CN115785551B - 一种易揭pe材料、易揭包装薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易揭PE材料、易揭包装薄膜及其制备方法。所述易揭PE材料包括易揭PE母料以及均匀复合的改性材料，所述改性材料包括具有多个羟基的第一聚合物。所述易揭包装薄膜包括：外层、中间层以及内层，所述中间层设置于外层和内层之间，所述内层用于热封以包装物体；所述内层包括上述第一方面所提供的易揭PE材料；所述中间层的材质包括具有多个羟基的第二聚合物。本发明提供的易揭包装薄膜通过对内层以及中间层的复合改性，引入特定的羟基结构的聚合物，使其能够适应广泛的热压工艺窗口，同时保证其优异的热封强度和揭除性能，进而提高了易揭包装薄膜的应用适应性，有助于在多领域中的广泛使用。

Description

一种易揭PE材料、易揭包装薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及包装材料技术领域，尤其涉及一种易揭PE材料、易揭包装薄膜及其制备方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

随着包装市场的不断发展和变化，人们对包装的特殊要求也越来越多，各种便利的包装制品不断衍生出来，以前片面的强调包装对商品的保护作用，而牺牲掉其易开启。易揭包装材料的出现打破了人们的传统观念，它是出于便利大众使用的角度而发展起来的功能性包装材料。现在要求包装，特别是方便食品类商品的包装，既能够保护被包装内容物不漏撒、不变质，又要使用时便于开启。随着易揭包装材料应用面的迅速扩大，其也被作为果酱、饮料、微波食品、瓶装药品等塑料容器的盖材广泛使用。

现有技术提供了多种易揭包装材料，其中最有发展前景的是基于易揭PE材料作为内层制作的多层易揭包装材料，例如由具有装饰和增厚阻隔作用的外层、具有阻隔以及支撑作用的中间层以及具有热封和易揭性能的内层组成的易揭包装薄膜。

但是本发明的发明人在长期实践中发现，现有技术所提供的易揭PE包装薄膜的应用性能还有待改善，具体表现在：

通常，在热封时，受限于生产常见于材料应用者并非统一的一个体系，中间存在技术工艺上的不匹配之处，通常生产出的一种易揭包装材料，在销往不同的需求者受力进行应用时，会匹配到多种多样的热封条件，例如热封温度和时间，不同的应用者会产生较大的差异性。

然而，现有技术中的易揭PE包装材料，在面临差异性较大的热封温度和时间时，往往也会表现出较大的热封性能和易揭性能的显著变化，总结而言即是：现有的易揭PE包装材料所适应的工艺窗口仍然较窄，这导致不同的应用者还需要调整自己的工艺以适应较窄的窗口，给易揭PE包装材料的广泛应用带来了较大的障碍。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种易揭PE材料、易揭包装薄膜及其制备方法。解决现有技术中的易揭包装材料的热封工艺窗口较窄限制其广泛应用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种易揭PE材料，包括易揭PE母料以及与所述易揭PE母料均匀复合的改性材料，所述改性材料包括具有多个羟基的第一聚合物。

进一步地，所述易揭PE材料中第一聚合物的质量分数为10-30％。第一聚合物的含量是较为重要的，其含量过大往往会造成内层与热封对象之间的粘接力过大，进而丧失可揭除性能。因此，本发明经过长期实践，得以确定上述最佳改性比例。

进一步地，所述易揭PE母料包括55～75wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、20～30wt％的高密度聚乙烯树脂以及3～15wt％的聚丁烯树脂。

第二方面，本发明还提供了一种易揭包装薄膜，包括：外层、中间层以及内层，所述中间层设置于外层和内层之间，所述内层用于热封以包装物体；

所述内层包括上述第一方面所提供的易揭PE材料；

所述中间层的材质包括具有多个羟基的第二聚合物。

本发明首先提供的易揭PE材料，其中复合了一定比例的多羟基第一聚合物，能够在制备易揭薄膜时，应可以与中间层的多羟基的第二聚合物相互作用，产生氢键，氢键在热压时能够解离，产生热量吸收和缓冲，这可能使得面临不同的热压温度和时间，内层表面的温度变化均能够处于较为温和的变化率下，不至于急冷急热，提高了对于温度窗口和时间窗口的适应性，同时能够对中间层和内层的热量传到具有均布化的作用，此外，还能够在热压冷却后，与热压粘结对象(通常为一些含有一定比例的聚丙烯酸、聚酰胺、尼龙等材质的高分子结构件)的表面以及重新与所述中间层形成氢键，且氢键的形成受热压温度的影响较小，保证了热压工艺窗口的广泛适应性的基础上，还确保了热压强度不发生较大的损失。

进一步地，所述第一聚合物的分子链中的羟基密度大于所述第二聚合物的分子链中的羟基密度。

进一步地，所述第一聚合物选自聚乙烯醇；所述第二聚合物选自乙烯-乙烯醇共聚物。

在上述技术方案的基础上，本发明还优选采用第一聚合物选自聚乙烯醇；所述第二聚合物选自乙烯-乙烯醇共聚物，尤其是多段间隔的嵌段共聚形式，的优选实施方式，这是由于聚乙烯醇的羟基密度大于乙烯-乙烯醇共聚物，这可以使得第二聚合物在形成氢键时，氢键的分布是分散的，不至于形成全分子链的氢键形成倾向，这能够使得第二聚合物还具有一定的分子链活动性，保证了其与中间层中的其他材质，尤其是中间层基质的充分分子级结合或复合，在达成上述有益效果的同时，还提高了中间层与内层的结合性，不易形成微观分层，产生均匀的揭除应力，进而带来了更好的揭除性能。

进一步地，所述中间层包括中间层基质以及所述第二聚合物；所述第二聚合物的质量分数为25～60％；所述中间层基质包括20～30wt％的低密度聚乙烯树脂、20～50wt％的高密度聚乙烯树脂。基于上述原理的优选示例，第二聚合物的含量应当与中间层中的第一聚合物含量相近或相匹配，共聚物的质量分数优选为聚乙烯醇的2-3倍，这种比例能够充分利用产生氢键的可能性，同时较多的乙烯/乙烯醇共聚物还具有优良的阻隔性能，给薄膜带来优良的综合性能。

进一步地，所述外层经过电晕处理。

第三方面，本发明还提供上述易揭包装薄膜的制备方法，包括如下的步骤：

将外层材料、中间层材料以及上述易揭PE材料进行共挤出吹膜处理，获得所述易揭包装薄膜；其中，所述中间层材料中含有10-25％的乙烯-乙烯醇共聚物。

进一步地，所述中间层材料通过将乙烯-乙烯醇共聚物与中间层基质熔融共挤出获得，所述中间层基质包括20～30wt％的低密度聚乙烯树脂、20～50wt％的高密度聚乙烯树脂；

所述易揭PE材料通过将聚乙烯醇与易揭PE母料熔融共挤出获得，所述易揭PE母料包括55～75wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、20～30wt％的高密度聚乙烯树脂以及3～15wt％的聚丁烯树脂。

借由以上的技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明提供的易揭包装薄膜通过对内层以及中间层的复合改性，引入特定的羟基结构的聚合物，使其能够适应广泛的热压工艺窗口，同时保证其优异的热封强度和揭除性能，进而提高了易揭包装薄膜的应用适应性，有助于在多领域中的广泛使用。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例提供的易揭包装薄膜的结构示意图；

图2a是本发明一典型实施案例提供的易揭包装薄膜在不同热压温度下的热封强度测试图；

图2b是本发明一典型实施案例提供的易揭包装薄膜在不同热压时间下的热封强度测试图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见附图1，本发明一较佳实施例所述的易揭包装薄膜，包括：外层、中间层以及内层，所述中间层设置于外层和内层之间，所述内层用于热封以包装物体；所述内层包括一种易揭PE材料；所述中间层的材质包括具有多个羟基的第二聚合物。

其中，所述包括易揭PE母料以及与所述易揭PE母料均匀复合的改性材料，所述改性材料包括具有多个羟基的第一聚合物。

具体的，在该优选实施方式中，所述易揭PE材料中第一聚合物的质量分数为10-30％，所述易揭PE母料包括55～75wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、20～30wt％的高密度聚乙烯树脂以及3～15wt％的聚丁烯树脂。所述中间层包括中间层基质以及所述第二聚合物；所述第二聚合物的质量分数为25～60％；所述中间层基质包括20～30wt％的低密度聚乙烯树脂、20～50wt％的高密度聚乙烯树脂。

上述示例性技术方案中，易揭PE母料和中间层基材的选择仅为示例性作用，并非仅限于此处示例的部分选择，本发明的重点改进在于分别在内层和中间层中设置了特殊的能够形成氢键的改性组分，以及上述改性组分的结构/含量设置等技术手段，换用本领域常用的或常规商购能够获得的各种常见易揭PE母料和中间层基材均可以实现本发明实施例所示例的技术效果。

此外，上述易揭包装薄膜的制备方法例如可以如下所示：

将对应的外层材料、中间层材料以及上述易揭PE材料进行共挤出吹膜处理，获得所述易揭包装薄膜。

其中仍需说明，本发明的重点依然在于上述改性组分的设置，相关的共挤出吹膜处理的过程并不做具体限定，这是由于共挤出吹膜处理仅仅是形成上述结构的一个手段而已，只要形成了具有上述特征的薄膜结构和组成，具体的共挤出条件和吹膜条件并不影响改性组分的改性结构和效果。

如下通过若干实施例来具体示例和说明本发明的技术方案，但需要说明的是，如下所述均为本发明的部分优选实施案例，而非本发明的全部实施例，并不能够限制本发明的保护范围；并且，如无特殊说明，下述实施例中所用原料均为常规商购获得的。

实施例1

本实施例示例一易揭包装薄膜，其结构为：

自上而下依次为表层/中间层/内层，表层材料为经过表面电晕处理的PP材质，厚度为5μm左右；中间层为40％的乙烯/乙烯醇共聚物(可乐丽EVOH)，其中的两种单体比例大约为1:1；25wt％的低密度聚乙烯树脂(巴斯夫2420H)、35wt％的高密度聚乙烯树脂(道达尔C912A)，厚度为20μm左右；内层为20％的聚乙烯醇和余量的易揭聚乙烯母料的混合，母料为60wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂(燕山石化)、25wt％的高密度聚乙烯树脂以及15wt％的聚丁烯树脂，厚度为10μm左右。

该实施例的薄膜采用共挤出吹膜方法制备，具体为：上述各层对应的原料进行共挤出后，通过风环吹胀、冷却、定型或得，设置挤出机三个机筒温度均为一段：160℃，二段：175℃，三段：190℃，模头温度：200℃；吹膜时的吹胀比为2左右。

对本实施例所提供的易揭包装薄膜进行热封强度的测试，其结果如图2a和图2b所示，可以看出，对于不同的热封温度和热封时间，本实施例提供的易揭包装薄膜的热封强度均保持在一个较为稳定/适中的范围内，即保证了在多种热压条件下均具有良好的热封强度，又保证了可揭除性能。

实施例2

本实施例示例一易揭包装薄膜，其结构为：

自上而下依次为表层/中间层/内层，表层材料为经过表面电晕处理的PP材质，厚度为5μm左右；中间层为60％的乙烯/乙烯醇共聚物，其中的两种单体比例大约为1:1；20wt％的低密度聚乙烯树脂、20wt％的高密度聚乙烯树脂，厚度为20μm左右；内层为25％的聚乙烯醇和余量的易揭聚乙烯母料的混合，母料为55wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、30wt％的高密度聚乙烯树脂以及15wt％的聚丁烯树脂，厚度为10μm左右。

该实施例的薄膜采用与实施例1相同的共挤出吹膜方法和条件进行制备。

对本实施例薄膜进行了同样的测试，发现该薄膜仍然类似于图2a和图2b所示，在较宽的工艺窗口中的热压性能和揭除性能均保持在稳定的范围内，不发生较大的改变，具有广泛适应性。

实施例3

本实施例示例一易揭包装薄膜，其结构为：

自上而下依次为表层/中间层/内层，表层材料为经过表面电晕处理的PP材质，厚度为5μm左右；中间层为30％的乙烯/乙烯醇共聚物，其中的两种单体比例大约为1:1；30wt％的低密度聚乙烯树脂、40wt％的高密度聚乙烯树脂，厚度为20μm左右；内层为10％的聚乙烯醇和余量的易揭聚乙烯母料的混合，母料为75wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、20wt％的高密度聚乙烯树脂以及5wt％的聚丁烯树脂，厚度为10μm左右。

该实施例的薄膜采用与实施例1相同的共挤出吹膜方法和条件进行制备。

对本实施例薄膜进行了同样的测试，发现该薄膜仍然类似于图2a和图2b所示，在较宽的工艺窗口中的热压性能和揭除性能均保持在稳定的范围内，不发生较大的改变，具有广泛适应性。

实施例4

本实施例示例一易揭包装薄膜，与实施例1大体相同，区别仅在于：

将中间层中的共聚物替换为等量的与内层相同的聚乙烯醇，其余各层厚度/组分以及制备方法均保持一致。

对本实施例薄膜进行了同样的测试，发现该薄膜仍然类似于图2a和图2b所示，在较宽的工艺窗口中的热压性能和揭除性能均保持在稳定的范围内，不发生较大的改变，具有广泛适应性。

然而，在揭除时，实施例1所提供的易揭包装薄膜揭除非常顺畅，未产生分层现象，本实施例提供的易揭包装薄膜，在较高温度热压的条件下，尤其是140-150℃，热压以后有大约30％的概率会出现轻微分层现象，该现象会影响揭除的顺畅性，导致不良的使用体验。

这说明该实施例所示例的方法虽然仍然能够改善工艺窗口的适应性，但会带来高温下层间结合性能的问题，但这并不代表本实施例所代表的技术方案不构成本发明的技术方案，达成了上述技术效果已经构成本发明的保护范围，新造成的结合力问题仍可通过其他技术手段加以解决，例如添加胶粘组分等等。

对比例1

本对比例同样示例一易揭包装薄膜，与实施例1大体相同，区别仅在于：

内层中，去除聚乙烯醇，中间层中，去除乙烯/乙烯醇共聚物，其余的原料配比均不变。

本对比例缺失了两种改性组分的配合作用，由此，对本对比例所获得的易揭包装薄膜进行了与实施例1相同的测试，可以看出，该对比例测得的热封强度/温度和时间曲线均为典型的斜线性关系，100℃对应的热封强度略低于3.5,150℃对应的热封强度为5，而在最佳热封温度125℃(时间/强度关系曲线均在此温度下测量)下，与时间相关的关系随然也是斜线关系，但上下限分别为4.1-5，大于实施例1的浮动范围的。

对比例2

本对比例同样示例一易揭包装薄膜，与实施例1大体相同，区别仅在于：

仅内层中，去除聚乙烯醇，中间层保持不变，其余的原料配比均不变。

本对比例虽然只缺失了其中之一的组分，但仍然缺失了两种改性组分的配合作用，由此，对本对比例所获得的易揭包装薄膜进行了与实施例1相同的测试，可以看出，该对比例测得的热封强度/温度和时间曲线仍然是典型的斜线性关系，100℃对应的热封强度约为3.8,150℃对应的热封强度为5，而与时间相关的关系随然也是斜线关系，但上下限仍然分别为4.1-5，也是大于实施例1的浮动范围的。

对比例3

本对比例同样示例一易揭包装薄膜，与实施例1大体相同，区别仅在于：

仅中间层中，去除乙烯/乙烯醇共聚物，内层保持不变，其余的原料配比均不变。

本对比例虽然只缺失了其中之一的组分，但仍然缺失了两种改性组分的配合作用，由此，对本对比例所获得的易揭包装薄膜进行了与实施例1相同的测试，可以看出，该对比例测得的热封强度/温度和时间曲线仍然是典型的斜线性关系，但受温度的影响不像对比例2和3那么显著，100℃对应的热封强度约为4.2,150℃对应的热封强度为5.0，仍是大于实施例1的浮动范围的。

上述实施例1-3说明，两种改性组分的配合作用是实现较为宽广的热封条件适应性的重要技术手段，仅在内层中设置聚乙烯醇虽然也能够起到一定的效果，但仍然不足以取得显著性改善的。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1.一种易揭包装薄膜，其特征在于，包括：外层、中间层以及内层，所述中间层设置于外层和内层之间，所述内层用于热封以包装物体，所述内层包括易揭PE材料；

所述易揭PE材料包括易揭PE母料以及与所述易揭PE母料均匀复合的改性材料，所述改性材料包括具有多个羟基的第一聚合物，与热压粘结对象的表面形成氢键，所述热压粘结对象为含有聚丙烯酸、聚酰胺中的任意一种的高分子结构件；所述易揭PE材料中第一聚合物的质量分数为10-30％，所述易揭PE母料包括55～75wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、20～30wt％的高密度聚乙烯树脂以及3～15wt％的聚丁烯树脂，所述第一聚合物选自聚乙烯醇；

所述中间层包括中间层基质以及具有多个羟基的第二聚合物；所述第二聚合物选自乙烯-乙烯醇共聚物；所述第二聚合物的质量分数为25～60％；所述中间层基质包括20～30wt％的低密度聚乙烯树脂、20～50wt％的高密度聚乙烯树脂。

2.根据权利要求1所述的易揭包装薄膜，其特征在于，所述外层经过电晕处理。

3.根据权利要求1所述的易揭包装薄膜，其特征在于，所述易揭包装薄膜的制备方法包括：将外层材料、中间层材料以及所述易揭PE材料进行共挤出吹膜处理，获得所述易揭包装薄膜。

4.根据权利要求3所述的易揭包装薄膜，其特征在于，所述中间层材料通过将乙烯-乙烯醇共聚物与中间层基质熔融共挤出获得，所述中间层基质包括20～30wt％的低密度聚乙烯树脂、20～50wt％的高密度聚乙烯树脂；所述易揭PE材料通过将聚乙烯醇与易揭PE母料熔融共挤出获得，所述易揭PE母料包括55～75wt％的涂覆低密度聚乙烯树脂、20～30wt％的高密度聚乙烯树脂以及3～15wt％的聚丁烯树脂。