CN114407466A - 一种复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于包装材料技术领域，公开了一种复合膜及其制备方法和应用。该复合膜包括聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层、双向拉伸聚乙烯层以及粘结该聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层和双向拉伸聚乙烯层的粘结层。该复合膜的制备方法包括以下步骤：将聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜和双向拉伸聚乙烯薄膜通过粘合剂复合，熟化，得复合膜。通过聚酰胺薄膜、聚乙烯薄膜以及聚氨酯薄膜的协同增效作用，使得该复合膜具有更好的拉伸性、热封性、耐冲击韧性、抗穿刺性、阻隔性；作为食品包装材料，具有低漏气率，有助于提高食品的保鲜性。该复合膜还具有制备方法简单，易于产业化生产的特点。

Description

一种复合膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，涉及一种复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
糕饼食品(包括中式和西式)具有悠久的历史和文化，以其形状多变，品种繁多，口味各异等特点，是深受人们喜爱的传统食品。但由于水分和油脂含量比较高，非常容易长霉和变质，保质期比较短。
目前国内应用较为普遍的糕饼食品(例如中秋月饼)保鲜包装方法是袋式(加吸氧剂)包装法，即“薄膜袋十塑料底托十吸氧剂”。其保鲜原理如下：在一个相对密封的空间中，利用吸氧剂消耗掉密封空间中的游离氧气，使密封包装环境中氧气的含量达到安全值(俗称低氧或无氧状态)，以此达到保鲜效果。
但是在运输过程中，塑料底托容易与薄膜袋摩擦，进而导致薄膜袋表面被塑料底托穿刺。一旦薄膜袋表面被穿刺，吸氧剂暴露在空气中后，因吸收空气申的氧而逐渐失效，最多不超100分钟就会完全失效，食品，尤其是诸如月饼等对保鲜效果要求较高的食品就会在短时间内霉变。
因此，亟需提供一种能阻止被塑料底托所穿刺的薄膜袋。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种复合膜及其制备方法和应用；该复合膜具有高的热封性、抗穿刺性和阻隔性，应用于食品包装材料，能阻止食品包装材料本身漏气或被塑料底托所穿刺。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供复合膜，具有高的热封性、抗穿刺性以及阻隔性。
所述复合膜包括聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层、双向拉伸聚乙烯层以及位于所述聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层和双向拉伸聚乙烯层之间的粘结层。
所述聚偏二氯涂布聚酰胺层由聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜组成。
所述双向拉伸聚乙烯层由双向拉伸聚乙烯薄膜组成。
根据本发明的一些实施例，所述聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层的厚度为15-20μm。
根据本发明的一些实施例，所述双向拉伸聚乙烯层的厚度为35-45μm。
根据本发明的一些实施例，所述粘结层为聚氨酯粘结层。
根据本发明的一些实施例，制备所述聚氨酯粘结层的原料包括异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯。
根据本发明的一些实施例，所述异氰酸基聚氨酯的密度为1.12±0.05g/cm3。
根据本发明的一些实施例，所述异氰酸基聚氨酯在25℃下的粘度为1500-2500mPa·s。
根据本发明的一些实施例，所述异氰酸基聚氨酯为广东新辉化学有限公司提供的XH-9801A型聚氨酯。
根据本发明的一些实施例，所述羟基聚氨酯的密度为1.04±0.05g/cm3。
根据本发明的一些实施例，所述羟基聚氨酯在25℃下的粘度为1000-1800mPa·s。
根据本发明的一些实施例，所述羟基聚氨酯为广东新辉化学有限公司提供的XH-9801B型聚氨酯。
根据本发明的一些实施例，按重量份数计，所述异氰酸基聚氨酯聚合物和羟基聚氨酯聚合物的质量比为(90-110)：(40-70)。
根据本发明的一些实施例，按重量份数计，所述异氰酸基聚氨酯聚合物和羟基聚氨酯聚合物的质量比为100：(50-70)。
本发明的第二方面提供上述复合膜的制备方法。
所述制备方法包括以下步骤：将聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜和双向拉伸聚乙烯薄膜通过粘合剂复合，熟化，得所述复合膜。
根据本发明的一些实施例，所述复合的温度为50-65℃。
根据本发明的一些实施例，所述熟化的温度为35-45℃，时间为20-50h；
根据本发明的一些实施例，还包括以下步骤：将异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯混合，加热至30-42℃，得所述粘合剂。
本发明的第三方面提供上述复合膜在制备包装材料中的应用。
根据本发明的一些实施例，所述包装材料用于容纳食品。
根据本发明的一些实施例，所述包装材料用于容纳食品以及支撑所述食品的容器。
根据本发明的一些实施例，所述容器为托盘或盒体。
根据本发明的一些实施例，所述容器的材质为塑料。
本发明的的第四方面提供一种食品包装材料。
根据本发明的一些实施例，所述食品包装材料包括上述复合膜。
根据本发明的一些实施例，所述食品包装材料的热封层为双向拉伸聚乙烯层。
因此，本发明的有益效果包括：
1.本发明复合膜，通过聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜、双向拉伸聚乙烯薄膜以及粘结层的相互作用，使得该复合膜具有更好的拉伸性、热封性、抗冲击韧性、抗穿刺性以及阻隔性，利用其制作的食品包装材料具有低漏气率，可提高食品的保鲜性。
2.本发明复合膜的制备方法简单，易于产业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
本实施例提供了一种复合膜，由17μm厚、250mm宽的聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层、40μm厚、250mm宽的双向拉伸聚乙烯层以及粘结该聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层和双向拉伸聚乙烯层的粘结层组成。
该粘结层为聚氨酯粘结层，其制备原料为广东新辉化学有限公司提供的XH-9801A型的异氰酸基聚氨酯和XH-9801B型的羟基聚氨酯。该异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯的质量比为100:50。
该复合膜的制备方法包括以下步骤：
1.将异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯混合，加热至40℃，搅拌均匀，得粘合剂；
2.将粘合剂涂布于上胶辊，上胶辊的温度为60℃，涂布量为1.5g/m2；
3.将聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜和双向拉伸聚乙烯薄膜依次与上胶辊复合；
4.将复合后的薄膜传送至23℃的冷却辊中冷却，收卷，得卷绕后的薄膜；
5.将卷绕后的薄膜置于35-40℃中熟化24小时，得该复合膜。
对比例1
本对比例提供了一种复合膜，包括17μm厚、250mm宽的聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层、40μm厚、250mm宽的线性低密度聚乙烯层以及粘结该聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层和线性低密度聚乙烯层的粘结层组成。
该粘结层为聚氨酯粘结层，其制备原料为广东新辉化学有限公司提供的XH-9801A型的异氰酸基聚氨酯和XH-9801B型的羟基聚氨酯。该异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯的质量比为100:50。
该复合膜的制备方法包括以下步骤：
1.将异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯混合，加热至40℃，搅拌均匀，得粘合剂；
2.将粘合剂涂布于上胶辊，上胶辊的温度为40℃，涂布量为1.5g/m2；
3.将聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜和双向拉伸聚乙烯薄膜依次与上胶辊复合；
4.将复合后的薄膜传送至23℃的冷却辊进行冷，收卷，得卷绕后的薄膜；
5.将卷绕后的薄膜置于35-40℃中熟化24小时。
性能测试
1.厚度检测
对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行厚度测试。
经检测实施例1提供的复合膜与对比例提供的复合膜的厚度均为57-59μm。
2.宽度测试
对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行宽度测试。
经检测实施例1提供的复合膜与对比例提供的复合膜的宽度均为250mm。
3.外观目测
经测试，实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜均不存在脏污、分层、皱褶、异味，热封平整，无明显气泡。
4.拉断力测试
采用广州标际包装设备有限公司提供的STR-300A+型电子拉力机对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行拉断力测试；
经测试，实施例1提供的复合膜的纵向拉断力为81.22N；对比例1提供的复合膜的纵向拉断力为75.32N；实施例1提供的复合膜的横向拉断力为146.9N；对比例1提供的复合膜的横向拉断力为123.57N。
表明，实施例1提供的复合膜具有耐拉性。
5.断裂伸长率测试
采用广州标际包装设备有限公司提供的STR-300A+型电子拉力机对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行断裂伸长率测试。
经测试，实施例1提供的复合膜的纵向断裂伸长率为134％；对比例1提供的复合膜的纵向断裂伸长率为123％；实施例1提供的复合膜的横向断裂伸长率为90.3％；对比例1提供的复合膜的横向断裂伸长率为85.6％。
表明实施例1提供的复合膜具有更好的拉伸性能。
6.剥离率测试
采用广州标际包装设备有限公司提供的STR-300A+型电子拉力机对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行剥离率测试。
经测试，实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜在电子拉力机的拉力范围能无法实现剥离。
表明实施例1提供的复合膜具有难剥离性。
7.摩擦力测试
采用广州标际包装设备有限公司提供的GM-1型的摩擦系数仪对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行摩擦力测试。
经测试，实施例1提供的复合膜的动态摩擦率和静态摩擦率分别为0.37N和0.34N；对比例1提供的复合膜的动态摩擦率和静态摩擦力分别为0.35N和0.35N。
表明实施例1提供的复合膜具有合格的摩擦力。
8.抗摆锤冲击能测试
采用河北方圆仪器设备有限公司提供的XMJ-03型的抗摆锤冲击机对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行抗摆锤冲击能测试。
经测试，实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜的抗摆锤冲击能分别为1.5J和1.3J，均大于0.8J。
表明实施例1提供的复合膜具有更好的冲击韧性。
9.穿刺强度测试
采用广州标际包装设备有限公司提供的STR-300A+型电子拉力机对实施例1提供的复合膜、对比例1提供的复合膜、用于实施例1复合膜制备用的聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜、用于实施例1复合膜制备用的双向拉伸聚乙烯薄膜以及用于对比例1复合膜制备用的线性低密度聚乙烯薄膜分别进行穿刺强度测试。
经测试，实施例1提供的复合膜的穿刺强度为13.62N/mm；对比例1提供的复合膜的穿刺强度为8.45N/mm；用于实施例1复合膜制备用的聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜的穿刺强度为8-10N/mm；用于实施例1复合膜制备用的双向拉伸聚乙烯薄膜的穿刺强度为8-10N；用于实施例2复合膜制备的线性低密度聚乙烯薄膜的穿刺强度为1-2N。
表明实施例1提供的复合膜具有更好的抗穿刺性。
10.热封效果测试
采用热封机对实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜分别进行热封效果测试，在0.4MPa压力、130-180℃下保持1s观察测试热封效果。
经测试，实施例1提供的复合膜和对比例1提供的复合膜在130-180℃下进行热封，封口平整，且不易撕开。
表明实施例1提供的复合膜具有较好的热封效果。
11.水蒸气透过率测试
分别对本发明实施例1提供的复合膜与对比文件1提供的复合膜进行水蒸气透过率测试。经测试，本发明实施例1提供的复合膜的水蒸气透过率为5.816cm-3·m2·(24h·0.1MPa)-1；对比例1提供的复合膜的水蒸气透过率为9.26cm-3·m2·(24h·0.1MPa)-1。
表明本发明实施例1提供的复合膜具有更高的水蒸气阻隔性。
12.氧气透过率测试
分别对本发明实施例1提供的复合膜与对比文件1提供的复合膜进行氧气透过率测试。经测试，本发明实施例1提供的复合膜的氧气透过率为6.693cm-3·m2·(24h·0.1MPa)-1；对比例1提供的复合膜的氧气透过率为7.667cm-3·m2·(24h·0.1MPa)-1。
表明本发明实施例1提供的复合膜具有更高的氧气阻隔性。
因此，本发明实施例1提供的复合膜具有更好的拉伸性、热封性、抗冲击韧性、抗穿刺性以及阻隔性，作为食品包装材料，具有低漏气率，有助于提高食品的保鲜性。
最后应说明的是，以上实施例方式仅用以说明本发明的技术方案并非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合膜，其特征在于，包括聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层、双向拉伸聚乙烯层以及位于所述聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层和双向拉伸聚乙烯层之间的粘结层。
2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺层的厚度为15-20μm；所述双向拉伸聚乙烯层的厚度为35-45μm。
3.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述粘结层为聚氨酯粘结层，制备所述聚氨酯粘结层的原料包括异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯。
4.根据权利要求3所述的复合膜，其特征在于，所述异氰酸基聚氨酯的密度为1.12±0.05g/cm3；所述羟基聚氨酯的密度为1.04±0.05g/cm3；
所述异氰酸基聚氨酯在25℃下的粘度为1500-2500mPa·s；所述羟基聚氨酯聚合物在25℃下的粘度为1000-1800mPa·s。
5.根据权利要求3所述的复合膜，其特征在于，按重量份数计，所述异氰酸基聚氨酯聚合物和羟基聚氨酯聚合物的质量比为(90-110)：(40-60)。
6.权利要求1-5中任一项所述的复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚偏二氯乙烯涂布聚酰胺薄膜和双向拉伸聚乙烯薄膜通过粘合剂复合，熟化，得所述复合膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述复合的温度为50-65℃；所述熟化的温度为35-45℃，时间为20-50h。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将异氰酸基聚氨酯和羟基聚氨酯混合，加热至30-42℃，得所述粘合剂。
9.权利要求1-5中任一项所述的复合膜在制备包装材料中的应用。
10.一种食品包装材料，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的复合膜。
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