一种液态乳制品包装袋及其制造方法与流程

本发明涉及包装材料，尤其涉及一种液态乳制品包装袋及其制造方法。

背景技术：

1、液态乳制品，是指以牛乳或羊乳及其加工制品为主要原料，加入或不加入适量的维生素、矿物质和其他辅料，使用法律法规及标准规定所要求的条件，加工制作的液体乳。

2、随着我国液态乳工业的迅速发展，无添加防腐剂液态乳成为了当前食品工业中最受欢迎的种类，解决了人们所担心的食品添加剂隐患问题，但随之而来的便是液态乳制品如何在包装、运输以及贮藏过程中有效保存的难题。

3、液态乳制品包装袋是乳制品包装的必要条件，其用于保护食品，使食品在离开工厂到消费者手中的流通过程中，防止生物、化学、物理等外来因素的损害，也具有维持食品本身稳定质量的功能。因此液态乳制品包装袋不仅可以方便不同区域的人们食用，减少地域限制，而且能保证乳制品的口感和质量，保证人们随时食用。

4、现有液态乳制品包装袋一般为七层共挤方法制得的共挤高阻隔包装膜，其结构是(pe+白色母)/(pe+白色母)/tie/evoh/tie/(pe+黑色母)/(pe+黑色母)。而为了保证薄膜的适用性，分别在外层与次外层添加白色母料(成分钛白粉)，内层与次内层添加黑色母(成分碳黑)，这样内层的黑色母料在包装后直接与液奶接触，不仅会影响内容物的卫生性，而且薄膜整体厚度大，若降低其薄膜厚度，则容易导致物理机械性能较差，阻隔性下降，漏包率较高。

5、沸石分子筛作为一种无机晶体材料，具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔相连，内部的孔穴可起到吸附分子的作用。由于孔穴的洁净性质，分子筛的孔径分布非常均一，其具有非常优越的特性，目前沸石分子筛的应用已遍及石油化工、环保、生物工程、食品工业、医药化工等领域。

6、沸石分子筛具有规整的分子结构与高水热稳定性，用于液体包装袋领域，不仅具有极好的增韧效果，而且热稳定好，可有效保证内容物的卫生性，但沸石分子筛亲水性强，会导致包装袋阻隔性能极差，液态乳制品货架期短。目前现有技术还未发现将沸石分子筛用于包装袋领域。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种液态乳制品包装袋及其制造方法。

2、一种液态乳制品包装袋，采用三层复合层结构，由外至内依次为外层、中间结构层和内层。

3、外层原料包括：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-α烯烃、钛白粉、有机化高阻隔沸石分子筛；低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-α烯烃、钛白粉、有机化高阻隔沸石分子筛的质量比为20-40：5-15：2-10：5-15：1-5。

4、中间结构层原料包括：乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯；乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯的质量比为40-60：2-10：5-15。

5、内层原料包括：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、有机化高阻隔沸石分子筛；低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、有机化高阻隔沸石分子筛的质量比为15-25：10-30：5-15。

6、优选地，有机化高阻隔沸石分子筛采用氧化石墨烯接枝并包覆在有机化沸石分子筛表面，所述有机化沸石分子筛为沸石分子筛表面包覆有聚合物膜层。

7、优选地，有机化高阻隔沸石分子筛采用如下步骤制取：将有机化沸石分子筛与氧化石墨烯加入至水中，60-80℃搅拌2-6h，离心，真空干燥，加入至氢碘酸溶液中，90-100℃搅拌1-2h，离心，水洗至中性，干燥得到有机化高阻隔沸石分子筛。

8、优选地，有机化沸石分子筛与氧化石墨烯的质量比为6-10：1-5，氢碘酸溶液的质量分数为30-50％。

9、优选地，有机化沸石分子筛采用如下步骤制取：将沸石分子筛、聚酰亚胺、多巴胺加入至tris-hcl溶液搅拌2-5h，离心，洗涤，真空干燥，加入至乙腈中分散均匀，加入4-乙烯基吡啶搅拌1-2h，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈，氮气保护下50-70℃搅拌10-15h，离心，洗涤，真空干燥得到有机化沸石分子筛。

10、优选地，沸石分子筛、聚酰亚胺、多巴胺、4-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈的质量比为4-8：1-2：0.01-0.1：1-3：0.1-1：0.01-0.1。

11、优选地，所述包装袋总厚度为25-50μm，外层、中间结构层、内层的厚度之比为5-10：15-25：5-15。

12、上述液态乳制品包装袋制造方法，包括如下步骤：将外层原料、中间结构层原料和内层原料分别混合均匀，然后分别加入至第一挤出机、第二挤出机、第三挤出机的料斗中进行预热，根据厚度将外层原料、中间结构层原料、内层原料经挤出机模口共流延挤出，再经牵伸辊引流至冷却辊冷却得到液态乳制品包装袋。

13、优选地，预热温度为150-220℃，预热时间为10-30min。

14、本发明的技术效果如下所示：

15、本发明采用三层共挤使包装袋的厚度不仅可降低至50μm以下，而且机械性能更好，冲击强度高，尺寸更加稳定，阻隔性能好，有效延长液态乳制品包装袋货架期。

16、本发明在外层与内层中采用有机化高阻隔沸石分子筛，通过将聚酰亚胺接枝在沸石分子筛表面，在4-乙烯基吡啶配合下与乙二醇二甲基丙烯酸酯反应，产物在沸石分子筛上结合形成一层聚合物膜层，在保证沸石分子筛规整结构的基础上，可有效增强其阻隔性能；而由于其表面含有氨基和羟基基团，可与二维片层氧化石墨烯结合，片层状氧化石墨烯包覆并结合在沸石分子筛表面，不仅极大增强了沸石分子筛的疏水性，而且堆叠的纳米石墨烯结构可有效构筑表面粗糙度，协同构成微纳米尺度粗糙结构。

17、有机化高阻隔沸石分子筛与低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯配合，亲和性极高，相容性好，使内层具有超疏水性，用于乳制品包装袋时不仅具有良好的化学稳定性、耐温性能，而且阻隔性能优异。

18、本发明所得包装袋不仅使直接接触牛奶的内层可以完全不使用色母料，而且阻隔性能比七层共挤膜更好，有效延长牛奶保质期，同时由于有机化高阻隔沸石分子筛的分子筛表面聚合一层有机物，配合其表面接枝包覆的片层氧化石墨烯，既使外层和内层的层间形成柔性链结构，又可与中间结构层复配，在大大降低包装袋厚度的基础上，包装袋的耐冲击性能极为优异，有效防止包装袋出现冲击破裂现象，同时有机化高阻隔沸石分子筛在内层结构形成超疏水结构层，大大提高其密封性，扩展了包装袋的应用适应性，尤其在液态乳保存方面效果极佳。

技术特征：

1.一种液态乳制品包装袋，其特征在于，所述包装袋采用三层复合层结构，由外至内依次为外层、中间结构层和内层；

2.根据权利要求1所述液态乳制品包装袋，其特征在于，有机化高阻隔沸石分子筛采用氧化石墨烯接枝并包覆在有机化沸石分子筛表面，所述有机化沸石分子筛为沸石分子筛表面包覆有聚合物膜层。

3.根据权利要求1或2所述液态乳制品包装袋，其特征在于，有机化高阻隔沸石分子筛采用如下步骤制取：将有机化沸石分子筛与氧化石墨烯加入至水中，60-80℃搅拌2-6h，离心，真空干燥，加入至氢碘酸溶液中，90-100℃搅拌1-2h，离心，水洗至中性，干燥得到有机化高阻隔沸石分子筛。

4.根据权利要求3所述液态乳制品包装袋，其特征在于，有机化沸石分子筛与氧化石墨烯的质量比为6-10：1-5，氢碘酸溶液的质量分数为30-50％。

5.根据权利要求2所述液态乳制品包装袋，其特征在于，有机化沸石分子筛采用如下步骤制取：将沸石分子筛、聚酰亚胺、多巴胺加入至tris-hcl溶液搅拌2-5h，离心，洗涤，真空干燥，加入至乙腈中分散均匀，加入4-乙烯基吡啶搅拌1-2h，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈，氮气保护下50-70℃搅拌10-15h，离心，洗涤，真空干燥得到有机化沸石分子筛。

6.根据权利要求5所述液态乳制品包装袋，其特征在于，沸石分子筛、聚酰亚胺、多巴胺、4-乙烯基吡啶、乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈的质量比为4-8：1-2：0.01-0.1：1-3：0.1-1：0.01-0.1。

7.根据权利要求1所述液态乳制品包装袋，其特征在于，所述包装袋总厚度为25-50μm，外层、中间结构层、内层的厚度之比为5-10：15-25：5-15。

8.一种如权利要求1-7任一项所述液态乳制品包装袋制造方法，其特征在于，包括如下步骤：将外层原料、中间结构层原料和内层原料分别混合均匀，然后分别加入至第一挤出机、第二挤出机、第三挤出机的料斗中进行预热，根据厚度将外层原料、中间结构层原料、内层原料经挤出机模口共流延挤出，再经牵伸辊引流至冷却辊冷却得到液态乳制品包装袋。

9.根据权利要求8所述液态乳制品包装袋制造方法，其特征在于，预热温度为150-220℃，预热时间为10-30min。

技术总结
本发明公开了一种液态乳制品包装袋，采用三层复合层结构，由外至内依次为外层、中间结构层和内层；外层原料包括：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯‑α烯烃、钛白粉、有机化高阻隔沸石分子筛；低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯‑α烯烃、钛白粉、有机化高阻隔沸石分子筛的质量比为20‑40：5‑15：2‑10：5‑15：1‑5；中间结构层原料包括：乙烯‑乙烯醇共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯；乙烯‑乙烯醇共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯的质量比为40‑60：2‑10：5‑15；内层原料包括：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、有机化高阻隔沸石分子筛。本发明公开了一种液态乳制品包装袋制造方法。

技术研发人员：李鹏,邢彬,种丽娟,朱峰,陈胜
受保护的技术使用者：安徽紫金新材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15