一种大容量液体无菌包装复合膜的制作方法

本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种大容量液体无菌包装复合膜。

背景技术

液体包装膜现已经广泛用于牛奶、调味品、饮料、袋装饮用水等液体软包装，一般的复合膜结构不能满足在线高温双氧水杀菌的要求，而且由于聚乙烯经过高温烘干后无法顺利包装，因此聚乙烯一般不作为复合膜的外层膜。目前包装复合膜一般应用在小容量的液体包装上，无法满足大容量的液体包装，现有的包装复合膜无法满足高跌落强度的要求也很难解决复合膜包装针孔的问题；现有的bib(baginbox)包装需要与硬包装搭配使用，包装效率低，包装成本高。为了降低生产成本和包装效率需要研发一种具有高机械强度，可以应用于大容量液体包装的无菌复合膜。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于包装大容量液体的无菌复合膜，该复合膜具有高机械强度、抗跌落性和耐针孔等性能，可以满足在线双氧水高温杀菌的要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种大容量液体无菌包装复合膜，包括由内至外依次设置的非对称pe吹制膜层、双层拉伸尼龙复合层和对称pe共挤膜层；所述非对称pe吹制膜层包括由内至外依次设置的热封膜层、中间膜层和复合膜层；所述对称pe共挤膜层包括由内至外依次设置的pe膜层、粘结层、尼龙膜层、粘结层和pe膜层；所述非对称pe吹制膜层、双层拉伸尼龙复合层和对称pe共挤膜层各膜层之间通过干式复合法复合而成，所述复合膜的厚度为130～150μm。

采用双层拉伸尼龙(opa)复合层结构，提高了复合膜的机械强度，相比于传统复合膜适用于包装小容量液体，本复合膜适用于包装容量在10l以上的大容量液体，使得高蛋白内容物可在无菌状态下常温储存。所述双层拉伸尼龙复合层结构在复合膜中起到骨架的作用

采用对称结构设计，采用对称pe共挤膜层和非对称pe吹制膜层分别设置在双层拉伸尼龙复合结构两侧的夹层结构，保护双层拉伸尼龙复合结构免受水及羟基的影响，发明人通过4层的结构设计、并将非对称pe吹制膜层、双层拉伸尼龙复合层和对称pe共挤膜层的结构特点与材料性能结合起来、同时考虑到相邻层之间的材料的相容性，通过大量的创造性的劳动，最终获得的复合膜可以用于高温双氧水杀菌的要求，实现在线60℃双氧水杀菌并热风烘干的无菌灌装。通过强氧化剂杀菌后，本发明复合膜在高温状态下，摩擦系数稳定。

本领域技术人员公知，复合膜挤出复合材料的结构的不同以及每层所采用的材料的不同将极大地影响膜材料的性能。通过特殊的结构设计以及对复合膜组成配方的设计，达到常温状态下包装10l以上液体内容物抗跌落、不破袋、不渗透的要求。该复合膜为卷膜形式，可用于在线灌装，提高了灌装的效率。

作为优选的技术方案，所述非对称pe吹制膜层的中间膜层和复合膜层采用熔融指数为0.8～1.2g/10min的茂金属树脂与低密度聚乙烯制成，所述茂金属树脂的添加量为80～90份，所述低密度聚乙烯的添加量为10～15份，所述助剂的添加量为3～5份。

与奶浆接触的非对称pe吹制膜层采用不同型号的茂金属树脂与低密度聚乙烯共而成。本领域技术人员公知，不同型号的茂金属树脂具有截然不同的理化性质，发明人通过大量的创造性的劳动，最终确定中间膜层和复合膜层采用高强度韧性，高抗刺穿和低温热封性良好的茂金属树脂；热封层采用较低的热起封温度和较宽的热风窗口的茂金属树脂，提高了非对称pe吹制膜层的封合强度。

作为优选的技术方案，所述非对称pe吹制膜层的热封层采用熔点为100～110℃的茂金属树脂与低密度聚乙烯制成。

作为优选的技术方案，所述非对称pe吹制膜层与双层拉伸尼龙复合层通过双组份聚氨酯胶黏剂通过干式复合法连接，所述干基胶量为4～5g/m²。

作为优选的技术方案，所述对称pe共挤膜的pe膜层采用中密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯与线型聚乙烯共混制得；所述中密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯的添加量为60～80份，所述线型聚乙烯的添加量为20～30份，所述助剂的添加量为5～10份。

作为优选的技术方案，所述对称pe共挤膜中添加的助剂分别为爽滑剂4～6份，防粘剂2～4份。通过添加爽滑剂和防粘剂等其它助剂达到耐高温、耐氧化以及摩擦系数稳定的作用。

本发明的优点和有益效果在于：在传统的液体包装复合膜的基础上引入双层拉伸尼龙复合结构，该结构显著提高复合膜的机械性能，使得该复合膜具有良好的抗跌落性能和耐针孔性能；与液态包装内容物相接触的包装膜采用新型pe复合结构，提高了包装复合膜的封合强度，相比于传统通过直接增加膜厚度提高包装膜机械强度的方式，本发明的无菌包装复合膜具有优良的耐揉搓，耐折性，适用于包装大容积液体软包装。

附图说明

图1是本发明注射用钝针的结构示意图；

图中：1、非对称pe吹制膜层；1-1、热封层；1-2、中间膜层；1-3、复合膜层；2、双层拉伸尼龙复合层；3、非对称pe吹制膜层；3-1、pe膜层；3-2、粘结层；3-3、尼龙膜层；3-4、粘结层；3-5、pe膜层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种大容量液体无菌包装复合膜，包括由内至外依次设置的非对称pe吹制膜层、双层拉伸尼龙复合层和对称pe共挤膜层；所述非对称pe吹制膜层包括由内至外依次设置的热封膜层、中间膜层和复合膜层；所述对称pe共挤膜层包括由内至外依次设置的pe膜层、粘结层、尼龙膜层、粘结层和pe膜层；所述非对称pe吹制膜层、双层拉伸尼龙复合层和对称pe共挤膜层各膜层之间通过干式复合法复合而成，所述复合膜的厚度为130～150μm。所述双层拉伸尼龙复合层采购自三井公司、东鸿公司和长塑公司。

所述非对称pe吹制膜层的中间膜层和复合膜层采用熔融指数为0.8～1.2g/10min的茂金属树脂与低密度聚乙烯制成，所述茂金属树脂的添加量为80～90份，所述低密度聚乙烯的添加量为10～15份，所述助剂的添加量为3～5份。所述中间膜层和复合膜层采用日本三井公司型号为1520，1510，0510，0540的茂金属树脂。该茂金属树脂具有高强度韧性，高抗刺穿，高光泽，高透明度和良好的阻隔性能和低温热封性能。

所述非对称pe吹制膜层的热封层采用熔点为100～110℃的茂金属树脂与低密度聚乙烯制成。所述热封层采用陶氏化学型号为5500，5400，1881，6202的茂金属树脂。该茂金属树脂具有优良的热封性能，具有较低的热起封温度和较宽的热风窗口，可用于液态奶、冷冻食品等包装，该茂金属树脂具有优异的抗撕裂强度、落锤冲击强度高、光泽度高和雾度低等特点。所述非对称pe吹制膜层还添加防粘剂2～3％，爽滑剂1～2％。

所述非对称pe吹制膜层与双层拉伸尼龙复合层通过双组份聚氨酯胶黏剂通过干式复合法连接，所述干基胶量为4～5g/m²。所述双组份聚氨酯胶黏剂为lx500/pp3100。

所述对称pe共挤膜的pe膜层采用中密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯与线型聚乙烯共混制得；所述中密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯的添加量为60～80份，所述线型聚乙烯的添加量为20～30份，所述助剂的添加量为5～10份。

所述对称pe共挤膜中添加的助剂分别为爽滑剂4～6份，防粘剂2～4份。所述爽滑剂为道康宁硅酮爽滑剂mb25-353～5份，三井爽滑剂1～2份eaz-10；三井防粘剂esq-42～4份。

所述对称pe共挤膜的成膜温度为214～245℃，所述非对称pe吹制膜的成膜温度为165～190℃。

实施例1

非对称pe吹制膜层的中间膜层和复合膜层采用茂金属树脂与低密度聚乙烯制成，茂金属树脂添加量为80g，低密度聚乙烯添加量为15g，防粘剂添加量为2g，爽滑剂添加量为3g，非对称pe吹制膜层的成膜温度为165℃。

非对称pe吹制膜层与双层拉伸尼龙复合层，双层拉伸尼龙复合层之间，双层拉伸尼龙复合层与对称pe共挤膜层之间通过双组份聚氨酯胶黏剂通过干式复合法复合而成，干基上胶量为4g/m²。

对称pe共挤膜层包括由内至外依次设置的pe膜层、粘结层、尼龙膜层、粘结层和pe膜层，所述pe层由密度为0.93的中密度聚乙烯和线型聚乙烯共混制得，所述中密度聚乙烯的添加量为60g，所述线型聚乙烯的添加量为30g，所述爽滑剂的添加量为6g，所述防粘剂的添加量为4g，所述对称pe共挤膜层的成膜温度为215℃，所述粘接层为双组份聚氨酯胶黏剂层。

实施例2

非对称pe吹制膜层的中间膜层和复合膜层采用茂金属树脂与低密度聚乙烯制成，茂金属树脂添加量为90g，低密度聚乙烯添加量为5g，防粘剂添加量为2g，爽滑剂添加量为3g，非对称pe吹制膜层的成膜温度为180℃。

非对称pe吹制膜层与双层拉伸尼龙复合层，双层拉伸尼龙复合层之间，双层拉伸尼龙复合层与对称pe共挤膜层之间通过双组份聚氨酯胶黏剂通过干式复合法复合而成，干基上胶量为4.5g/m²。

对称pe共挤膜层包括由内至外依次设置的pe膜层、粘结层、尼龙膜层、粘结层和pe膜层，所述pe层由高密度聚乙烯和线型聚乙烯共混制得，所述高密度聚乙烯的添加量为70g，所述线型聚乙烯的添加量为25g，所述爽滑剂的添加量为3g，所述防粘剂的添加量为2g，所述对称pe共挤膜层的成膜温度为220℃，所述粘接层为双组份聚氨酯胶黏剂层。

实施例3

非对称pe吹制膜层的中间膜层和复合膜层采用茂金属树脂与低密度聚乙烯制成，茂金属树脂添加量为85g，低密度聚乙烯添加量为10g，防粘剂添加量为2g，爽滑剂添加量为3g，非对称pe吹制膜层的成膜温度为180℃。

非对称pe吹制膜层与双层拉伸尼龙复合层，双层拉伸尼龙复合层之间，双层拉伸尼龙复合层与对称pe共挤膜层之间通过双组份聚氨酯胶黏剂通过干式复合法复合而成，干基上胶量为5g/m²。

对称pe共挤膜层包括由内至外依次设置的pe膜层、粘结层、尼龙膜层、粘结层和pe膜层，所述pe层由密度为0.94中密度聚乙烯和线型聚乙烯共混制得，所述中密度聚乙烯的添加量为60g，所述线型聚乙烯的添加量为30g，所述爽滑剂的添加量为6g，所述防粘剂的添加量为4g，所述对称pe共挤膜层的成膜温度为245℃，所述粘接层为双组份聚氨酯胶黏剂层。

对照例1

三层包装复合膜由pp/pa/pet三层复合供给而成(市售)。

对照例2

五层包装复合膜由petp/al/pa/ldpe/lldpe/五层复合共挤而成(市售)。

本发明各实施例和对照例中，各项性能指标的检测方法如下：

厚度：gb/t6672-2001iso4592)；

拉伸强度：gb/t13022-1991astmd882；

断裂伸长率：gb/t13022-1991astmd882；

氧气透过量：gb/t19789-2005；astmd3985

水蒸汽透过量：gb/t26253-2010；iso-15106-2-2003

塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法：astmd1894

表1本发明实施例与对照例各项性能指标

通过表1可知，本发明的无菌包装复合膜的厚度大于三层包装复合膜的厚度小于五层包装复合膜的厚度，具有良好的耐揉搓性能，本发明的拉伸强度显著高于对照例1和2，本发明的氧气透过量和水蒸气透过量显著低于对照例，具有良好的阻隔性能。本发明在0～5℃的低温环境下，高强度振荡测试无针孔漏液，具有良好的耐磨耐折性能。本发明的其它性能参数均优于对照例，本发明的综合性能更优，适合作为大容量奶浆包装用膜，使得高蛋白内容物可在无菌状态下常温储存。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。