈两列平行分布在复合包装膜上。
8.一种复合包装膜,其特征在于:包括外层CPP膜(1)、中间BOPA膜(2)、PE膜(3)以及分布在复合包装膜上的多个透气孔,所述外层CPP膜(1)和中间BOPA膜(2)之间设置有第一粘接层,所述中间BOPA膜(2)和PE膜(3)之间设置有第二粘接层,所述外层CPP膜(1)的外表面设置有压花层。
9.根据权利要求8所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:所述压花层的静摩擦系数为0.65~0.75。
10.根据权利要求8所述的一种复合包装膜的制备方法,其特征在于:所述透气孔的孔径为0.3 mm。
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