CN103192564B - 任意向可手撕复合包装膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种任意向可手撕复合包装膜，是由三层不同性能的基材复合而成的PET/PE·EAA/AL/PE/PE复合结构，其中：外层：PET；第一保护层：PE·EAA；阻隔层：AL箔；第二保护层：PE；内层：PE。本发明还公开了该任意向可手撕复合包装膜的制备方法。本发明的优点在于：有良好的货架效果，可提高产品档次；优良的阻隔性能，可以确保包装内容物的保质期；包装密封性强，无缺口，运输搬动过程中能保持包装的完整性，保护效果优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种包装膜，具体是一种可手撕复合包装膜。
背景技术
近年来，随着经济的发展，人们生活水平的提高，中国休闲食品市场也在迅速地发展，各种休闲食品如膨化食品，饼干、干果、谷物食品、咖啡、肉制品系列等深受许多家庭的喜爱，它们不再是孩子们的专利，成人尤其是年轻女性已成为主流消费人群。如今，休闲食品已经成为越来越多家庭的生活必需品。我国人口众多，随着生活水平的提高，食品消费领域将成为一个即将井喷的大金矿。中国休闲食品产业必然成为未来十年最具发展潜力的黄金行业。与之相配套的休闲食品软包装行业也必将存在一个潜力巨大的市场。
当前，90％的休闲食品采用的都是软包装形式。该种包装不仅成本便宜，包装保护作用好，而且外观亮丽，货架效果好，容易抓住消费者的吸引力。但是目前市场上使用的复合包装袋虽然对内容物能起到较好的保护作用，但是开启不太方便。为了解决此问题，生产厂商通常是添加撕裂口、锯齿型封边或者激光切线等手段形成一个开启起始部分，达到易撕的效果。添加撕裂口、锯齿型封边这种方式往往效果非常不理想，而且限制了包装袋上的文字、图案等的设计，影响袋子的外观。有时消费者还需要借助剪刀等工具进行开启；而激光切线往往会影响到包装材料的阻隔性能。另外，添加撕裂口、锯齿型封边，激光切线等还需要添加相应的设备，增加工序，给产品质量控制带来 困难，增加生产成本。
传统的易撕印刷复合膜多采用PT20μ/AL箔7μ/PE30μ的结构，或者50g单铜纸/PE30μ，由于PT(玻璃纸)和50g单铜纸本身具有易撕性和可印刷性，使整个复合膜具有印刷图案和可易撕的特性，但是采用玻璃纸和单铜纸作为易撕印刷复合膜面料的传统结构成本偏高，特别是玻璃纸的制造涉及环保问题以及较大的技术难度，目前中国软包装行业对高品质的玻璃纸均依赖进口，所以多年来成本一直很高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成型后无需添加易撕裂口、保护效果优良、经济适用的任意向可手撕复合包装膜。
为了解决现有技术中的手撕难题，本申请人组织了该项目的攻关，依靠多年彩印复合软包装的生产经验，努力探索，通过大量的试验以及数据收集，自行研制开发出本发明的包装材料——任意向可手撕复合包装膜。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种任意向可手撕复合包装膜，其特征在于：是由五层不同性能的基材复合而成的PET/PE·EAA/AL/PE/PE复合结构，其中：外层：PET；第一保护层：PE·EAA；阻隔层：AL箔；第二保护层：PE；内层：PE。
优化的，所述外层的PET的厚度为11～13μm，阻隔层AL层的厚度为8～10μm，内层PE层的厚度为33～37μm。
优化的，第一保护层为双模头挤出PE、EAA，第二保护层为挤 出PE，其中第一保护层中的挤出PE的厚度为6～8μm，第一保护层中的挤出EAA的厚度为7～9μm，第二保护层中的挤出PE的厚度为14～16μm。
优化的，所述外层PET的薄膜基材上分布有穿透微细孔和未穿透孔，薄膜基材表面每平方厘米上存在100-150个穿透微细孔。
优化的，所述内层PE由电晕层、中间层、热封层组成，其中电晕层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，中间层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，热封层包括低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和离子型聚烯烃，各组成的重量配比1:1:1～1:2:1。
本发明还提供了一种上述的任意向可手撕复合包装膜的制备方法，包括下述步骤：
步骤1：原料PET薄膜按正常的工艺流程印刷；
步骤2：制内层PE膜；
步骤3：第一次挤出复合，将外层PET膜置于挤出机一放的位置，将符合要求的阻隔层AL箔置于二放的位置，在一个模头内置入第一保护层的PE挤出粒料，另一个模头内置入第一保护层的EAA挤出粒料，PE和EAA同时挤出复合在PET易撕印刷膜及阻隔层AL箔之间，外层PET侧挤上PE，EAA挤与AL箔一侧，PE和EAA结合，形成PET/PE·EAA/AL箔的复合结构；
步骤4：第二次挤出复合，PET/PE·EAA/AL箔的复合结构放入熟 化室中12～24小时，胶水基本固化，再将第二保护层的PE挤出复合在PET/PE·EAA/AL箔复合结构和内层PE之间；
步骤5：分切。
优化的，所述步骤1中，在完成印刷工序后转入易撕处理工序，所述易撕处理工序为：制作一根凸版辊，表面进行粗糙处理，印刷后的PET膜重新上印刷机，在印刷单元利用金属压辊和粗糙凸版的共同作用使PET微裂化，使PET薄膜基材上分布有穿透微细孔和未穿透孔。
优化的，所述步骤1中，所述步骤2及步骤3的挤出复合中，对胶水进行选型，在胶水选型上，选用以下胶水及配方：
第一次挤出复合的胶水及树脂：UK 4501：乙脂＝10：25，EAA5050+1C7A；
第二次挤出复合的胶水及树脂：UK 4501：乙脂＝10：25，1C7A。
优化的，所述步骤1中，所述步骤4中的内层PE由电晕层、中间层、热封层组成，其中电晕层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，中间层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，热封层由低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和离子型聚烯烃组成，各组成的重量配比1:1:1～1:2:1。
优化的，所述内层PE的组成如下：
电晕层：50KgTN00+50Kg扬子7042
中间层：25KgTN00+50Kg扬子7042
热封层：25Kg埃克森100AC+25KgSP0510+25Kg1652SR+1.4Kg100990-K+1.5KgAB-20LD。
本发明的优点在于：(1)图案清晰、外观亮丽，独特的复合结构，使其适应产品挺度好的包装需求，有良好的货架效果，可提高产品档次；(2)独特的复合结构，特定材料的选择，使其适应产品高阻隔的包装需求，优良的阻隔性能，可以确保包装内容物的保质期。(3)外层PET进行处理，人性化设计，可在任意点手撕开启，极大改进了消费者的使用便捷度。(4)包装密封性强，无缺口，运输搬动过程中能保持包装的完整性，保护效果优良。(5)创新内层薄膜配方，使其既具有良好的抗污染性及热封性，同时又能很好的改善复合膜的手撕性。(6)热封起始温度要低，摩擦系数应相对稳定，适应高速自动制袋包装机的使用要求。
附图说明
图1是本发明任意向可手撕包装膜的复合结构图。
图2是本发明任意向可手撕包装膜的生产工艺流程图。
图3是本发明任意向可手撕包装膜的PET膜的结构示意图。
具体实施方式
该任意向可手撕复合包装膜是由五层不同性能的基材复合而成的PET/PE·EAA/AL/PE/PE复合结构。
请参阅图1所示，其中：
外层：PET(对苯二甲酸乙二醇酯)；
第一保护层：PE(聚乙烯)·EAA(乙烯丙烯酸共聚物)；
阻隔层：AL(铝箔)；
第二保护层：PE(聚乙烯)；
内层：PE(聚乙烯)。
请同时参阅图2，该任意向可手撕复合包装膜的制备方法如下：
步骤1：原料PET薄膜按正常的工艺流程印刷，在完成印刷工序后转入易撕处理工序，请参阅图3所示，使PET薄膜基材1上分布有穿透微细孔2和未穿透孔3，得到PET易撕印刷膜，这种经过处理的PET易撕印刷膜的PET薄膜基材1表面每平方厘米上存在100-150个穿透微细孔2，通过对PET薄膜表面微缺口的物理处理，成功解决了PET薄膜在任意向可手撕性，通过调整穿透微细孔2的密度、尺寸，控制复合膜的手撕性能；
步骤2：制内层PE膜，采用现有的技术即可，PE塑料粒子加入挤出机料斗通过加热装置和挤出机作用成为PE熔体，经环形模头挤出成为管状物，管状物在离开模口后，从模头中心孔充入一定量的压缩空气，将其吹涨成泡状膜，同时又经风环冷却风冷却定型，经牵引装置牵引上升至一定距离，由人字板息泡夹偏，后由一牵引辊夹拢形成双层膜，经电晕装置电晕薄膜的外表面，后通过收卷装置切边分片卷取为PE膜卷。
将各层PE树脂、添加剂依据特定的添加比例，分别置于各自的料筒内，挤出机设备的工艺参数：
生产速度20m/min，挤出机熔体压力<45Mpa。
生产出无晶块、条纹、模口线、厚薄均匀的PE膜；
步骤3：第一次挤出复合，将外层PET膜置于挤出机一放的位置，将符合要求的阻隔层AL箔置于二放的位置，在一个模头内置入第一保护层的PE挤出粒料，另一个模头内置入第一保护层的EAA挤出粒料，PE和EAA同时挤出复合在PET易撕印刷膜及阻隔层AL箔之间，外层PET侧挤上PE，EAA挤与AL箔一侧，PE和EAA结合，形成PET/PE·EAA/AL箔的复合结构；
步骤4：第二次挤出复合，PET/PE·EAA/AL箔的复合结构放入熟化室中12～24小时，胶水基本固化，再将第二保护层的PE挤出复合在PET/PE·EAA/AL箔复合结构和内层PE之间，经过熟化后的第一次挤复半成品PET/PE·EAA/AL箔的复合结构具有较好的稳定性，与内层PE膜挤出复合时不会产生折皱等问题；
步骤5：分切：根据用户包装所需的不同宽度、长度、规格，将已复合好的包装膜分切成卷膜，以适应用户自动包装机械的要求，分切卷膜的长宽规格应严格符合客户要求，端面平整度≤2mm，版面位置无偏移，接头平伏版面吻合。
其中外层的PET薄膜具有保香、阻氧性，且是极性界面，适合双面复合加工要求。外层的PET的厚度为11～13μm(基本上都是12的)，优选的，外层的PET的厚度为13μm。并且其主要技术指标参加下表。
PET薄膜主要技术指标:
阻隔层AL箔层的厚度为8～10μm，优选的，AL箔层的厚度为9μm，该AL箔层的主要技术指标参加下表。
AL箔层的主要技术指标：
| 项目 | 指标 |
| 接头个数，个 | ≤1 |
| 纯铝箔针孔数，个/m2 | 0 |
内层PE层的厚度为33～37μm，优选的，PE层的厚度为35μm，该AL箔层的主要技术指标参加下表2。
主要技术指标:
第一保护层为双模头挤出PE、EAA，第二保护层为挤出PE，其中第一保护层中的挤出PE的厚度为6～8μm，优选的，第一保护层中的挤出PE的厚度为7μm，第一保护层中的挤出EAA的厚度为7～9μm，优选的，第一保护层中的挤出EAA的厚度为8μm，第二保护层中的挤出PE的厚度为14～16μm，优选的，第二保护层中的挤出PE的厚度为15μm。上述挤出PE的技术指标见下表，挤出EAA的技术指标见下表。
挤出/PE的技术指标
挤出EAA的技术指标
其中步骤1中的易撕处理工序为：制作一根特制的凸版辊，表面进行粗糙处理，印刷后的PET膜重新上印刷机，在印刷单元利用金属压辊(可避免了橡胶压辊产生的回弹力)和粗糙凸版的共同作用使PET微裂化，从而使PET产生肉眼看不见的微裂纹达到任意位置易撕的目的，该项目的关键技术是：如何使处理后的PET膜既保持良好的透明度、合适的机械强度，同时达到易撕效果。经过对凸版粗糙制造参数的反复试验，最终确定了凸版粗糙的制造参数，确保PET合理的微裂纹形状，达到肉眼看不见和易撕容易的目的；另外，反复的试验也确定了金属压辊的最佳压力值、最佳的处理次数和处理速度，找到易撕处理工序的所有最佳工艺参数，金属压辊的最佳压力值2500N-3500N；最佳的处理次数：2-4；处理速度：150-200m/mim，为批量化生产奠定了基础。经处理后得到的PET易撕印刷膜的特点：该复合膜制成的袋子外观与未处理PET印刷复合膜没有区别，但是任意位置都可以用手撕开，与传统的PT或者单铜纸面料易撕印刷复合膜相比成本下降20％-35％；
所述步骤2及步骤3的挤出复合中，优化的对胶水进行选型，在胶水选型上，我们选用流平性较好的胶水，这样能保证良好的剥离强度并且强度较均匀，同时调整挤复的胶水和树脂配方，通过反复实验，我们选用以下胶水及配方：
第一次挤出复合的胶水及树脂：UK 4501：乙脂＝10：25， EAA5050+1C7A；
第二次挤出复合的胶水及树脂：UK 4501：乙脂＝10：25，1C7A。
为了使挤复薄膜表面粗糙度提高，第二次挤出复合的时候采用麻面辊进行挤复。这样可以提高剥离强度，同时麻面辊的成膜，可产生不均的高分子定型，产生不连续的力学性能薄膜，达到撕裂脉冲，改善手撕性能。
所述步骤4中的内层PE作为最内层的热封PE层，需要满足包装材料的多项要求，内层PE的配方也是本项目的研发的重点之一。
内层PE配方思路及原理：
1、因为所包装的为形势多样的内容物，特别是用于粉剂类包装，静电的吸附，使封口区都有些被内容物污染。因此，内层热封膜中必须具有良好的抗污染性能和热粘性能，因此薄膜的最内层应该选用抗污染性和热粘性都优良的聚乙烯基塑性体为主，例如SP0510。
2、成品薄膜需具有较好的物理机械性能，提升包装的耐压性能、抗冲周性能。配方中加入高力学强度的LLDPE(线形低密度聚乙烯)，如扬子7042。进一步提高加工性的要求，加入LDPE(低密度聚乙烯)，如TN00。
3、必须稳定的摩擦系数控制，保证高速包装的正常运行。多通道自动包装机对摩擦系数要求较高，如果膜本身的摩擦系数较大，则放卷时易粘在一起，所以要控制较低的摩擦系数(小于0.15)。由于EAA极性大，易吸附爽滑剂，使其发生迁移现象，因此我们将爽滑剂的量从普通常用的1500PPM调高至2500PPM，同进配合一些开口 剂，配合爽滑剂析出。
4、必须具有任意方向可手撕的技术特点，方便用户使用。因此，在内层PE配方中，共混入撕裂性能良好的离子型聚合物树脂，既可提高薄膜的抗污染热封性及热封强度，又改善复合膜的手撕性能。如1652SR。
综上4点，内层PE由电晕层、中间层、热封层组成，其中电晕层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，中间层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，热封层包括低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和离子型聚烯烃，各组成的重量配比1:1:1～1:2:1，热封层还配入爽滑剂和开口剂。
配方举例：
电晕层：50KgTN00+50Kg扬子7042
中间层：25KgTN00+50Kg扬子7042
热封层：25Kg埃克森100AC+25KgSP0510+25Kg1652SR+1.4Kg100990-K(爽滑剂)+1.5KgAB-20LD(开口剂)
该内层PE的主要技术指标如下表：
综上，外层采用PET薄膜，保证了该项目装材料在高速自动包装过程中的尺寸稳定性、印刷装潢效果、提升了产品的综合性能和产品档次。其特性也能较好的保证在高温烫条热合时，油墨的附着力与耐热后变色性能。并且对该层进行了特殊处理，使得PET薄膜具备易撕性能。
阻隔层采用AL箔(铝箔)是由于其具有极高的阻隔性能和遮光性能，可以起到良好的阻湿阻氧及遮光效果，具有很好的保香性，可以很好的保护内容物。同时AL箔具有良好的挺度，可现实较好的货架效果。
采用第一保护层PE·EAA和第二保护层PE在阻隔层AL箔的两侧：乙烯丙烯酸共聚物(EAA)是一种具有热塑性和极高热粘接性的聚合物，由于羧基团的存在以及氢键的作用，聚合物的结晶性被抑制，主链成形性被破坏，因此确保了EAA的韧性良好。EAA与AL箔有较好的结合牢度，可以很好的保护阻隔层AL箔发生的断裂及针孔现象。EAA的特点为：精确的分子设计及高精准确的共聚单体含量，可在AL箔上提供优异粘合力，从而大大优化材质结构和阻隔性的完 整；能够与AL箔形成化学功能键，使层间复合强度不会衰退，并保证AL箔不会断裂；可在较低的温度下挤出，从而避免了加工温度高带来的成本增加；具有较低的初始热封温度，保证高速包装性能；优异的热粘性能，在通过包装物时，良好热合性及热封强度保证了会有很好的牢靠的封口。由于EAA价格较高，所以采用在AL箔的一侧混合PE，另一侧挤上PE，不但可以很好的保护阻隔层AL箔发生的断裂及针孔现象，在铝箔上提供优异粘合力，而且能大大降低复合膜的生产成本。
内层PE，具有良好的抗污染性能和热粘性能，即使在封口部位粘有内容物残渣的时候，仍能保持优异的封口效果；同时，通过配方的创新，使得此层PE薄膜具有较好任意方向易撕的性能。具有有较好的物理机械性能和稳定的摩擦系数控制，保证高速包装的正常运行。
下表是该任意向可手撕包装膜与A公司和B公司生产的同类产品主要性能技术指标比较情况，从结果看，该任意向可手撕包装膜已达到甚至超过国内外同类产品指标。
并且该任意向可手撕包装膜成本较低、使用方便、适应现代化快速的自动包装设备，包装速度快，效率高。该产品可以从任意方向撕开，适合出差、旅游的时候使用，极大的改进了消费者的使用便捷度。符合今后包装发展的趋势，具有广泛的市场前景。
该任意向可手撕包装膜经多个客户使用测试后反馈，该项产品的各项指标完全符合任易方向易撕的包装标准，可广泛用于各休闲食品、咖啡粉包、计生用品、护理用品等多领域的包装。该产品使用方便，成本较低，开口平整美观，适用于当前节约成本降低消耗的发展趋势。
该任意向可手撕包装膜在生产过程中“三废”排放能够达到环保要求，不会对环境产生污染。在生产过程中，没有化学反应。加工设备均采用低噪音设备，排气设施完善，空气流通顺畅。所用的材料都无毒，对操作工无危害，对环境无污染。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种任意向可手撕复合包装膜，其特征在于：是由五层不同性能的基材复合而成的PET/PE·EAA/AL/PE/PE复合结构，其中：外层：PET；第一保护层：PE·EAA；阻隔层：AL箔；第二保护层：PE；内层：PE；所述内层PE由电晕层、中间层、热封层组成，其中电晕层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，中间层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，热封层由低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和离子型聚烯烃组成，各组成的重量配比1:1:1～1:2:1。
2.如权利要求1所述的任意向可手撕复合包装膜，其特征在于：所述外层的PET的厚度为11～13μm，阻隔层AL层的厚度为8～10μm，内层PE层的厚度为33～37μm。
3.如权利要求2所述的任意向可手撕复合包装膜，其特征在于：第一保护层为双模头挤出PE、EAA，第二保护层为挤出PE，其中第一保护层中的挤出PE的厚度为6～8μm，第一保护层中的挤出EAA的厚度为7～9μm，第二保护层中的挤出PE的厚度为14～16μm。
4.如权利要求1所述的任意向可手撕复合包装膜，其特征在于：所述外层PET的薄膜基材上分布有穿透微细孔和未穿透孔，薄膜基材表面每平方厘米上存在100-150个穿透微细孔。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的任意向可手撕复合包装膜的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1：原料PET薄膜按正常的工艺流程印刷；
步骤2：制内层PE膜；
步骤3：第一次挤出复合，将外层PET膜置于挤出机一放的位置，将符合要求的阻隔层AL箔置于二放的位置，在一个模头内置入第一保护层的PE挤出粒料，另一个模头内置入第一保护层的EAA挤出粒料，PE和EAA同时挤出复合在PET易撕印刷膜及阻隔层AL箔之间，外层PET侧挤上PE，EAA挤与AL箔一侧，PE和EAA结合，形成PET/PE·EAA/AL箔的复合结构；
步骤4：第二次挤出复合，PET/PE·EAA/AL箔的复合结构放入熟化室中12～24小时，胶水基本固化，再将第二保护层的PE挤出复合在PET/PE·EAA/AL箔复合结构和内层PE之间；
步骤5：分切。
6.如权利要求5所述的任意向可手撕复合包装膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，在完成印刷工序后转入易撕处理工序，所述易撕处理工序为：制作一根凸版辊，表面进行粗糙处理，印刷后的PET膜重新上印刷机，在印刷单元利用金属压辊和粗糙凸版的共同作用使PET微裂化，使PET薄膜基材上分布有穿透微细孔和未穿透孔。
7.如权利要求5所述的任意向可手撕复合包装膜的制备方法，其特征在于：对胶水进行选型，在胶水选型上，选用以下胶水及配方：
第一次挤出复合的胶水及树脂：UK 4501：乙脂＝10：25，EAA5050+1C7A；
第二次挤出复合的胶水及树脂：UK 4501：乙脂＝10：25，1C7A。
8.如权利要求5所述的任意向可手撕复合包装膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述步骤4中的内层PE由电晕层、中间层、热封层组成，其中电晕层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，中间层由低密度聚乙烯及线形低密度聚乙烯组成，其中低密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯的重量比为1:1～1:2，热封层包括低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和离子型聚烯烃，各组成的重量配比1:1:1～1:2:1。
9.如权利要求8所述的任意向可手撕复合包装膜的制备方法，其特征在于：所述内层PE的组成如下：
电晕层：50KgTN00+50Kg扬子7042
中间层：25KgTN00+50Kg扬子7042
热封层：25Kg埃克森100AC+25KgSP0510+25Kg1652SR+1.4Kg100990-K+1.5KgAB-20LD。
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