TWI815181B - 低溫型熱收縮膜及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種低溫型熱收縮膜及其製造方法。低溫型熱收縮膜為一厚度90μm~150μm的積層薄膜，依序包括一主材層、一表面改質層、一芯層及一黏著層。其中，表面改質以塗佈方式形成，芯層及黏著層係以押出、淋塗的方式形成。
Description
本發明係關於一種低溫型熱收縮膜及其製造方法，尤指一種具有較低貼體加工溫度的熱收縮膜及其製造方法。
為提高儲存、運輸及展示的便利性，熱收縮膜已廣泛應用在食物等的保鮮及包裝上。然而，加熱收縮所需溫度通常高達140℃~180℃，可能影響內容物的品質。
此外，目前的熱收縮膜多以共擠出製程製造，模頭有複雜的交錯堆疊流道設計，且設備昂貴限制其廣泛生產應用。共擠出製程之各層材料因為流道設計及熔融強度差異，造成各層厚度不易掌握、也容易因為材質相容性差異造成層間強度不足。
反之，淋膜塗佈製程以流延的方式將樹脂塗覆在另一材料上，相對於共擠出製程更為單純，不需有複雜的交錯堆疊流道設計。其中，中間層使用塗佈製程，膜層可藉由材料固含量調整，達成乾膜厚度小於1μm的優點。比起共擠出製程，每層之功能性更加突出且更精準控制。
因此，本發明的熱收縮膜係以一主材層為基材，將其他材料以轉寫塗佈、押出、淋塗等方式在其上形成一積層。所製造的熱收縮膜除了具備阻氣、高伸展等特性，亦可在較低溫度下，經由包裝設備形成一高包覆性的包裝膜。
本發明提供一種低溫型熱收縮膜及其製造方法。低溫型熱收縮膜為一厚度90μm~150μm的積層薄膜，依序包括一主材層、一表面改質層、一芯層及一黏著層。其中，表面改質層以塗佈方式形成，芯層及黏著層係以押出、淋塗的方式形成。
主材層作為收縮膜的基材載體，具有阻氣、強韌、耐穿刺等特性。主材層可以為聚丙烯(Polypropelene，PP)、含乙烯-乙烯醇共聚物(Ethylene Vinyl Alcohol Copolymer，EVOH)之複合膜、聚醯胺(Polyamide，PA)或聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)，較佳為聚丙烯(PP)及含乙烯-乙烯醇共聚物(Ethylene Vinyl Alcohol Copolymer，EVOH)之複合膜。主材層的厚度為20μm~60μm，較佳為50μm~55μm。
由於主材層為非極性材質，芯層為極性材質，若直接結合容易造成層間剝離，介面活性劑則可改善兩者的介面複合性。介面活性劑可為陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子型，較佳為含NCO官能基的非離子型介面活性劑。介面活性劑可以轉寫、淋塗、浸塗、噴塗等方式形成於主材層表面，再經連續式烘箱進行交聯反應，並使表面產生極性，形成表面改質層。烘箱溫度設定為30℃~50℃，較佳為40℃。表面改質層厚度通常為0.5μm~1μm，較佳為1μm。
芯層為乙烯-醋酸乙烯酯/低密度聚乙烯(EVA/LDPE)複合物，具有服貼性、強韌、耐穿刺等特性。將LDPE粒子與EVA粒子乾拌後，加熱至液態，以押出、淋塗方式形成於表面改質層上。芯層厚度為20μm~50μm，較佳為35μm~50μm，加工之熔融指數為4~14，較佳為7~12。LDPE在芯層中的重量比為3%~15%，較佳為3%。
黏著層為乙烯-醋酸乙烯醋(EVA)，加熱熔融後具有黏性，可將食物等完整包覆。相較於習知貼覆包裝膜，本發明的EVA
黏著層可於較低溫度達到所需黏性貼合的功能。黏著層係以押出、淋塗方式形成於芯層表面。黏著層厚度為20μm~45μm，較佳為35μm~45μm。加工之熔融指數為3~18。醋酸乙烯酯(VA)在黏著層中的重量佔比可為19wt%~33wt%，較佳為28wt%~33wt%。
10:主材層
20:表面改質層
30:芯層
40:黏著層
第1圖顯示本發明的低溫型熱收縮膜為一積層薄膜。
【圖示元件說明】
主材層 10 表面改質層 20
芯層 30 黏著層 40
本發明較佳實施例及比較例係先提供一主材層薄膜；接著，將介面活性劑轉寫塗佈於主材層薄膜上。經連續式烘箱加熱，在40℃下進行交聯反應產生極性，形成表面改質層。再將LDPE粒子與EVA粒子乾拌混和後，加熱至液態，經過押出機，螺桿熔融擠出，淋塗於表面改質層上。最後，將EVA塑膠粒經過押出機，螺桿熔融擠出，淋塗於芯層上，形成低溫型熱收縮膜。第1圖顯示本發明的低溫型熱收縮膜為一積層薄膜，依序包括主材層10、表面改質層20、芯層30及黏著層40。低溫型熱收縮膜的厚度為90μm~150μm。
主材層薄膜係選購市售商品，依加工方式可分為：無拉伸的流延(Cast)膜、橫向(Transverse Direction，TD)或定向拉伸(Oriented)膜、雙向拉伸(Biaxially Oriented，BO)膜、延機械方向(Machine Direction，MD)押出的縱向拉伸(Monoaxially Oriented，MO)膜。薄膜的特性如表1所示。
表1
各實施例及比較例中，主材層的厚度為20μm~60μm。所使用的聚丙烯PP膜係購自南亞塑膠(CXDATM、CXEATM、BHLATM)，提供的特性如表2所示。聚醯胺PA膜購自力麟科技公司(NRTM)，含EVOH複合膜則購自聯盟包裝公司(EVETM)及格森塑膠公司(EVFTM)。其他商品，例如南亞塑膠(BHCNTM、BHDATM、BHYATM)、力麟科技公司(NFTM、NHTM)等亦可使用。
表中特性的測試方法如下：
厚度：厚度計
MD/TD拉力強度、MD/TD伸長率：ASTM D882
霧度：ASTM D1003
撕裂強度：ASTM D1922
熱封溫度：32psi*0.7秒
摩擦係數：ASTM D1894
比重：ASTM D1505
介面活性劑係購自大日精化(2710ATM)，為含NCO官能基之非離子型介面活性劑。反應形成的表面改質層厚度為1μm。
芯層為低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯(LDPE/EVA)複合物，厚度為20μm~50μm。LDPE係購自亞聚(C7100TM)。其他LDPE商品例如台聚(NA207-66TM、LL120TM、CBCTM)、亞聚(F8201TM、F2200TM、F2201TM)、台塑(3224TM、3225TM)、卡達爾化工(LA0710TM、FD0270TM)等亦可使用。EVA購自台聚(UE634-04TM)、亞聚(V33121TM)及DOW(NUCRELTM 30707)。其他EVA商品例如台聚(UE3312TM、UE638-04TM)、亞聚(V26031TM、V26061TM)、台塑(7760HTM、7670STM)等亦可使用。
黏著層為乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，厚度為20μm~45μm。乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)之醋酸乙烯酯(VA)含量為19~33wt%，熔融指數為3~18。EVA來源同上。
各實施例及比較例的組成及厚度(μm)如表3所示，厚度係以厚度計檢測。
取各實施例及比較例製成的熱收縮膜進行試驗，其特性如表4所示。MD/TD拉伸強度、MD/TD延伸率的測試方法參照ASTM D882。
如表4所示，實施例1及2製成的熱收縮膜所需貼體加工溫度可低至120℃及100℃，同時具有良好的熱延展性及包覆效果。比較例1、2、5雖然貼體加工溫度亦較低，但熱延展性及包覆效果不佳。比較例3、4所需貼體加工溫度為155℃，無法達到本發明要求。
取實施例1及2的熱收縮膜，依據食品器具容器包裝衛生標準檢測其鉛、鎘、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸丁基苯甲酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二辛酯等的溶出量。結果皆為未檢出，因此可放心與食品接觸。
取實施例1及2的熱收縮膜做穿刺測試(由外向內)，結果分別為0.48Kgf及0.33Kgf，皆高於一般包材的0.30Kgf，尤其實施例1顯示更高的耐穿刺能力。
取實施例2的熱收縮膜，依據ASTM D3985及ASTM F1249做阻氣測試。結果顯示氧氣阻隔效果佳(未檢出)，而透濕度為
7.75g/m2．day，因此可以有效達到保鮮效果(如附件所示之食品工業發展研究所出具之透氧度、透濕度實驗報告)。
綜上，當熱收縮膜的主材層為PP或含EVOH複合膜，表面改質層為含NCO官能基之非離子型介面活性劑，芯層為LDPE/EVA，黏著層為EVA，總厚度為90μm~150μm時，本發明結構及組成確實可提供較低的貼體加工溫度。
10:主材層
20:表面改質層
30:芯層
40:黏著層
Claims (7)
- 一種製造低溫型熱收縮膜之方法，包括：提供一主材層，該主材層為聚丙烯膜(PP)、聚醯胺(Polyamide，PA)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或含乙烯-乙烯醇共聚物(Ethylene Vinyl Alcohol Copolymer，EVOH)之複合膜；在該主材層上塗佈一表面改質層，該表面改質層為介面活性劑，該介面活性劑為含NCO官能基的非離子型介面活性劑；以押出、淋塗的方式在該表面改質層表面形成一芯層，該芯層為乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)/低密度聚乙烯(LDPE)複合物，熔融指數為4~14，LDPE在該芯層中的重量比為3%~15%；及以押出、淋塗的方式在該芯層表面形成一黏著層，該黏著層為乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，熔融指數為3~18，醋酸乙烯酯(VA)在該黏著層中的重量佔比可為19%~33%；據此，形成一厚度90μm~150μm的低溫型熱收縮膜，其中，該主材層厚度為20μm~60μm，該表面改質層厚度為0.5μm~1μm，該芯層厚度為20μm~50μm，該黏著層厚度為20μm~45μm，所製成的低溫型熱收縮膜，其貼體加工溫度範圍為100℃至120℃。
- 如請求項1之方法，其中，該表面改質層以轉寫塗佈的方式形成於該主材層表面，再經連續式烘箱進行交聯反應，並使表面產生極性，烘箱溫度設定為30℃~50℃。
- 如請求項1之方法，其中，該主材層為聚丙烯膜(PP)、含乙烯-乙烯醇共聚物(Ethylene Vinyl Alcohol Copolymer，EVOH)之複合膜。
- 如請求項1之方法，其中，該芯層於押出前係先將LDPE粒子與EVA粒子乾拌、加熱至液態。
- 如請求項1之方法，其中，該芯層的熔融指數為7~12。
- 如請求項1之方法，其中，該黏著層的醋酸乙烯酯(VA)在黏著層中的重量比為28wt%~33wt%。
- 一種如請求項1所述之方法所製成的低溫型熱收縮膜，其中該主材層厚度為20μm~60μm，該表面改質層厚度為0.5μm~1μm，該芯層厚度為20μm~50μm，該黏著層厚度為20μm~45μm，據此形成該低溫型熱收縮膜厚度為90μm~150μm，且該收縮膜貼體加工溫度範圍為100℃至120℃。
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