CN102173143A

CN102173143A - 耐蒸煮复合膜和耐蒸煮袋

Info

Publication number: CN102173143A
Application number: CN2010106024586A
Authority: CN
Inventors: 江继忠; 鲍祖本; 潘健; 张和平
Original assignee: Huangshan Novel Co Ltd
Current assignee: Huangshan Novel Co Ltd
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: CN102173143B

Abstract

本发明提供一种耐蒸煮复合膜，包括：通过胶粘剂依次连接的第一CPP层、PVDC层和第二CPP层。本发明还提供一种应用上述耐蒸煮复合膜作为底膜的耐蒸煮袋。本发明在复合薄膜三层结构中的最外层和最内层均采用PP结构，即复合膜的三层结构采用对称式，由此使得复合膜在加热、拉伸及收缩状态各层均保持同步的收缩率，避免了复合膜拉伸后发生卷边。另外，由于CPP具有较高的抗水性，PVDC对水与氧气均具有较高的阻隔性，使得上述耐蒸煮复合膜具有优异的阻隔性能，实验证明，本发明提供的耐蒸煮复合膜的水汽透过率小于5g/(m²·24h)，氧气透过率小于20cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

Description

耐蒸煮复合膜和耐蒸煮袋

技术领域

本发明涉及包装材料领域，特别涉及一种耐蒸煮复合膜和耐蒸煮袋。

背景技术

耐蒸煮袋又称软罐头，是指能够包装食品并能经受121℃蒸汽加热杀菌处理的复合薄膜。目前，在我国蒸煮袋主要用于包装罐头食品，在日本和西欧等国家还能用于包装饮料。

相对于传统的金属罐头容器，耐蒸煮袋具有如下优点：首先，耐蒸煮袋的原料比金属板价格低，其生产工艺和加工设备也较为简单，因此耐蒸煮袋的制造成本较低；其次，耐蒸煮袋较薄，能够快速的达到灭菌温度，这不仅降低了灭菌耗能，还能尽可能多的保存内包装食品原有的味道；最后，蒸煮袋质量较轻，便于消费者携带。因此，近些年，耐蒸煮袋的市场不断扩大，甚至在一些领域有望替代传统的金属包装材料。

耐蒸煮袋使用的耐蒸煮膜不同于一般的阻隔性薄膜，其不仅需要对氧气和水有极低的透过率，还需要满足以下三点要求：

①、具有耐高温蒸煮性，维卡软化点温度需高于灭菌温度，是其满足灭菌适应性；

②、具有热收缩性，高温下发生收缩，保证包装袋与被包装物的贴合度，减少袋内气体残余；

③、具有较好的平整度，不仅便于热封，对于需要站立摆放的商品，平整的底面是保证包装袋平稳站立的基础。

现有的耐蒸煮包装膜主要包括铝塑复合膜和透明耐蒸煮复合膜，由于铝塑复合膜不具有透明性并且不能进行微波，因此，透明耐蒸煮膜逐渐成为本行业人员的主要研究对象。现有的透明耐蒸煮复合膜的结构通常为聚酰胺/流延聚丙烯或聚酯/流延聚丙烯，此种结构的耐蒸煮复合膜透明度虽然很高，但是其阻隔性仍有待提高，并且由于此种复合膜需要加热拉伸成型，加热拉伸后的薄膜由于各层的热收缩率不同，拉伸后的复合膜易发生卷边，造成耐蒸煮袋的平整度较低。

因此，需要提供一种高阻隔性，且拉伸后不易卷边的耐蒸煮复合膜。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高阻隔性，且拉伸后不易发生卷边的耐蒸煮复合膜。

有鉴于此，本发明提供一种耐蒸煮复合膜，依次包括：通过胶粘剂依次连接的第一CPP层、PVDC层和第二CPP层。

优选的，所述第一CPP层依次包括：热封层、中间层和与所述PVDC层相接触的电晕层；所述热封层、中间层和电晕层均为二元共聚PP层。

优选的，所述二元共聚PP为丙烯与乙烯的共聚物。

优选的，所述热封层包括：0.8wt％～1.5wt％的开口剂、0.08wt％～0.12wt％的流变剂、0.3wt％～0.5wt％的滑爽剂和余量的二元共聚PP。

优选的，所述电晕层包括：0.08wt％～0.12wt％的流变剂、0.3wt％～0.5wt％的滑爽剂和余量的二元共聚PP。

优选的，所述第二CPP层依次包括：与所述PVDC层相接触的电晕层、中间层和面层；所述中间层和电晕层均为二元共聚PP层，所述面层为均聚PP层。

相应的，本发明还提供一种耐蒸煮袋，包括上述耐蒸煮复合膜和外膜，所述耐蒸煮复合膜和外膜热封连接；

所述外膜包括：通过胶粘剂依次相连的与所述耐蒸煮复合膜相接触的第三CPP层、PVDC层和BOPP层。

优选的，所述第三CPP层依次包括：与所述PVDC层相接触的电晕层、中间层和热封层，所述热封层、中间层和电晕层均为二元共聚PP层。

本发明提供的耐蒸煮复合膜依次包括第一CPP层、PVDC层和第二CPP层。相对于现有的耐蒸煮复合膜，其在复合薄膜三层结构中的最外层和最内层均采用PP结构，即复合膜的三层结构采用对称式，由此使得复合膜在加热、拉伸及收缩状态各层均保持同步的收缩率，避免了复合膜拉伸后发生卷边。另外，由于CPP具有较高的抗水性，PVDC对水与氧气均具有较高的阻隔性，使得上述耐蒸煮复合膜具有优异的阻隔性能，实验证明，本发明提供的耐蒸煮复合膜的水汽透过率小于5g/(m²·24h)，氧气透过率小于20cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种耐蒸煮复合膜，其包括通过胶粘剂依次连接的第一CPP层、PVDC层和第二CPP层。

由于耐蒸煮复合膜在对包装物进行包装的过程中需要进行拉伸处理，拉伸处理后薄膜内部会有应力残留，复合膜在内应力作用下会发生部分收缩，复合薄膜在收缩过程中各层易因收缩率不同而发生卷边。本发明为了防止复合膜在收缩过程中发生卷边，在复合薄膜三层结构中的最外层和最内层均采用PP结构，即复合膜的三层结构采用对称式，由此使得复合膜在加热、拉伸及收缩状态各层均保持同步的收缩率，避免了复合膜拉伸后发生卷边。

在复合薄膜最外层和最内层选用PP结构的原因在于：PP不仅具有优良的防潮性和抗水性，且耐蒸煮性优良，其维卡软化点温度高于121℃，满足杀菌要求。

PP膜按其生产工艺可分为OPP膜和CPP膜，其中OPP膜为定向聚丙烯膜，CPP膜是通过流延挤塑工艺生产的聚丙烯薄膜，又称未拉伸聚丙烯薄膜。本发明采用的三层结构的耐蒸煮复合膜中，在其最外层和最内层均采用CPP膜是考虑到CPP更易于拉伸成型，并且其经过电晕处理后易于与其它材料复合。

虽然CPP薄膜具有上述优点，但是其对气体的阻隔性较差，并且热收缩率也较低。为此，本发明在三层结构的中间层选用PVDC。PVDC(poly vinylidene chloride)是偏二氯乙烯的均聚物，其对氧气的透过率极低，小于50cm3/m2.24h.atm，由此能有效防止食品发生氧化变质；PVDC的水汽透过率也较低，小于5g/m².24h，能有效防止内包装物水分散失；PVDC的耐热性较高，最高可耐130℃，满足杀菌处理的要求；PVDC的热收缩性较好，在高温下的热收缩率较高，用以保证薄膜紧贴于包装物上，减少包装袋内气体残留，延长保质期。

本发明提供的耐蒸煮复合膜中，第一CPP层优选采用如下结构：热封层/中间层/电晕层，其中热封层、中间层和电晕层均是由二元共聚PP制成。上述结构中电晕层与PVDC层相接触，本发明中所称电晕层是指复合膜中进行电晕处理的电晕面所在的一层，将CPP膜进行电晕处理后，电晕面的极化程度提高，易于与PVDC层进行复合。

二元共聚PP具有良好的耐高温蒸煮性和热封性能，其在132℃即具有很高的热封强度，并且柔韧性好，赋予复合膜易于拉伸成型的力学性能，二元共聚PP优选采用丙烯与乙烯的共聚物。

第二CPP层是与加热板直接贴合的一层，相对于第一CPP层，其需要具有更为优异的耐热性能用以满足加工需要。本发明优选使用如下结构的第二CPP层：电晕层/中间层/面层，其中电晕层和中间层均由二元共聚聚PP制成，面层由均聚PP制成。在加热拉伸过程中，面层是直接与加热板贴合的一层，其耐热性能决定着整个复合膜对加工设备的适应性，在PP树脂中均聚PP的耐热性最好，因此，面层选用均聚PP。电晕层是与PVDC层相接触的一层，电晕层和中间层选用二元共聚PP用于提高复合膜的拉伸性能。

由于复合膜在生产加工过程中需要与包转设备进行接触走膜，因此，本发明优选在第一CPP层电晕层和热封层以及第二CPP层的电晕层和热封层中加入滑爽剂，用以增加复合膜表面的光滑度，降低其与设备之间的摩擦，滑爽剂的含量为0.3wt％～0.5wt％。

为了提高薄膜的透明性，第一CPP层电晕层和热封层以及第二CPP层的电晕层和热封层还优选包括0.08wt％～0.12wt％的流变剂，流变剂的加入可改善聚合物熔体与挤出机料筒和机头金属表面之间的接触面摩擦，减少挤出加工时因熔体破碎而出现的橘皮、鲨皮现象，避免机头滞留物的产生，提高表观质量，增加薄膜的光亮，降低雾度和晶点数。

同时，为了使复合膜更易于收卷，本发明还优选在第一CPP层的热封层和第二CPP层的面层加入开口剂，开口剂的含量为0.8wt％～1.5wt％。

上述CPP膜优选按照如下方法制备：

将复合膜各层的树脂原料在210℃～255℃共挤出成型，得到依次包括外层、中间层和内层的热熔膜；

将所述热熔膜流延冷却定型；

将流延冷却定型后薄膜在其需要与PVDC层复合的一面面进行电晕处理，电晕处理后得到CPP膜。

本发明提供的上述耐蒸煮复合膜优选按照如下方法制备：

在PVDC层两面涂覆耐蒸煮型胶粘剂后分别于第一CPP层和第二CPP层进行无溶剂复合。无溶剂复合是采用100％固体的无溶剂型胶黏剂，在无溶剂复合机上将两种基材复合在一起的方法，又称反应型复合。采用无溶剂复合不仅在生产过程中没有挥发性溶剂排放，降低环境污染，并且也使得复合后的复合膜中无溶剂残留，符合现代食品和药品包装的卫生要求。本发明使用的胶粘剂优选选用德国汉高公司生产的双组份无溶剂耐蒸煮胶7735和6088，其对CPP膜和PVDC膜均具有较高的附着力并且耐蒸煮性能好。

另外，本发明还提供一种耐蒸煮袋，其包括外膜和底膜，底膜采用上述耐蒸煮复合膜，外膜包括：通过胶粘剂依次相连的BOPP层、PVDC层和第三CPP层，其中，第三CPP层与底膜热封连接。

外膜虽然不需要进行加热拉伸，但是其在杀菌过程中需要经过高温蒸煮，高温蒸煮时复合膜受热膨胀，为了防止外膜各层因膨胀速率不同造成的复合膜卷边，本发明提供的耐蒸煮袋外膜也采用对称式结构，外膜的最外层和最内层均采用PP结构。由于外膜的面层是需要承载印刷的一面，从印刷性方面考虑，BOPP的印刷应适应优于CPP，因此选用外膜的面层选用BOPP。

第三CPP层优选与底膜中的第一CPP层结构相同，便于与PVDC进行复合。

使用上述耐蒸煮袋的包装过程为：将底膜置于成型加热板表面，对底膜进行加热，加热后使用成型模具对底膜进行真空拉伸成型，底膜形成容纳包装物品的容物部和热封部，向底膜的容物部中加入被包装物，然后将其与外膜在热封部进行热封。

由于上述耐蒸煮包装袋的底膜和外膜均具有较高的阻隔性，并且底膜在加热拉伸后不易卷边，因此可广泛用于肉制品、豆制品及饮料的包装。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的耐蒸煮复合膜和耐蒸煮袋进行描述。以下实施例中的二元共聚聚丙烯均由韩国Samsung公司提供，商品牌号为RF402；均聚PP由上海金山石化公司提供，牌号FC801；流变剂均由法国POLYTECHS公司提供，商品牌号为AIDPPF4；开口剂均由法国POLYTECHS公司提供，商品牌号为ABPP10S；滑爽剂均由江***良塑料有限公司提供，商品牌号为SE07PP。

实施例1

1、制备第一CPP膜

向共挤出机器的三个料筒中分别加入热封层树脂原料、中间层树脂原料和电晕层树脂原料，各树脂原料配方列于表1。

将三个料筒内的原料进行共挤出后进入流延站冷却定型，设置挤出机三个机筒温度均为一段：220℃，二段：255℃，三段：250℃，模头温度：240℃；流延工序中设置流延辊辊面温度为15℃。风刀上下位置：90％；风刀速度：55％；真空箱风速：30％；风刀水平位置：45％；风刀压力：5mbar；真空箱压力：1mbar。

将流延定型后的薄膜在其电晕层面进行电晕处理，设置电晕处理功率为8KW、电晕辊压力为3bar，电晕处理后得到第一CPP膜。

2、制备第二CPP膜

向共挤出机器的三个料筒中分别加入热封层树脂原料、中间层树脂原料和面层树脂原料，各树脂原料配方列于表2。

将三个料筒内的原料进行共挤出后进入流延站冷却定型，设置挤出机三个机筒温度均为一段：230℃，二段：255℃，三段：250℃，模头温度：240℃；流延工序中设置流延辊辊面温度为20℃。风刀上下位置：90％；风刀速度：55％；真空箱风速：30％；风刀水平位置：45％；风刀压力：45mbar；真空箱压力：1.5mbar。

将流延定型后的薄膜在其电晕层面进行电晕处理，设置电晕处理功率为8KW、电晕辊压力为3bar，电晕处理后得到第二CPP膜。

3、复合

将步骤1制得的第一CPP膜，PVDC膜和步骤2制得的第二CPP膜导入无溶剂复合机进行复合，复合过程中PVDC膜的两面分别于第一CPP膜的电晕层和第二电晕层的CPP膜相复合，使用的胶粘剂为德国汉高公司生产的双组份无溶剂耐蒸煮胶7735，复合后得到耐蒸煮复合膜。

实施例2

1、制备第一CPP膜

本实施例第一CPP膜的制备方法与实施1相同，原料配方列于表1。

2、制备第二CPP膜

本实施例第二CPP膜的制备方法与实施1相同，原料配方列于表3。

3、复合。

本实施例复合工序与实施例1相同。

实施例3

1、制备第一CPP膜

2、制备第二CPP膜

3、复合

本实施例复合工序与实施例1相同。

实施例4

1、制备第三CPP膜

本实施例第三CPP膜的制备方法及原料配方均与实施例1第一CPP膜相同。

2、复合

将步骤1制得第三CPP膜、PVDC膜和BOPP膜导入无溶剂复合机中复合，复合过程中PVDC膜的两面分别于第三CPP膜的电晕层和BOPP膜相符合，使用的胶粘剂为使用的胶粘剂为德国汉高公司生产的双组份无溶剂耐蒸煮胶7735，复合后得到外膜。

实施例5

以实施例1制备的耐蒸煮复合膜作为底膜，将底膜的第二CPP层贴合于成型加热板，对底膜进行加热，设置加热温度为105℃，加热后使用成型模具对底膜进行真空拉伸成型，设置真空度为0.04MPa，真空拉伸成型后底膜形成容纳包装物品的容物部和热封部，向底膜的容物部中加入被包装物，然后将其与实施4制备的外膜在热封部进行热封。

实施例6

本实施例与实施例2的区别在于其是以实施例2制备的耐蒸煮复合膜为底膜，其余工序均与实施例5相同。

实施例7

本实施例与实施例3的区别在于其是以实施例3制备的耐蒸煮复合膜为底膜，其余工序均与实施例5相同。

比较例1

1、制备底膜和外膜

将实施例1制备的第一CPP膜和PA膜导入无溶剂复合机中，复合过程中PA与第一CPP膜的电晕层相复合，使用的胶粘剂为德国汉高公司生产的双组份无溶剂耐蒸煮胶7735，复合后得到耐蒸煮复合膜。

2、以步骤1制得的耐蒸煮复合膜为底膜和外膜，将底膜的CPP层贴合于成型加热板，对底膜进行加热，设置加热温度为115℃，加热后使用成型模具对底膜进行真空拉伸成型，设置真空度为0.04MPa，真空拉伸成型后底膜形成容纳包装物品的容物部和热封部，向底膜的容物部中加入被包装物，然后将其与外膜在热封部进行热封。

表1实施1-实施例3中第一CPP膜的配方

表2实施1-实施例3中第二CPP膜的配方

将实施例5～7和比较例1制备的耐蒸煮袋在121℃高温杀菌20min后实施例5～7制备的耐蒸煮袋均为发生卷边，比较例1制备的耐蒸煮袋发生卷边。

测试实施例1～3和比较例1制备的耐蒸煮膜对水和氧气的阻隔性，测试结果列于表3。

表3实施例1-3和比较例1的耐蒸煮膜阻隔性能测试结果

由上述结果可知，由本发明提供的耐蒸煮膜制备的耐蒸煮袋，对氧气和水汽均具有较高的阻隔性，并且耐蒸煮袋在制备及杀菌过程中不会发生卷边。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种耐蒸煮复合膜，其特征在于，包括：通过胶粘剂依次连接的第一CPP层、PVDC层和第二CPP层。

2.根据权利要求1所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述第一CPP层依次包括：热封层、中间层和与所述PVDC层相接触的电晕层；所述热封层、中间层和电晕层均为二元共聚PP层。

3.根据权利要求2所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述二元共聚PP为丙烯与乙烯的共聚物。

4.根据权利要求2所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述热封层包括：0.8wt％～1.5wt％的开口剂、0.08wt％～0.12wt％的流变剂、0.3wt％～0.5wt％的滑爽剂和余量的二元共聚PP。

5.根据权利要求2所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述电晕层包括：0.08wt％～0.12wt％的流变剂、0.3wt％～0.5wt％的滑爽剂和余量的二元共聚PP。

6.根据权利要求1所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述第二CPP层依次包括：与所述PVDC层相接触的电晕层、中间层和面层；所述中间层和电晕层均为二元共聚PP层，所述面层为均聚PP层。

7.根据权利要求6所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述面层包括：0.8wt％～1.5wt％的开口剂、0.08wt％～0.12wt％的流变剂、0.3wt％～0.5wt％滑爽剂和余量的均聚PP。

8.根据权利要求6所述的耐蒸煮复合膜，其特征在于，所述电晕层包括：0.08wt％～0.12wt％的流变剂、0.3wt％～0.5wt％的滑爽剂和余量的二元共聚PP。

9.一种耐蒸煮袋，其特征在于，包括：如权利要求1～8任意一项所述的耐蒸煮复合膜和外膜，所述耐蒸煮复合膜和外膜热封连接；

10.根据权利要求9所述的耐蒸煮袋，其特征在于，所述第三CPP层依次包括：与所述PVDC层相接触的电晕层、中间层和热封层，所述热封层、中间层和电晕层均为二元共聚PP层。