表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种对氧气和水蒸气具有高阻隔性能的药品包装用塑料薄膜，属于包装技术领域。
【背景技术】
[0002]众所周知，高阻隔性包装材料对食品用复合膜而言一般是指高阻氧材料，如尼龙膜(PA)、乙烯/乙烯醇共聚物(EV-OH)，但是对于药品包装而言，药品是一种高附加值，安全性可靠性要求高的特殊商品，绝大多数药品对水蒸气敏感，容易吸湿受潮而丧失药效；更有一些特殊的药品，其有效成分对氧气敏感，极易被氧化而失去药效，因而为了确保药品在货架期内的安全有效性，同时延长其保质期，这就要求药品包装材料必须具有较高的阻隔性能，尤其是对于氧气和水蒸气而言。目前在高阻隔药品包装材料中，主要有以下几种:纯铝箔复合材料、真空镀铝膜、多层结构复合膜、PVDC(聚偏二氯乙烯)涂覆膜、等离子体化学气相沉积S1x膜。
[0003]除中药饮片和低档冲剂的包装外，药品包装复合膜基本以纯铝箔复合材料为主，但是铝箔是不同于塑料的一种特殊材料，铝箔复合膜中的铝箔层在包装、运输、销售过程中的压穿、压断、折裂等问题，会导致高阻隔性铝箔层被破坏，虽然不会产生漏气，但其阻隔性能就大大打了折扣，严重影响了产品的保质期，而且该复合膜会消耗大量的金属铝材料，并且废弃铝箔的再回收利用也比较困难。
[0004]真空镀铝膜是在高真空状态下将铝蒸发到各种基膜上，其镀铝层薄。该薄膜除了具有塑料基膜的特性外，还具有装饰性和良好的阻透性，尤其是各种塑料基材经镀铝后，透光率、透氧率(OTR)和水蒸气透过率(WVTR)降低几十倍或上百倍，)降低几十倍或上百倍，
[0005]多层结构医用包装薄膜一般采用PE/粘接剂/PA/粘接剂/PE/粘结剂/PA/粘接剂/PE9层结构，也可用PP (聚丙烯)代替PA，其他结构一样，厚度通常为0.05?0.4mm。目前共挤薄膜的层数在不断增加，已有多家公司能够生产8层、9层甚至11层的医用包装薄膜。粘接剂/PE9层结构，也可用PP (聚丙烯)代替PA，其他结构一样，厚度通常为0.05?类复合膜的生产线主要是从国外进口，这就大大增加了药品包装的制作成本。
[0006]PVDC涂布复合膜在药品包装中已获广泛应用，可起到阻湿、保味、防潮等作用。目前市面上的PVDC实际上是偏二氯乙烯(VDC)与氯乙烯或丙烯酸单体的共聚物，单体含量通常为75 %?90 %。在高阻隔医药包装中，它通常作为涂覆材料使用，在PP、PE、CPP, PET薄膜上涂布2?4ymPVDC的复合薄膜，可使其透气性、透湿性最适用于制造药品的泡罩包装膜和包装颗粒料、散剂等复合包装袋。
[0007]与其他包装材料相比，PVDC的综合阻隔性能首屈一指。实验表明，在24小时内，温度为30.8°C、相对湿度为90%的条件下，每平方米PVDC面积上的WVTR仅为0.8至4.7克，而PA膜为372至430克，PE膜为18.6克；在24小时内，温度为20.3°C、相对湿度为60%的条件下，厚度为24.7微米的PVDC，其OTR仅为1.2至26.7毫升，而PA膜为40.3毫升，PE膜为3875至8000毫升。在美国，PVDC制品被确定为无毒安全的塑料材料，可用于食品包装；在德国，PVDC包装材料被誉为绿色包装材料，拥有“绿色”标志；日本、韩国目前市场上流通的小包装食品、药品、化工产品等，有60%左右采用PVDC制品包装。PVDC自问世以来，就以其优异的阻气防潮性、耐油脂性、隔味性、低温热封性等，在当今五彩缤纷的塑料包装世界中，成为综合阻隔性能最好的一种包装材料。
[0008]PVDC是高科技新产品，技术含量高、难度大，不论是聚合工艺，还是塑料加工，都需要有很大投入。目前国内用于药用包装材料生产的PVDC全部由国外进口，这些产品均获得美国FDA(美国食品药品管理局)的认可，可以用于药品和食品的包装。国内已有厂家生产PVDC乳液，但质量与进口的相比尚有较大差距，主要表现在阻隔性、涂布均匀性、稳定性、卫生性等方面。PVDC产品的阻隔性能固然很优秀，但是其生产技术被垄断，我国只能依靠进口，所以其成本很高，在国内未能得到大范围的使用。
[0009]综上所述，迫切需要开发一项新产品，使其既能达到药品包装所需要的高阻隔性能，还能做到生产工艺简单，制作成本低，因此对现在广泛使用的PE膜进行表面改性，利用等离子体的方法和利用原子层沉积的方法在其表面沉积有机S1xm米涂层和无机Al 203纳米涂层不失为一种有效的方法，因为PE膜生产工艺简单，成本低，改性成本也很低且环保，加之目前在国内普通药品包装中广泛使用，具有良好的市场应用空间，所以对其改性后应该会成为一种行之有效的高阻隔药品包装用薄膜【实用新型内容】
[0010]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜，该薄膜由厚度为50-150微米的PE薄膜、2-5层的有机S1x纳米涂层、2-4层的无机Al2O3纳米涂层组成。这种薄膜可以大大提高对氧气和水蒸气的阻挡性能，可以应用于药品包装，而且制作工艺简单，成本低廉。
[0011]本实用新型所采用的技术方案是:
[0012]表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜，其在PE薄膜(I)的表面依次交替沉积有有机纳米S1x涂层(2)和无机纳米Al 203涂层(3)，其中最上层必须为有机纳米S1x涂层⑵；有机纳米S1x涂层⑵为2-5层，无机纳米Al2O3涂层(3)为1_4
层O
[0013]所述PE薄膜⑴的厚度为50-150微米。
[0014]每层有机纳米S1x涂层(2)的厚度为30-50纳米，每层无机纳米Al2O3涂层(3)的厚度为5-15纳米。
[0015]以目前市场上广泛使用的PE薄膜作为包装材料，其厚度为50-150微米，首先在一定真空度下利用氧气等离子体对其表面进行放电处理，增加其表面能，目的是提高后续S1x纳米涂层的附着力；然后再利用等离子体增强化学气相沉积技术在PE薄膜表面沉积一层30-50纳米厚度的有机S1x涂层，最后利用原子层沉积技术再沉积一层5-15纳米厚度的无机Al2O3纳米涂层。有机S1 x涂层和无机Al 203纳米涂层交替层叠于PE薄膜表面，二者的层数可以改变薄膜对氧气和水蒸气的阻隔效果。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:由于在沉积有机S1xm米涂层之前，对PE薄膜表面进行了氧气等离子体处理，增加了 PE薄膜表面的表面能，有利于有机S1xm米涂层的沉积，可以大大提高有机S1x纳米涂层的附着力；沉积有机S1 ,纳米涂层的作用是为了无机Al2O3纳米涂层的沉积与附着，虽然有机S1 x纳米涂层在一定厚度时也具有一定的阻隔性能，但是远没有无机Al2O3纳米涂层的阻隔效果好，但是无机Al 203纳米涂层与有机PE薄膜的附着力非常差，导致其不易沉积，极易脱落。而有机S1x纳米涂层的结构为有机成分结构和无机成分结构，有机成分结构可以更好的使其和PE薄膜表面附着，无机成分结构可以更好的使其和无机Al2O3纳米涂层更好的附着。所以在PE薄膜上采用这种有机S1xm米涂层和无机Al 203纳米涂层的交替层叠结构，可以大大提高PE薄膜对氧气和水蒸气的阻挡效果。
【附图说明】
[0017]图1为高阻隔药品包装用PE薄膜的截面结构图；
[0018]图中:1、PE薄膜，2、有机纳米S1x涂层，3、无机纳米Al2O3涂层。
【具体实施方式】
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[0019]选取PE薄膜作为基底薄膜，厚度为50-150微米，可根据不同包装物的包装要求而定；在PE薄膜表面沉积纳米涂层之前，先将PE薄膜用95%乙醇浸泡超声清洗3分钟，然后氮气吹干立即放入镀膜室，抽真空至1.0Pa，通入氧气进行放电3分钟，利用产生的氧等离子体对PE薄膜表面进行轰击，以提高PE薄膜表面的表面能，有利于后续纳米S1x涂层的沉积。氧等离子体轰击完毕后，通入有机硅单体进行纳米氧化硅涂层的沉积，沉积厚度为30-50纳米；然后利用原子层沉积的方法，再在纳米S1x*层的表面沉积无机纳米氧化铝薄膜，沉积厚度为5-15纳米；最后再沉积一层纳米S1x涂层作为无机氧化铝薄膜的表面保护层，此为一完整的有机-无机-有机复合涂层。可以将PE薄膜的氧气透过率由原来的3000ml/m2/day下降到30ml/m2/day，水蒸气透过率可由原来的20g/m2/day下降到5g/m2/day ο为了获得更好的阻隔效果，可以制备多层有机-无机-有机复合涂层，即将有机纳米S1x*层和无机纳米Al 203涂层的层数增加，优选有机纳米S1x涂层的层数为2-5层，无机纳米Al2O3涂层的层数为1-4层。
[0020]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0021]如图1所示，高阻隔药品包装用PE薄膜由PE薄膜1、有机纳米S1x涂层2和无机纳米Al2O3涂层3组成，有机纳米S1 x涂层2直接沉积于PE薄膜I表面，无机纳米Al 203涂层3沉积于有机纳米S1x涂层2的表面，为了获得更好的阻隔效果，可以增加有机纳米S1x涂层2、无机纳米Al2O3涂层3的层数，有机纳米S1x涂层2必须位于整个产品的最外侧。
【主权项】
1.表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜，其特征在于:其在PE薄膜(I)的表面依次交替沉积有有机纳米S1x涂层(2)和无机纳米Al2O3涂层(3)，其中最上层必须为有机纳米S1x涂层(2);有机纳米S1x涂层(2)为2-5层，无机纳米Al2O3涂层(3)为 1-4 层。
2.根据权利要求1所述的表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜，其特征在于:所述PE薄膜(I)的厚度为50-150微米。
3.根据权利要求1所述的表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜，其特征在于:每层有机纳米S1x涂层(2)的厚度为30-50纳米，每层无机纳米Al 203涂层(3)的厚度为5-15纳米。
【专利摘要】表面镀有多层复合纳米涂层的药品包装用高阻隔塑料薄膜，属于包装技术应用领域。包括包装材料PE薄膜，厚度为50-150微米，利用等离子体增强化学气相沉积技术和原子层沉积技术在PE薄膜表面分别先后沉积纳米级别厚度的有机SiOX和无机Al2O3纳米涂层，有机SiOx涂层的厚度为30-50纳米，无机Al2Ox涂层的厚度为5-15纳米，本实用新型通过控制有机SiOx涂层和Al2O3涂层的层数，可以实现对水蒸气、氧气的不同阻挡效果，适应于对水蒸气、氧气敏感的药品的软塑料包装，可以大大延长药品的货架期或保质期。
【IPC分类】B32B9-00, B32B27-06
【公开号】CN204398441
【申请号】CN201420701920
【发明人】闫维明, 谢志强, 倪铭, 霍明超, 陈红娟, 杲晓龙
【申请人】北京印刷学院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年11月20日