高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 商品的包裝對(duì)于商品的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、保質(zhì)、美化具有重要作用。傳統(tǒng)的包裝方式主 要是紙箱包裝和捆扎包裝。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步、產(chǎn)品的日新月異，以及人們的 生活更加趨于方便和休閑，對(duì)產(chǎn)品的包裝也有了更高的要求?；诖?，隨著新材料的出現(xiàn)， 人們開(kāi)始采用聚乙烯（PE)包裝膜來(lái)代替紙箱包裝和捆扎，具有節(jié)約材料、降低成本、防潮、 衛(wèi)生、使用方便諸多優(yōu)點(diǎn)，但缺乏優(yōu)良的氣體阻隔性能。尤其是在包裝如調(diào)味品、番茄沙司、 食用面糊、肉制品、乳酪制品、加工過(guò)的水果蔬菜、飲料、化學(xué)品、醫(yī)藥產(chǎn)品等氣味較大、需要 阻隔性防護(hù)的食（藥）產(chǎn)品時(shí)，缺陷明顯。
[0003] 為此在聚乙烯（PE)包裝膜的基礎(chǔ)上亦改良出多層共擠包裝膜，這種膜通常包含 表層、內(nèi)層和芯層，表層通常為耐磨性、爽滑性、加工性好的材料，通常采用茂金屬聚乙烯材 料作為表層（例如茂金屬LLDPE或茂金屬VLDPE)，但暴露了以下問(wèn)題：加工時(shí)擠出扭矩較 大及壓力升高，產(chǎn)量無(wú)法提高，還會(huì)出現(xiàn)融體破碎影響產(chǎn)品封裝性、透明度及外觀。內(nèi)層多 采用聚乙烯材料，也包含有具備一定熱粘合特性和熱收縮特性的聚烯烴類(lèi)材料，比如LDPE、 LLDPE、VLDPE、ULDE、SURLYN、EVA等，確保受熱軟化后能夠緊緊貼敷產(chǎn)品。
[0004] 芯層是阻隔氣體和氣味的主要功能層，對(duì)于包裝膜的防護(hù)性能起到關(guān)鍵的作用， 目前市場(chǎng)上的各類(lèi)多層共擠包裝膜的芯層均采用單一層的氣體阻隔材料（比如聚偏二氯 乙烯PVDC或乙烯-乙烯醇共聚物），雖然具備一定的氣體阻隔功能，但缺點(diǎn)是效能差，且原 料價(jià)格昂貴。尤其是當(dāng)單一原料的聚偏二氯乙烯想要達(dá)到較好的阻隔效能時(shí)，其往往需要 增加功能層的厚度，這樣無(wú)疑進(jìn)一步加大了生產(chǎn)成本；并且氣體阻隔材料的功能層占據(jù)較 大的比例后也會(huì)影響表層和內(nèi)層原料的使用，從而降低作為（熱封）收縮層的內(nèi)層材料的 熱封性能、收縮性能及熱封強(qiáng)度，同時(shí)降低表層原料的應(yīng)有的效能。且單一芯層（比如聚偏 二氯乙烯PVDC，其本身的沖擊強(qiáng)度，耐穿刺性，耐低溫性，抗粘連爽滑性及制袋性、抗污性、 光學(xué)性能和透明度都較差，影響包裝膜整體質(zhì)量的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是：提供一種高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜，旨在有效解決目前 采用單一芯層的共擠包裝膜氣體阻隔性差、制造成本高的缺陷。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜，包括表層、內(nèi)層 和它們之間的芯層，其特征在于所述芯層包含共擠復(fù)合生成的第一芯層、第二芯層和第三 芯層，以及與第三芯層藉由粘合層粘合的第四芯層，所述第一芯層與表層之間，及所述第四 芯層與內(nèi)層之間也通過(guò)粘合層粘合；所述第一、二、三、四芯層的厚度比為（1~3): (1~ 5) : (1~4) : (1~5);并且所述的第一芯層為聚酰胺層；第二芯層為乙烯-乙烯醇共聚物 層；第三芯層為聚偏二氯乙烯層，包含由98Wt%的聚偏二氯乙烯和2Wt%的加工助劑所組 成的混合物，所述聚偏二氯乙烯為偏二氯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚合物，熔點(diǎn)150°C、密度1. 7g/cm3,所述加工助劑為環(huán)氧大豆油；第四芯層為聚乙烯層。
[0007] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述第四芯層包含線(xiàn)性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、線(xiàn)性 中密度聚乙烯中的一種或幾種的混合物，密度0. 90~0. 92g/cm3,熔融指數(shù)均為0. 35~ 0.78g/10min〇
[0008] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述表層為聚酰胺、聚烯烴和聚酯中的一種或兩種按任意比 例的混合物。
[0009] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述表層包含聚酰胺、聚烯烴和聚酯，聚酰胺的重量范圍為 20%~40%，聚烯烴的重量范圍為0%~40%，聚酯的重量范圍為40%~80%。
[0010] 更進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述聚烯烴包含樹(shù)脂a和樹(shù)脂b，其中樹(shù)脂a的重量含量 范圍為0%~60%，樹(shù)脂b的重量含量范圍為40%~100% ;所述樹(shù)脂a密度為0.88~ 0.917g/cm3,系乙烯-a烯烴共聚物或多種乙烯-a烯烴共聚物的混合物，其中a烯烴是丙 烯、丁烯、己烯-1或辛烯-1，且重量含量為1 %~20%;所述樹(shù)脂b為乙烯與甲基丙烯酸、丙 烯酸、醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯的共聚物，其中羧酸單體的重量含量為5%~ 25%〇
[0011] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述內(nèi)層為聚乙烯層，包含線(xiàn)性低密度聚乙烯、超低密度聚乙 烯、線(xiàn)性中密度聚乙烯中的一種或幾種的混合物，密度0. 90~0. 92g/cm3,熔融指數(shù)均為 0?35 ~0?78g/10min。
[0012] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述第一芯層、第二芯層、第三芯層和第四芯層的總厚度為 12~20微米。
[0013] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述表層的厚度為8~10微米，內(nèi)層的厚度范圍是19~24 微米，所述每層粘合層的厚度均為3~5微米。
[0014] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述粘合層包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或馬來(lái)酸酐改性乙 烯聚合物，包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物時(shí)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量 百分含量為5%~25%，密度為0.93~0.94g/cm3。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0016] 1、本發(fā)明技術(shù)方案克服了常規(guī)多層共擠包裝膜采用單一聚偏二氯乙烯芯層時(shí)氣 體阻隔性差、成本高的缺陷；其通過(guò)一定厚度比來(lái)復(fù)合聚酰胺、乙烯_乙烯醇共聚物、聚偏 二氯乙烯和聚乙烯四種功能芯層，確保優(yōu)良的氣體阻隔性能的前提下，減少了單一聚偏二 氯乙烯的運(yùn)用，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本（成本節(jié)約達(dá)25~30% )和市場(chǎng)售價(jià)，提高了產(chǎn)品 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，帶來(lái)了極為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0017] 2、本發(fā)明屬于改良空氣阻隔性能的真空包裝材料，尤其當(dāng)運(yùn)用于調(diào)味品、番茄沙 司、食用面糊、肉制品、乳酪制品、加工過(guò)的水果蔬菜、飲料、化學(xué)品、醫(yī)藥產(chǎn)品等氣味較大、 需要阻隔性防護(hù)的食（藥）產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生非常好的效果，氣體阻隔性能提升10~15%;肉制 品、乳酪制品的氣體阻隔實(shí)驗(yàn)中，氧氣、水蒸汽的氣體透過(guò)率（透過(guò)系數(shù)）下降30~45%。
[0018] 3、本發(fā)明的技術(shù)方案相當(dāng)于在原先單一的聚偏二氯乙烯芯層中引入了聚酰胺、乙 烯-乙烯醇共聚物和聚乙烯，能夠改善芯層的沖擊強(qiáng)度，耐穿刺性，耐低溫性，抗粘連爽滑 性及制袋性、抗污性、光學(xué)性能和透明度，提升包裝膜整體質(zhì)量。
[0019] 4、本發(fā)明同時(shí)對(duì)多層共擠包裝膜的表層材料進(jìn)行改進(jìn)，取消了茂金屬聚乙烯材料 的使用，克服了原先包裝膜擠出扭矩大，產(chǎn)量小，且易融體破碎（低溫脆）影響美觀和強(qiáng)度 的缺陷。并且改良的方案中通過(guò)混合限定聚酰胺、聚烯烴和聚酯的比例確保表層具有獨(dú)特 性能，如優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度，耐穿刺性，耐低溫性，低的揮發(fā)性，抗粘連爽滑性及制袋性；同時(shí) 具備一定的熱封性能，好的抗污性，光學(xué)性能，透明度較好，以及好的氣體阻隔性。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0021] 圖1為本發(fā)明高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 其中：1、表層；2、第一芯層；3、第二芯層；4、第三芯層；5、第四芯層；6、內(nèi)層；7、粘 合層。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖1所述，本發(fā)明的高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜，概述呈九層結(jié)構(gòu)，包括 表層1、第一芯層2、第二芯層3、第三芯層4、第四芯層5和內(nèi)層6,其中第三芯層4和第四 芯層5之間、第一芯層2與表層1之間、第四芯層5與內(nèi)層6間均藉由粘合層7粘合。所述 表層1的厚度為8~10微米，內(nèi)層6的厚度范圍是19~24微米，所述每層粘合層7的厚 度均為3~5微米。而第一芯層2、第二芯層3、第三芯層4和第四芯層5的總厚度為12~ 20微米，并且第一芯層2、第二芯層3、第三芯層4和第四芯層5的厚度比為（1~3) : (1~ 5) : (1 ~4) : (1 ~5) 〇
[0024] 所述的第一芯層2為聚酰胺層，所述第二芯層3為乙烯-乙烯醇共聚物層；所述第 三芯層4為聚偏二氯乙烯層，包含由98Wt%的聚偏二氯乙烯和2Wt%的加工助劑所組成的 混合物，所述聚偏二氯乙烯為偏二氯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚合物，熔點(diǎn)150°C、密度1. 7g/cm3， 所述加工助劑為環(huán)氧大豆油；所述第四芯層5為聚乙烯層，包含線(xiàn)性低密度聚乙烯、超低密 度聚乙烯、線(xiàn)性中密度聚乙烯中的一種或幾種的混合物，密度0. 90~0. 92g/cm3,熔融指數(shù) 均為 0? 35 ~0? 78g/10min。
[0025] 所述表層1為聚酰胺、聚烯烴和聚酯中的一種或兩種按任意比例的混合物?；蛘?所述表層包含聚酰胺、聚烯烴和聚酯，聚酰胺的重量范圍為20%~40%，聚烯烴的重量范 圍為0%~40%，聚酯的重量范圍為40%~80%。其中所述聚烯烴包含樹(shù)脂a和樹(shù)脂b， 其中樹(shù)脂a的重量含量范圍為0%~60%，樹(shù)脂b的重量含量范圍為40%~100%;所述樹(shù) 脂a密度為0.88~0.917g/cm3,系乙烯-a烯烴共聚物或多種乙烯-a烯烴共聚物的混合 物，其中a烯烴是丙烯、丁烯、己烯-1或辛烯-1，且重量含量為1%~20%;所述樹(shù)脂b為 乙烯與甲基丙烯酸、丙烯酸、醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯的共聚物，其中羧酸單 體的重量含量為5%~25%。所述內(nèi)層6為聚乙烯層，包含線(xiàn)性低密度聚乙烯、超低密度聚 乙烯、線(xiàn)性中密度聚乙烯中的一種或幾種的混合物，密度0. 90~0. 92g/cm3,熔融指數(shù)均為 0?35 ~0?78g/10min。
[0026] 所述粘合層7包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或馬來(lái)酸酐改性乙烯聚合物，包含乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物時(shí)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量百分含量為5%~ 25%，密度為0.93~0.94 8/〇113。
[0027] 該包裝膜具有良好的氧氣和水蒸汽阻隔性、高的收縮率，好的抗污染性、熱封性及 抗穿刺性能，尤其適合用于如調(diào)味品、番茄沙司、食用面糊、肉制品、乳酪制品、加工過(guò)的水 果蔬菜、飲料、化學(xué)品、醫(yī)藥產(chǎn)品等氣味較大、需要阻隔性防護(hù)的食（藥）產(chǎn)品的保鮮包裝。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 結(jié)合圖1所示，本實(shí)施例的高氣體阻隔性能的多層共擠包裝膜，表層1厚度：8微 米，內(nèi)層6厚度19微米，第一芯層2、第二芯層3、第三芯層4和第四芯層5的厚度均為3微 米，粘合層7厚度為3微米。
[0030] 各層原料，表層1 :聚酰胺80kg;第一芯層2 :聚酰胺50kg;第二芯層3 :乙稀-乙 烯醇共聚物層l〇〇kg;第三芯層4 :98kg偏二氯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚合物（熔點(diǎn)150°C、密 度1. 7g/cm3)和2kg的環(huán)氧大豆油；第四芯層5 :線(xiàn)性低密度聚乙稀50kg，密度0. 90g/cm3， 熔融