CN115230275B - 一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装及其制备方法，属于层状产品技术领域。一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，包括依次层叠设置的PE薄膜层、PE合成纸层、PE淋膜层和PE高阻隔膜层，氧气透过量＜1cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过量＜1g/(m2·24h)。本发明将传统的铝箔材料改进为PE高阻隔膜，使得包装所用主材均为PE，便于高效回收；层数减少，在简化制作工艺的同时还能保持优良的阻隔性能。

Description

一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装及其制备方法
技术领域
本发明属于层状产品技术领域，具体涉及一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的逐渐提高以及食品包装的快速发展，对透水、透氧等指标具有较高要求的高阻隔软包装随之蓬勃发展。全球薄膜材料行业不断进行新材料的开发与研究，在透明度、高阻隔性能、耐揉搓、耐热耐湿等方面进行材料性能的优化。另一方面，食品作为被包装物比例增大，不仅要求包装在阻氧、阻湿方面具有优良的性能，环境友好性以及方便回收利用的呼声也越来越多。
目前，市场上用作液体内容物(例如果汁类产品、牛奶等)包装的主要是纸积层复合包装。为满足牛奶或鲜果汁的保存需要，行业内采用高阻隔包装，这种包装的主要材料是纸、塑料和铝箔，其中铝箔发挥复合包装的阻隔性能。然而，该类包装的结构已不能满足较高的环保要求，其含有的铝箔层，导致包装的层状结构材料多样化。除此之外，承担印刷和遮光作用的纸层，也带来同样的问题。例如，专利文献CN101195429A公开的纸基包装材料，包括聚乙烯外层，外层后的原纸层，原纸层后的聚乙烯粘接层，粘接层后的铝箔，铝箔后的粘接聚乙烯层和聚乙烯内层，其中原纸层上涂布有原纸改性层，各层的单位面积重量为：聚乙烯外层19～20g/m2，原纸层：20～40g/m2，聚乙烯粘接层18～20g/m2，原纸改性层1～8g/m2，铝箔20～22g/m2，粘接聚乙烯层15～17g/m2，聚乙烯内层17～18g/m2，上述文献采用铝箔作为高阻隔材料，而且包装结构含多种材料，不利于回收利用。
目前，已经有大量的研究证明氧化硅高阻隔薄膜具有其他材料难以替代的优良性能，其具备的高阻隔性可解决对新鲜液体食品的长久保存问题。例如，专利文献CN103382549A公开了一种多层结构高阻隔薄膜的制备方法，它包括以下步骤：a.在透明基材上用等离子体增强化学气相沉积法沉积一层无机镀层；b.在1～80Pa真空状态下，利用具有刻蚀性能的气体放电形成等离子体对沉积的无机镀层进行刻蚀；c.在上述被刻蚀的无机镀层表面用等离子体增强化学气相沉积法沉积一层无机镀层；重复上述步骤，得到多层结构高阻隔薄膜，所述无机镀层是氧化物镀层、氮化物镀层或碳化物镀层，所述氧化物镀层为氧化硅层、氢化氧氮化硅层。该发明方法得到的高阻隔膜阻隔效果好，可以应用于制作高档食品、药品包装材料。又如，专利文献CN114368205A公开了一种包装复合材料及制作方法、包装容器，其中，该包装复合材料用于包装液体食品，所述包装复合材料包括依次层叠设置的内层、氧气阻隔层、复合层、纸层和外层；其中，所述内层、外层和复合层均由聚乙烯材料形成，所述氧气阻隔层为氧化物阻隔塑料复合膜，其氧气透过量在在23℃，50％RH条件下，小于等于15cc/(m2·day·0.1MPa)，或小于等于5cc/(m2·day·0.1MPa)，或小于1cc/(m2·day·0.1MPa)，表现出优良的氧气和水蒸气阻隔能力。尽管如此，目前采用氧化硅高阻隔薄膜的包装材料结构层次较多，而且各层所用材料或多或少仍存在不同，难以高效回收利用，因此亟需改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种四层复合纸高阻隔包装，兼顾高阻隔性能的同时利于高效回收。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，包括依次层叠设置的PE薄膜层、PE合成纸层、PE淋膜层和PE高阻隔膜层，氧气透过量＜1cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过量＜1g/(m2·24h)。
作为优选，所述PE高阻隔膜层是通过等离子体化学气相沉积法在PE基材的一面沉积氧化硅薄膜形成的，所述PE基材由两层以上聚乙烯薄膜共挤成型制得。
作为优选，所述PE高阻隔膜层的氧气透过量在0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)以下，水蒸气透过量在0.8g/(m2·24ha)以下。
作为优选，所述PE淋膜层采用熔融指数为6-8的聚乙烯通过缝口膜头挤出形成。
进一步的，所述PE合成纸层还包括在PE合成纸上采用油墨经凹版印刷处理形成的图文部。
作为优选，所述油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂30％-35％、着色剂15％、助剂0-1％和有机溶剂50％-55％。
其中，所述树脂为松香季戊四醇树脂、醇酸树脂、松香改性酚醛树脂、聚酰胺树脂、顺丁烯二酸酐树脂的一种或几种；
所述着色剂的粒度为5μm以下。
所述助剂可选择己二酸二辛酯和乙酰柠檬酸三丁酯的一种或两种；
所述有机溶剂为乙酸乙酯和/或异丙醇。
作为优选，所述PE薄膜层的厚度为20-35μm，PE合成纸层的厚度为213-219μm，PE淋膜层的厚度为6-8μm，PE高阻隔膜层的厚度为30-60μm。
本发明还提供了环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，包括如下步骤：
(1)PE高阻隔膜层的制作：在PE基材的一面沉积氧化硅薄膜，得到PE高阻隔膜层；
(2)PE合成纸层的制作：在PE合成纸上制作图文部，得到PE合成纸层；
(3)淋膜层的制作：通过涂布机的缝口模头，将PE挤出至PE高阻隔膜层上，淋膜厚度为6-8μm，完成PE合成纸层与PE高阻隔膜层的粘合；
(4)PE薄膜层的制作：将PE淋膜至PE合成纸层的表面，淋膜厚度为20-35μm，干燥，得成品。
作为优选，本发明的环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，还包括：
收卷，将生产好的成品进行收卷。
作为优选，本发明的环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，还包括：
分切：将收卷完成的包装材料分切成小卷，用于制盒或灌装。
作为优选，所述PE基材通过多层薄膜共挤工艺制备得到。
作为优选，所述制作图文部的具体步骤为：
按比例称取树脂、着色剂、助剂和有机溶剂，混合，制成油墨；
图文排版后，在PE合成纸上采用油墨进行凹版印刷，制成图文部。
作为优选，所述缝口模头的工作温度为230-330℃。
本发明还提供了环保可回收的四层复合纸高阻隔包装在制作成型液体包装盒或液体包装枕形袋中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明包装采用等离子体化学气相沉积法在PE基材上沉积生成20-40纳米厚的氧化硅镀膜，属于微量硅氧掺入的PE材质，整体结构中不含有金属成分，在回收利用上较之铝箔包装结构具有显著的优势。
本发明中的PE基材采用两层以上聚乙烯薄膜共挤成型，较之采用单层聚乙烯薄膜，PE基材的表面性能可以通过两层以上聚乙烯薄膜的配合获得更佳的效果，改善PE基材与氧化硅材料之间的粘结强度，也使表面平整性更好，减少缺陷，提高材料整体对氧气和水蒸气等的阻隔性能，使其氧气透过量在0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)以下，水蒸气透过量在0.8g/(m2·24h)以下。
本发明采用PE合成纸，可以达到近似纸张的遮光作用和挺度效果，而且材质本身为高分子材料，与其它层结构所用材料为同种，便于高效回收。
本发明将传统的铝箔材料改进为PE高阻隔膜，使得包装所用主材均为PE，便于高效回收；层数减少，在简化制作工艺的同时还能保持优良的阻隔性能，表现出传统包装不可比拟的优势。
本发明包装的透光率≤5％，氧气透过量＜1cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过量＜1g/(m2·24h)，各层间剥离强度≥1N/15mm，纵向拉伸强度≥30MPa，横向拉伸强度≥20MPa，30min以内耐水浴加热温度为80-100℃。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的结构示意图；
图2：本发明PE高阻隔膜层的结构示意图；
其中，1-PE薄膜层，2-PE合成纸层，3-PE淋膜层，4-PE高阻隔膜层，401-PE基材，402-氧化硅薄膜。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……上”、“处于......上面”、“处于......下面”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上”可以包括“在……上”和“在……下”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
若无特殊说明，所有原料均来源于市售产品，且若无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。
参阅图1，一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，包括依次层叠设置的PE薄膜层1、PE合成纸层2、PE淋膜层3和PE高阻隔膜层4，氧气透过量＜1cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过量＜1g/(m2·24h)。
参阅图2，PE高阻隔膜层4是通过等离子体化学气相沉积法在PE基材401的一面沉积氧化硅薄膜402形成的。
示例性的，以六甲基二硅氧烷为原料，在氩气气氛下，通入氢气和四氢化硅气体，放电，进行等离子体化学气相沉积制备氧化硅膜。
作为一种可选的实施方案，六甲基二硅氧烷的用量为5-10ml/min，例如可选5ml/min、6ml/min、7ml/min、8ml/min、9ml/min或10ml/min；氩气流量为7-10L/min，例如可选7L/min、8L/min、9L/min或10L/min；四氢化硅气体与氢气的单位时间体积比以ml/min计为(10-15)：(30-40)，例如可选10：30、12：35、15：30或10：40；放电频率为35kHz，放电功率为2.8-3.5W，例如可选2.8W、3.0W、3.2W或3.5W，电压值为8-10kV，例如可选8kV、9kV或10kV，放电时间为10-15min，例如可选10min、12min或15min。
作为本发明的一种具体实施方式，氧化硅薄膜402的厚度为20-40纳米，为一薄层，对包装厚度无影响，且沉积的氧化硅较之主材而言占比非常少，在回收中也不会对主材纯度产生明显影响，同时该条件下获得的包装阻隔性能优异，能够满足阻隔包装的性能要求。
在本发明中，PE基材401由两层以上聚乙烯薄膜共挤成型制得，由此至少形成沉积氧化硅薄膜402的复合层和用于热封粘合的热封层。
以图2为例，复合层位于PE基材401的最上面，其上沉积一薄层氧化硅薄膜402；热封层位于PE基材401的最下面，用于热封粘合。
例如，PE基材401由两层聚乙烯薄膜共挤成型制得，由此制得的PE基材401仅由复合层和热封层组成整体；又如，PE基材401由三层以上(例如三层、四层、五层或六层)聚乙烯薄膜共挤成型制得，由此制得的PE基材401除了形成复合层和热封层外，还形成至少一层位于复合层和热封层之间的中间层。本发明对中间层的具体层数不做限制。
作为本发明的一种优选实施方案，复合层的厚度为15-45μm，热封层的厚度为15-25μm。
作为一种示例，复合层由低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯制成，其中，低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的重量百分比为(0.1％-99.9％)：(0.1％-99.9％)，可以根据实际需要选择任一比值。
热封层由茂金属聚乙烯与低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯制成，其中，茂金属聚乙烯的重量百分比占(0.1％-50％)，余量为低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。
中间层由低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯制成，其中，低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的重量百分比为(0.1％-99.9％)：(0.1％-99.9％)，可以根据实际需要选择任一比值。
复合层的加工温度为150℃-180℃(可选150℃、160℃、170℃或180℃)，热封层的加工温度为150℃-180℃(可选150℃、160℃、170℃或180℃)；中间层的加工温度为150℃-180℃(可选150℃、160℃、170℃或180℃)。
PE基材由多层共挤吹塑机吹塑而成，多层共挤吹塑机的模头温度为190℃-210℃(可选190℃、200℃或210℃)。
在本发明的前述具体实施方式中，PE高阻隔膜层4的厚度为30-60μm；PE高阻隔膜层4的氧气透过量在0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)以下，水蒸气透过量在0.8g/(m2·24h)以下。
作为本发明的一种具体实施方式，PE淋膜层3采用熔融指数为6-8的聚乙烯通过缝口膜头挤出形成的。
更优选地，PE淋膜层3采用熔融指数为7的聚乙烯。
作为本发明的一种具体实施方式，PE薄膜层1和PE淋膜层3均选择低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和交联聚乙烯的一种或两种以上制成的薄膜；优选为低密度聚乙烯。
在本发明中，PE合成纸采用市售产品；主要原料是PE树脂，制法是，首先把树脂经过熔融、挤压、成膜，沿不同轴向拉伸，生成薄膜；然后，把该薄膜进行“纸状化”处理，使用色母和/或钛白粉降低透明度，提高白度，使其具备遮光性能和一定的挺度。PE合成纸具有纸的印刷书写性能，又具有塑料的强韧性、防水性、耐久性以及撕裂强度高等性能。其中，本发明所选择的PE合成纸的纵向挺度≥90mN/38mm，横向挺度≥40mN/38mm，以保证凹版印刷的效果，并使整个包装材料具有适宜的挺度。
作为本发明的一种具体实施方式，PE合成纸层2还包括在PE合成纸上采用油墨经凹版印刷处理形成的图文部。
其中，本发明所述的凹版印刷为本领域常规的一种印刷技术，印刷质量符合GB/T7707的规定。
作为本发明的一种具体实施方式，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂30％-35％、着色剂15％、助剂0-1％和有机溶剂50％-55％。
示例性的，树脂可以选择：30％、32％、33％或35％；有机溶剂可以选择：50％、51％、53％或55％。
进一步的，树脂为松香季戊四醇树脂、醇酸树脂、松香改性酚醛树脂、聚酰胺树脂、顺丁烯二酸酐树脂的一种或几种；
着色剂的粒度为5μm以下，可以选择颜料红、颜料绿、颜料黄、钛白粉、碳黑、颜料橙、颜料紫和颜料银的任一种，不限于此。应用过程中根据图文部的色彩需要进行合理选择或搭配。
助剂可选择己二酸二辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯的一种或两种；
有机溶剂为乙酸乙酯和/或异丙醇。
作为本发明的一种具体实施方式，PE薄膜层1的厚度为20-35μm，PE淋膜层3的厚度为6-8μm，通过各层厚度的合理选择与搭配，使包装具有良好的物理力学性能。
本发明还提供了环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，包括如下步骤：
(1)PE高阻隔膜层4的制作：制备PE基材，在PE基材401的一面沉积氧化硅薄膜402，得到PE高阻隔膜层4；
(2)PE合成纸层2的制作：提供PE合成纸，在PE合成纸上制作图文部，得到PE合成纸层2，PE合成纸层的厚度为213-219μm；
(3)淋膜层的制作：通过涂布机的缝口模头，将PE挤出至PE高阻隔膜层4上，淋膜厚度为6-8μm，完成PE合成纸层2的下表面与PE高阻隔膜层4的粘合；
(4)PE薄膜层1的制作：将PE淋膜至PE合成纸层2的上表面，淋膜厚度为20-35μm，干燥，得成品。
PE薄膜层的厚度为20-35μm，PE合成纸层的厚度为213-219μm，PE淋膜层的厚度为6-8μm，PE高阻隔膜层的厚度为30-60μm，通过各层厚度的合理选择与搭配，使包装具有良好的物理力学性能。
作为优选，本发明的环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，还包括：
收卷，将生产好的成品进行收卷。
作为优选，本发明的环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，还包括：
分切：将收卷完成的包装材料分切成小卷，用于制盒或灌装。
作为本发明的一种具体实施方式，PE基材401通过多层薄膜共挤工艺制备得到。
作为本发明的一种具体实施方式，制作图文部的具体步骤为：按比例称取树脂、着色剂、助剂和有机溶剂，混合，制成油墨；图文排版后，在PE合成纸上采用油墨进行凹版印刷，制成图文部。
作为本发明的一种具体实施方式，缝口模头的工作温度为230-330℃，可以选择230℃、250℃、290℃、320℃或330℃。
本发明还提供了环保可回收的四层复合纸高阻隔包装在制作成型液体包装盒或液体包装枕形袋中的应用。
实施例1：PE高阻隔膜的制备
制备PE基材401，PE基材401由两层薄膜共挤成型制得，其中，热封层由线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯以重量百分比60％：40％制成；复合层由线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯以重量百分比70％：30％制成；热封层的加工温度为175℃，复合层的加工温度为180℃，由共挤吹塑机吹塑而成，共挤吹塑机的模头温度为200℃；
在PE基材401的复合层上沉积氧化硅薄膜402，以六甲基二硅氧烷为原料，在氩气气氛下，通入氢气和四氢化硅气体，放电，进行等离子体化学气相沉积，得到PE高阻隔膜，其中，六甲基二硅氧烷的用量为5ml/min，氩气流量为10L/min，四氢化硅气体与氢气的单位时间体积比以ml/min计为10：40，放电频率为35kHz，放电功率为2.8W，电压值为9kV，放电时间为15min。
该实施例中，PE基材401的热封层厚度为20μm，复合层厚度为30μm；PE高阻隔膜层4的厚度为50μm。
实施例2：PE高阻隔膜的制备
制备PE基材401，PE基材401由三层薄膜共挤成型制得，热封层由茂金属线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯以重量百分比30％：70％制成；复合层由线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯以重量百分比50％：50％制成；中间层由低密度聚乙烯制成；热封层的加工温度为175℃，复合层的加工温度为180℃，中间层的加工温度为180℃，由多层共挤吹塑机吹塑而成，多层共挤吹塑机的模头温度为195℃；
在PE基材401的复合层上沉积氧化硅薄膜402，以六甲基二硅氧烷为原料，在氩气气氛下，通入氢气和四氢化硅气体，放电，进行等离子体化学气相沉积，得到PE高阻隔膜，其中，六甲基二硅氧烷的用量为10ml/min，氩气流量为5L/min，四氢化硅气体与氢气的单位时间体积比以ml/min计为15：30，放电频率为35kHz，放电功率为3.0W，电压值为8kV，放电时间为16min。
该实施例中，PE基材401的热封层厚度为15μm，复合层厚度为35μm；中间层厚度为10μm，PE高阻隔膜层4的厚度为60μm。
实施例3：PE高阻隔膜的制备
制备PE基材401，PE基材401由四层薄膜共挤成型制得，热封层由线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯以重量百分比50％：20％：30％制成；复合层由线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯以重量百分比40％：60％制成；两层中间层均由线性低密度聚乙烯制成；热封层的加工温度为170℃，复合层的加工温度为175℃，两层中间层的加工温度均为175℃；采用多层共挤吹塑机进行吹塑，多层共挤吹塑机的模头温度为190℃；
在PE基材401的复合层上沉积氧化硅薄膜402，以六甲基二硅氧烷为原料，在氩气气氛下，通入氢气和四氢化硅气体，放电，进行等离子体化学气相沉积，得到PE高阻隔膜，其中，六甲基二硅氧烷的用量为7ml/min，氩气流量为8L/min，四氢化硅气体与氢气的单位时间体积比以ml/min计为12：36，放电频率为35kHz，放电功率为3.5W，电压值为10kV，放电时间为17min。
该实施例中，PE基材401的热封层厚度为15μm，复合层厚度为25μm；两层中间层的厚度为20μm，PE高阻隔膜层4的厚度为60μm。
对比例1
提供PE基材401，PE基材401为单层，由低密度聚乙烯制成，厚度为30μm，采用实施例1记载的方法在PE基材401的上表面沉积氧化硅薄膜402。
对比例2
提供实施例2制备的PE基材，在PE基材401的复合层上沉积氧化硅薄膜402，其中，六甲基二硅氧烷的用量为8ml/min，氩气流量为10L/min，四氢化硅气体与氢气的单位时间体积比以ml/min计为20：20。
对实施例1-3及对比例1-2制备的PE高阻隔膜进行如下性能评价。
氧气透过性：按GB/T 19789-2005包装材料塑料薄膜和薄片氧化透过性试验库仑计检测法；
水蒸气透过量：按GB/T 26253-2010塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定。
测试结果如下表所示：
序号 氧气透过量(cm3/(m2·24h·0.1MPa)) 水蒸气透过量(g/(m2·24h))
实施例1 0.7 0.7
实施例2 0.5 0.5
实施例3 0.5 0.6
对比例1 1.5 2.0
对比例2 1.3 1.7
上述试验及其结果显示，PE高阻隔膜的制备不仅与PE基材有关，也与氧化硅的沉积有关；在本发明制备工艺及其条件下得到的PE高阻隔膜在对氧气和水蒸气的阻隔性能方面具备更为显著的优势，PE高阻隔膜层4的氧气透过量在0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)以下，水蒸气透过量在0.8g/(m2·24h)以下。
实施例4：四层复合纸高阻隔包装的制备
(1)提供实施例1制备的PE高阻隔膜，作为PE高阻隔膜层4；
(2)提供PE合成纸，在PE合成纸上制作图文部，作为PE合成纸层2；
在本步骤中，图文部采用油墨经凹版印刷处理形成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂30％％、着色剂15％、有机溶剂55％，油墨的原料组成见表1；
(3)淋膜层的制作：通过涂布机的缝口模头，将PE挤出至PE高阻隔膜层4上，淋膜厚度为6μm，完成PE合成纸层2的下表面与PE高阻隔膜层4的粘合；
(4)PE薄膜层1的制作：将PE淋膜至PE合成纸层2的上表面，淋膜厚度为20μm，干燥，得成品。
其中，缝口模头的工作温度为280℃。
实施例5：四层复合纸高阻隔包装的制备
(1)提供实施例2制备的PE高阻隔膜，作为PE高阻隔膜层4；
(2)提供PE合成纸，在PE合成纸上制作图文部，作为PE合成纸层2；
在本步骤中，图文部采用油墨经凹版印刷处理形成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂30％％、着色剂15％、助剂1％和有机溶剂54％，油墨的原料组成见表1；
(3)淋膜层的制作：通过涂布机的缝口模头，将PE挤出至PE高阻隔膜层4上，淋膜厚度为7μm，完成PE合成纸层2的下表面与PE高阻隔膜层4的粘合；
(4)PE薄膜层1的制作：将PE淋膜至PE合成纸层2的上表面，淋膜厚度为27μm，干燥，得成品。
其中，缝口模头的工作温度为230℃。
实施例6：四层复合纸高阻隔包装的制备
(1)提供实施例3制备的PE高阻隔膜，作为PE高阻隔膜层4；
(2)提供PE合成纸，在PE合成纸上制作图文部，作为PE合成纸层2；
在本步骤中，图文部采用油墨经凹版印刷处理形成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂34.5％、着色剂15％、助剂0.5％和有机溶剂50％，油墨的原料组成见表1；
(3)淋膜层的制作：通过涂布机的缝口模头，将PE挤出至PE高阻隔膜层4上，淋膜厚度为8μm，完成PE合成纸层2的下表面与PE高阻隔膜层4的粘合；
(4)PE薄膜层1的制作：将PE淋膜至PE合成纸层2的上表面，淋膜厚度为35μm，干燥，得成品。
其中，缝口模头的工作温度为330℃。
参阅图1，实施例4-6制备的环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，包括依次层叠设置的PE薄膜层1、PE合成纸层2、PE淋膜层3和PE高阻隔膜层4。
表1油墨原料组成
序号 树脂 着色剂 助剂 有机溶剂
实施例4 松香季戊四醇树脂 颜料红 - 乙酸乙酯
实施例5 醇酸树脂 颜料黄 己二酸二辛酯 三甘醇
实施例6 聚酰胺树脂 碳黑 乙酰柠檬酸三丁酯 乙酸乙酯
对比例3
本对比例提供的包装，其由PE薄膜层和PE合成纸层构成，不含PE淋膜层和PE高阻隔膜层；
制作步骤：提供PE合成纸，在PE合成纸上制作图文部，作为PE合成纸层；
图文部采用油墨经凹版印刷处理形成，油墨的原料组成与实施例1相同；
将PE淋膜至PE合成纸层的上表面，淋膜厚度为35μm，干燥，得成品。
对比例4
本对比例提供的包装，其材质为PE高阻隔膜，制备方法同实施例2。
对实施例4-6和对比例3-4得到的包装进行如下性能测试：
氧气透过性：按GB/T 19789-2005包装材料塑料薄膜和薄片氧化透过性试验库仑计检测法；
水蒸气透过量：按GB/T 26253-2010塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定；
拉伸强度：按GB/T1040.3-2006的规定进行，试样为2型，宽度为10mm，试验速度(空载)为(500士50)mm/min；
剥离强度：按GB8808-1988软质复合塑料材料剥离试验方法中A法；
透光率：按GB-T 2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定中的方法A进行。
检测结果如下表所示：
注：“-”表示该项指标未测得相应数据。
上表数据显示，实施例4-6包装的氧气透过量＜1cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过量＜1g/(m2·24h)，各层间剥离强度≥1N/15mm，纵向拉伸强度≥30MPa，横向拉伸强度≥20MPa。对比例3仅采用PE薄膜层1和PE合成纸复合做成包装，其没有阻隔性能，同时抗拉强度较之本发明还有提升的空间。对比例4仅采用PE高阻隔膜，虽然阻隔性能无差异，但是透光率高，抗拉强度低，不适宜单独作为阻隔包装使用。
综上，本发明采用PE薄膜层1、PE合成纸层2、PE淋膜层3和PE高阻隔膜层4的四层配合结构，且对PE高阻隔膜的制备工艺进行了进一步的优化，所得复合包装的主材料均为PE，便于高效回收，同时阻隔性能与力学性能匹配，得到了良好的兼顾，适宜做成包装盒或包装枕形袋。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，其特征在于：包括依次层叠设置的PE薄膜层、PE合成纸层、PE淋膜层和PE高阻隔膜层，氧气透过量＜1cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸气透过量＜1g/(m2·24h)；
所述PE高阻隔膜层是以六甲基二硅氧烷为原料，在氩气气氛下，通入氢气和四氢化硅气体，放电，在PE基材的一面沉积氧化硅薄膜形成的，所述PE基材由两层以上聚乙烯薄膜共挤成型制得；其中，六甲基二硅氧烷的用量为5-10ml/min，氩气流量为7-10L/min，四氢化硅气体与氢气的单位时间体积比以ml/min计为(10-15)：(30-40)；
所述PE淋膜层采用熔融指数为6-8的聚乙烯通过缝口膜头挤出形成，所述缝口模头的工作温度为230-330℃。
2.如权利要求1所述的一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，其特征在于：所述PE高阻隔膜层的氧气透过量在0.8cm3/(m2·24h·0.1MPa)以下，水蒸气透过量在0.8g/(m2·24ha)以下。
3.如权利要求2所述的一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，其特征在于：所述PE合成纸层还包括在PE合成纸上采用油墨经凹版印刷处理形成的图文部。
4.如权利要求3所述的一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，其特征在于：所述油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂30%-35%、着色剂15%、助剂0-1%和有机溶剂50%-55%；
其中，所述树脂为松香季戊四醇树脂、醇酸树脂、松香改性酚醛树脂、聚酰胺树脂、顺丁烯二酸酐树脂的一种或几种；
所述着色剂的粒度为5μm以下；
所述有机溶剂为乙酸乙酯和/或异丙醇。
5.如权利要求4所述的一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装，其特征在于：所述PE薄膜层的厚度为20-35μm，PE合成纸层的厚度为213-219μm，PE淋膜层的厚度为6-8μm，PE高阻隔膜层的厚度为30-60μm。
6.如权利要求5所述的一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)PE高阻隔膜层的制作：在PE基材的一面沉积氧化硅薄膜，得到PE高阻隔膜层；
(2)PE合成纸层的制作：在PE合成纸上制作图文部，得到PE合成纸层；
(3)淋膜层的制作：通过涂布机的缝口模头，将PE挤出至PE高阻隔膜层上，淋膜厚度为6-8μm，完成PE合成纸层与PE高阻隔膜层的粘合；
(4)PE薄膜层的制作：将PE淋膜至PE合成纸层的表面，淋膜厚度为20-35μm，干燥，得成品。
7.如权利要求6所述的一种环保可回收的四层复合纸高阻隔包装的制备方法，其特征在于：所述制作图文部的具体步骤为：
按比例称取树脂、着色剂、助剂和有机溶剂，混合，制成油墨；
图文排版后，在PE合成纸上采用油墨进行凹版印刷，制成图文部。
8.如权利要求1-5任一项所述的包装或如权利要求6或7所述的制备方法制备的包装在制作成型液体包装盒或液体包装枕形袋中的应用。
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