多层共挤仿纸液体包装膜 背景技术 ：
近年来， 随着人们对乳制品需求越来越大， 并伴随着 UHT 灭菌技术的不断发展， 各 类乳制品及液体食品包装膜的需求量也越来越大。据不完全统计， 2009 年仅牛奶包装一项 用膜量就达到 7200 吨 ( 年 )， 如此大的用量， 再加上由于液体食品本身所具有的特性， 全部 采用 100％塑料原料制造的液体包装膜， 根本无法采用可生物降解的包装材料来包装液体 食品， 所以给环境保护带来巨大的压力， 同时也消耗了大量的石油资源。
因此， 本领域仍需一种可用于液体包装的材料， 尤其是包装液体乳制品的， 具有减 少石油资源消耗量的多层液体包装膜结构。 发明内容 ：
为克服现有技术中存在的问题， 本发明人在深入研究后发现， 通过至少包括聚乙 烯 (PE) 及和热封增强剂组成的热封层， 优选选自 ： 聚烯烃、 添加剂、 无机物共同组成的外 层。热封层 ( 内层 ) 和外层通过采用多层共挤挤出机挤出加工的多层共挤膜， 能够出乎意 料的降低 10％～ 50％的塑料原材料， 同时具有纸一样的外观， 通过对液体食品进行包装， 有着非常优良的加工性。
根据本发明的一个方面， 提供了一种用于包装液体材料的， 可大大降低塑料原料 的多层膜， 包括 ： 多层共挤仿纸液体包装膜， 包括下列成分组合 ：
a. 多层共挤仿纸液体包装膜的热封层 ( 内层 ) 是由 ： 1 ％～ 99 ％的聚乙烯和 99％～ 1％的热封增强剂组成的 ；
b. 多层共挤仿纸液体包装膜的外层是由 10％～ 80％的无机物、 30％～ 0.1％的相 容剂， 和 60％～ 19.9％的聚烯烃组成的。
由 a 和 b 通过多层共挤挤出吹膜机制备出的多层共挤仿纸液体包装膜。
根据本发明的实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜的 a 和 b 在多层共挤膜中， 各层 所占的厚度为 a( 热封层 )10％～ 90％， b( 外层 )90％～ 10％， 以多层共挤仿纸液体包装膜 的总厚度计。
根据本发明的实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 a 所述的聚乙烯选自 ： 低密度聚乙烯 (LDPE)、 中密度聚乙烯 (MDPE)、 高密度聚乙烯 (HDPE)、 线性低密度聚乙烯 (LLDPE)， 和上述的混合物的共混物。
根据本发明的实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 a 的热封增强剂选自 ： 茂 金属聚乙烯 (MLLDPE)、 乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 (EVA)、 丙烯酸共聚物、 离子聚合物， 和上述的 弹性体、 混合物共混物。
根据本发明的实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 b 的无机物选自 ： 碳酸 钙、 滑石粉、 高岭土、 云母、 方解石粉、 大理石粉、 石灰石粉、 铝粉、 铁粉、 石膏粉、 膨润土、 蛭石 粉、 硅藻土粉、 沸石粉、 重金石粉、 天青石粉、 稀土、 硅灰石粉、 二氧化硅、 粘土， 和上述的混合 物组成的。
根据本发明的实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 b 的相容剂选自 ： 偶联剂类： 硅烷类偶联剂、 钛酸酯类偶联剂、 铝酸酯类偶联剂、 有机铬类偶联剂 ； 弹性体类 ： 聚氨酯 弹性体、 聚乙烯弹性体、 聚丙烯弹性体、 聚酰胺弹性体、 茂金属弹性体、 乙烯 - 醋酸乙烯共聚 物、 三元乙丙弹性体 ； 胶类 ： 天然橡胶、 乙丙橡胶、 丁基橡胶、 异戊橡胶、 丁腈橡胶、 丙烯酸橡 胶、 阿拉伯树胶、 果胶、 骨胶 ； 酸类 ： 丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸乙酯、 甲基丙烯酸 丁酯、 丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、 顺丁烯二酸、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 离子聚合物以及它们 与乙烯、 丙烯、 聚苯乙烯的共聚物、 共混物、 接枝共聚、 共混物、 化合物 ； 抗氧剂类 ： 亚磷酯类 抗氧剂、 受阻酚类抗氧剂 ； 滑爽剂类、 芥酸酰胺、 油酸酰胺、 有机硅类、 醋类， 和上述的混合 物、 共混物。
根据本发明的实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 b 的聚烯烃选自 ： 聚乙 烯、 聚丙烯、 聚苯乙烯、 聚丁烯、 茂金属聚乙烯、 茂金属聚丙烯， 和上述的混合物、 共混物、 共 聚物。
根据本发明的另一实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 a 热封层还含有黑 色母料， 占总量的 1％～ 15％， 以 a 热封层总重量计。
根据本发明的优选实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 还可有阻隔层 c， 选自 ： 聚乙烯醇 (PVA)、 乙烯 - 乙烯醇共聚物 (EVOH)、 聚酰胺 (PA)、 聚乙烯醇合金的阻隔层， 占多层 共挤石头纸液体包装膜总厚度的 0.7％～ 8％。 根据本发明的具体实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜的加工方法， 是采用多层 共挤挤出吹膜机吹膜， 其薄膜总厚度为 ： 55 微米～ 90 微米， 优选 65 微米～ 80 微米。
根据本发明的优选实施方案， 多层共挤仿纸液体包装膜， 其中 c 阻隔层的加工方 法选自 ： 采用涂布机涂布， 和或采用多层共挤的挤出机直接共挤出阻隔层 c 层， 与上述权利 要求 1 所述的 a、 b 层共挤形成 a、 c、 b 或 a、 b、 c 多层共挤仿纸液体包装膜。
根据本发明的优选实施方案， 当采用阻隔层时， 上述各层的厚度分别为 ： 热封层 10％～ 80％、 阻隔层 0.7％～ 8％、 外层 89.3％～ 12％， 以多层共挤仿纸液体包装膜的总厚 度计。
根据本发明的优选实施方案， 当本发明阻隔层采用聚乙烯醇 (PVA) 作为阻隔层 时， 优选选自 ： 涂布工艺， 采用干式复合机或涂布机进行涂布。其结构为 ： 聚乙烯 (PE) 热封 层 ( 黑色 )/ 聚乙烯醇 (PVA) 涂层 / 胶粘剂层 / 含无机物、 相容剂和聚烯烃的外层 ( 白色 )/ 印刷层， 当采用本方案时， 上述各层的厚度分别为 ： 聚乙烯 (PE) 热封层 ( 黑色 ) 占 10％～ 82％， 聚乙烯醇 (PVA) 涂层占 0.5％～ 8％， 含无机物、 相容剂和聚烯烃的外层 ( 白色 ) 占 89.5％～ 10％， 。
根据本发明的具体实施方案， 根据实际需要， 多层共挤仿纸液体包装膜中还可包 括： 开口剂、 滑爽剂、 PPA 加工助剂和白色母料等。
工业实用性 ：
由于本发明采用了上述方案， 充分利用了无机材料和高分子材料各自的特性。此 外采用密炼机、 混炼机、 单螺杆挤出机、 双螺杆挤出机等已知的热塑性加工造粒方法， 对无 机物、 相容剂、 聚烯烃所组成的外层进行共混并造粒， 这样可充分增强聚烯烃与无机物之间 的分散性和相容性， 达到使其在后道吹膜工序中加工方便、 减少晶点、 提高可印刷性， 同时 可大大提高液体包装膜物理性能和机械强度， 并在液体灌装机罐装液体食品时， 整个结构 由内到外恰好形成了一个由低到高的热封梯度， 该液体膜可在相对宽泛的热封温度内， 依
旧表现出色， 从而可以在一定程度上降低各类液体食品包装的漏包率， 为企业减少损失。 如 果本发明得到推广应用， 每吨可降低成本 20 ％～ 30 ％， 所以这对于降低包装成本非常有 利， 同时可减少塑料原料的使用量近 30％～ 50％， 这对于减少碳排放量和环境保护都非常 有利， 有着极大的应用价值。 本发明的多层共挤仿纸液体包装膜， 可用于乳制品、 饮料、 液体 农药、 调味品等各类液体食品包装。
下面以非限制性实施例来进一步说明本发明， 但应注意的是， 这些实施例不应视 为是对本发明的限制。 具体实施方式 ：
在本申请说明书和所附权利要求书中， 除非另有说明， 所有份和百分比均基于重 量。
实施例 1(b 外层的实施例 1) ：
本发明实施例中， 多层共挤仿纸液体包装膜， b 外层是由 75％的碳酸钙 ( 制造商 ： 合山化工 )， 5％的天然橡胶、 乙烯 - 丙烯酸共聚物， 混合比 1 ∶ 0.5( 制造商 ： 美国杜邦公司 ) 和 20％的聚乙烯 ( 制造商 ： 中海油 ) 共同组成的。将所述的碳酸钙、 天然橡胶、 乙烯 - 丙烯 酸共聚物、 聚乙烯充分混合后， 采用双螺杆挤出造粒机挤出造粒， 并充分干燥， 得到多层共 挤仿纸液体包装膜的 b 外层原料。
双螺杆挤出造粒机各区段的加工温度分别为 ： 170℃、 180℃、 190℃、 190℃、 200℃。
实施例 2(b 外层的实施例 2) ：
本发明实施例中， 多层共挤仿纸液体包装膜， b 外层是由 65％的滑石粉、 钛白粉， 混合比 1 ∶ 0.2( 制造商 ： 合山化工 )， 8 ％的乙烯基三甲氧基硅烷、 丁基橡胶、 亚磷酸三苯 酯， 混合比 1 ∶ 2 ∶ 0.01( 制造商 ： 南京曙光化工有限公司 ) 和 27％的聚丙烯 ( 制造商 ： 燕 山化工 ) 共同组成的。将所述的滑石粉、 钛白粉、 乙烯基三甲氧基硅烷、 丁基橡胶、 亚磷酸三 苯酯、 聚丙烯充分混合后， 采用双螺杆挤出造粒机挤出造粒， 并充分干燥， 得到多层共挤仿 纸液体包装膜的 b 外层原料。
双螺杆挤出造粒机各区段的加工温度分别为 ： 170℃、 180℃、 190℃、 190℃、 200℃。
实施例 3(b 外层的实施例 3) ：
本发明实施例中， 多层共挤仿纸液体包装膜， b 外层是由 30％的碳酸钙、 高岭土、 粘土 ( 制造商 ： 合山化工 )， 15％的聚乙烯弹性体、 芥酸酰胺， 混合比 1 ∶ 0.01( 制造商 ： 河 北百瑞尔包装材料有限公司 ) 和 55％的聚乙烯、 聚丙烯 ( 制造商 ： 中海油 ) 共同组成的。 将 所述的碳酸钙、 高岭土、 粘土、 聚乙烯弹性体、 芥酸酰胺、 聚乙烯、 聚丙烯充分混合后， 采用双 螺杆挤出造粒机挤出造粒， 并充分干燥， 得到多层共挤仿纸液体包装膜的 b 外层原料。
双螺杆挤出造粒机各区段的加工温度分别为 ： 170℃、 180℃、 190℃、 190℃、 200℃。
用以上原料采用单层挤出吹膜机挤出吹制成厚度为 20 微米的膜， 即得 b( 外层 ) 仿纸膜。
单层挤出吹膜机各区段的加工温度分别为 ： 170℃、 190℃、 190℃、 190℃。
实施例一 ：
本实施例中多层共挤仿纸液体包装膜， a 由 40wt％的低密度聚乙烯 (LDPE)( 牌号 ： 2420H ； 制造商 ： 中海壳牌 )， 30wt％的线性低密度聚乙烯 (LLDPE)( 牌号 ： 7042)， 30wt ％的茂金属聚乙烯 (MLLDPE)( 牌号 ： 1018FA ； 制造商 ： 埃克森美孚 ) 组成的 a 热封层。
b 采用实施例 1( 制造原料 ) 组成的 b 外层。
将所述的热封层 a 其中的低密度聚乙烯 (LDPE)、 线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、 茂金 属聚乙烯 (MLLDPE)， 采用混料机充分混合后， 加入三层共挤挤出吹膜机的内层 ( 热封层 ) 和 中层料仓中。
将所述的实施例 1 原料 b( 外层 ) 加入到三层共挤挤出吹膜机的外层料仓中。
三层共挤挤出吹膜机各层和各区段的加工温度分别是 ：
内层 ： 150℃、 170℃、 180℃、 180℃、 185℃ ；
中层 ： 160℃、 180℃、 185℃、 185℃、 190℃ ；
外层 ： 160℃、 180℃、 185℃、 185℃、 190℃ ；
机头 ： 180℃、 185℃。
共挤吹制成总厚度为 80 微米的本发明产品多层共挤仿纸液体包装膜， 其中各层 间厚度比为 (1 ∶ 1 ∶ 1)。
实施例二 ：
本实施例中多层共挤仿纸液体包装膜， a 由 40wt％的低密度聚乙烯 (LDPE)( 牌号 ： 2420H ； 制造商 ： 中海壳牌 )， 30wt％的线性低密度聚乙烯 (LLDPE)( 牌号 ： 7042)， 30wt ％的 茂金属聚乙烯 (MLLDPE)( 牌号 ： 1018FA ； 制造商 ： 埃克森美孚 ) 组成的 a 热封层。 b 采用实施例 2( 制造原料 ) 组成的 b 外层。
将所述的热封层 a 其中的低密度聚乙烯 (LDPE)、 线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、 茂金 属聚乙烯 (MLLDPE)， 采用混料机充分混合后， 加入三层共挤挤出吹膜机的内层 ( 热封层 ) 和 中层料仓中。
将所述的实施例 2 原料 b( 外层 ) 加入到三层共挤挤出吹膜机的外层料仓中。
三层共挤挤出吹膜机各层和各区段的加工温度分别是 ：
内层 ： 150℃、 170℃、 180℃、 180℃、 185℃ ；
中层 ： 160℃、 180℃、 185℃、 185℃、 190℃ ；
外层 ： 160℃、 180℃、 185℃、 185℃、 190℃ ；
机头 ： 180℃、 185℃。
共挤吹制成总厚度为 90 微米的本发明产品多层共挤仿纸液体包装膜， 其中各层 间厚度比为 (1 ∶ 2 ∶ 1)。
实施例三 ：
本实施例中多层共挤仿纸液体包装膜， a 由 35wt％的低密度聚乙烯 (LDPE)( 牌号 ： 2420H ； 制造商 ： 中海壳牌 )， 30wt％的线性低密度聚乙烯 (LLDPE)( 牌号 ： 7042)， 30wt ％的 乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 (EVA)( 牌号 ： 14-2 ； 制造商 ： 北京优化工厂 ) 和 5wt％的黑母料 ( 牌 号： 190826 ； 制造商 ： 安配色 ) 组成的 a 热封层。
b 由实施例 2( 制造原料 ) 组成的 b 外层。
由乙烯 - 乙烯醇共聚物 (EVOH)( 制造商 ： 日本合成化学 ) 为中间层。
由马来酸酐接枝的聚乙烯 ( 制造商 ： 美国杜邦公司 ) 为第二层和第四层。
将所述的热封层 a 其中的低密度聚乙烯 (LDPE)、 线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、 乙 烯 - 醋酸乙烯共聚物 (EVA)、 黑母料， 采用混料机充分混合后， 加入五层共挤挤出吹膜机的
内层 ( 热封层 ) 料仓中。
将所述的外层 b 其中的实施例 2( 制造原料 ) 加入五层共挤挤出吹膜机的外层料 仓中。
将乙烯 - 乙烯醇共聚物 (EVOH) 加入五层共挤挤出吹膜机的中间层料仓中。
将马来酸酐接枝的聚乙烯分别加入五层共挤挤出吹膜机的第二层和第四层料仓 中。
五层共挤挤出吹膜机各层和各区段的加工温度分别是 ：
内层 ： 150℃、 170℃、 180℃、 180℃、 185℃ ；
第二层 ： 150℃、 170℃、 190℃、 190℃、 195℃ ；
中层 ： 190℃、 210℃、 210℃、 215℃、 230℃ ；
第四层 ： 150℃、 170℃、 190℃、 190℃、 195℃ ；
外层 ： 160℃、 180℃、 185℃、 185℃、 190℃ ；
机头 ： 210℃、 230℃。
共挤吹制成总厚度为 80 微米的本发明产品多层共挤仿纸液体包装膜， 其中各层 间厚度比为 (2 ∶ 0.3 ∶ 0.5 ∶ 0.3 ∶ 2)。 实施例四 ：
本实施例中多层共挤仿纸液体包装膜， a 由 35wt％的低密度聚乙烯 (LDPE)( 牌号 ： 2420H ； 制造商 ： 中海壳牌 )， 30wt％的线性低密度聚乙烯 (LLDPE)( 牌号 ： 7042)， 30wt ％的 丙烯酸共聚物和 5wt％的黑母料 ( 牌号 ： 190826 ； 制造商 ： 安配色 ) 组成的 a 热封层。
将所述的热封层 a 其中的低密度聚乙烯 (LDPE)、 线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、 丙烯 酸共聚物、 黑母料， 采用混料机充分混合后， 加入单层挤出吹膜机的料仓中。
单层挤出吹膜机各区段的加工温度分别是 ： 150℃、 170℃、 180℃、 180℃、 185℃。
吹制成总厚度为 55 微米的本发明产品多层共挤仿纸液体包装膜的 a 热封层膜。
将所吹制的 a 热封层膜， 采用涂布机涂布， 厚度为 0.6 微米的聚乙烯醇 (PVA) 涂 层， 而后， 采用干式复合机与厚度为 20 微米的实施例 3( 制造的膜 ) 进行干式复合， 其薄膜 的总厚度为 76 微米， 即得本发明的 PVA 高阻隔仿纸液体包装膜。
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