CN112590341A - 可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，是由内层、中间层和外层组成，所述内层为POP，所述POP为PP‑EVOH多层共挤高阻隔薄膜，EVOH占比7～10％层厚比，其余为PP；所述中间层是PP片材，所述外层为流延聚丙烯；本发明通过相关工艺创新以及设备改造，制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的复合强度能达到7N/15mm，完全满足复合成型片材的剥离强度指标的要求。

Description

可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材及其制备方法
技术领域
本发明属于薄膜技术领域，具体地说，涉及一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材及其制备方法。
背景技术
目前市场上采用的高阻隔复合片材，大多采用铝箔或EVOH作为高阻隔层，但是采用铝箔作为高阻隔层的片材废料回收困难，且成本高；采用EVOH因为添加量过多导致成本过高，限制其使用范围。
公开号为CN202388877U的专利申请公开了一种高阻隔复合片材，由高阻隔层和淋膜层组成，淋膜方式为在高阻隔层进行双面淋膜形成淋膜层；所述的高阻隔层由涂布底材层和聚乙烯醇涂层组成，并且聚乙烯醇涂层预先涂布于涂布底材层的电晕处理面上；以PVA取代铝箔和PVDC涂层作为高阻氧层，该涂层为可降解物质，方便整个复合片材回收处理，同时聚烯烃与中间高阻隔层采取无胶黏剂淋膜复合，更加绿色环保，同时采用该涂层成本较铝箔和PVDC更低，较传统的片材具有更大的优势。
公开号为CN205705609U的专利申请公开了一种高阻隔复合片材，包括内膜层、芯材层和表层，内膜层为阻隔膜层，阻隔膜层为单层薄膜或至少两层共挤阻隔膜，阻隔膜层的材质为选自乙烯乙烯醇共聚物、聚酰胺和聚偏二氯乙烯中的至少一种，表层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯。该高阻隔复合片材结构合理，采用内层膜和表层直接与芯材层层叠，减少片材中胶粘剂的使用，更有利于片材制成的盒体在长时间低温冷藏条件下的使用，以聚对苯二甲酸乙二酯材质的薄膜作为外层膜，可以保证盒体表面光洁、并且具有良好的机械强度，该片材适用于食品如豆腐等的包装。本实用新型还公开了用上述高阻隔复合片材制成的包装用盒体。
以上两个现有文献中存在制备的高阻隔复合片材的剥离强度低的问题，同时所制备的高阻隔复合片材中单一组分的含量低，存在回收困难的技术问题，因此，有必要发展一种以单一组分为原料并且容易回收的片材。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材。
本发明的第二个目的是提供一种所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一方面提供了一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，是由内层、中间层和外层组成，所述内层为POP，所述POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，EVOH占比7～10％层厚比，其余为PP；所述中间层是PP片材，所述外层为流延聚丙烯；
所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法包括以下步骤：
将流延聚丙烯凹印里印，然后进行无溶剂复合、熟化、后道分切处理获得所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材；
所述流延聚丙烯凹印里印是将流延聚丙烯薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜；
所述无溶剂复合：是将表面做电晕处理后的PP片材上涂覆聚氨酯胶粘剂(涂胶量为1～3g)，然后与上述具有印刷图案的印刷膜进行复合；
所述熟化是在温度为60～70℃熟化1～120h。
所述POP采用上吹法制备，通过加热熔融挤出成膜，没有胶黏剂。
所述外层为印刷层。
所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中PP含量是95％以上。
所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中，外层厚度为50um，中间层厚度为250um，内层厚度为50um。
本发明的第二方面提供了一种所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法，包括以下步骤：
将流延聚丙烯凹印里印，然后进行无溶剂复合、熟化、后道分切处理获得所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材；
所述流延聚丙烯凹印里印是将流延聚丙烯薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜；
所述无溶剂复合：是将表面做电晕处理后的PP片材上涂覆聚氨酯胶粘剂(涂胶量为1～3g)，然后与上述具有印刷图案的印刷膜进行复合；
所述熟化是在温度为60～70℃熟化1～120h。
所述PP片材表面做电晕处理，速度为50-100m/min(优选为85～100m/min)。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，外层是流延聚丙烯薄膜，中间层是PP片材，内层是高阻隔PP多层共挤膜，仅在内层高阻隔PP多层共挤膜中含有EVOH高阻隔树脂，在整体结构中，聚丙烯PP的用料达到95％以上，满足单一可回收材料的标准要求。
本发明是一款以PP片材为主体结构，通过与流延聚丙烯薄膜以及高阻隔PP多层共挤膜复合获得的多层片材产品。此复合片材产品中95％为聚丙烯材料，完全符合单一可回收材料要求，同时，外层流延聚丙烯薄膜可作为印刷层，内层高阻隔PP多层共挤膜提供封合以及高阻隔的特性，整个复合结构完全可以满足现有的复合片材需求。
传统PP材质结构的复合强度较低，基本上相关的剥离强度在1.2N/15mm以下，本发明通过相关工艺创新以及设备改造，制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的复合强度能达到7N/15mm，完全满足复合成型片材的剥离强度指标的要求。
本发明的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法，是无溶剂生产工艺，采用高粘度聚氨酯胶黏剂，提高下机初粘力，减少传统无溶剂生产方案的外圈不良品数量。
本发明内层的高阻隔PP多层共挤膜采用上吹法制备，传统PP树脂多数用于流延法生产，本发明的上吹法所获得高阻隔PP多层共挤膜经过横纵向吹胀拉伸，有较好的取向，力学性能及挺度要有所增强。
本发明改造现有熟化室，熟化温度达到60-70℃，传统软包熟化室温度需求50℃以下即可满足要求，考虑到片材本身尺寸稳定性以及耐热性都较好，因此大幅度提高熟化温度，对于复合层间的剥离强度有很大提高。
本发明的表面处理装置，常规复合设备上的表面处理装置的功率是随着生产速度的提高而提高，由于片材产品生产速度较低(不超过80m/min)，因此为达到最佳的处理效果，本发明对表面处理控制程序进行重新设计，人为设定处理功率来应对低速的生产条件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所使用的CPP和PP均是市售产品。
实施例1
本发明实施例所用CPP(流延聚丙烯)为耐温型，印刷过烘道拉伸变化较小，套印精确。
本发明实施例所用POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，可根据需要添加相应的功能：防雾、易揭等。
一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法包括以下步骤：
CPP凹印里印→无溶剂复合→熟化→后道分切处理。
CPP凹印里印：CPP薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜。
无溶剂复合：是无溶剂生产工艺，采用高粘度聚氨酯胶黏剂，提高下机初粘力，减少传统无溶剂生产方案的外圈不良品数量。
PP片材涂胶(涂胶量1-3g)，然后与CPP印刷膜复合。
POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，采用上吹法制备，具体的方法步骤如下：EVOH占比10％层厚比，其余为PP，通过加热熔融挤出做成一张膜，没有胶黏剂。
熟化具体工艺如下：65℃熟化72小时。
后道分切处理：常规分切机生产，洁净环境即可。
表面处理控制程序进行重新设计：PP片材表面做电晕处理，专用的设备，速度为85m/min。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的结构为外层CPP50/中间层PP片材250/内层POP50(里面的50或250是厚度值50um或250um)；内层POP50含有EVOH10％，
可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中的PP含量是95.9％，国际单一材料的认证标准，超过95％。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的性能如下：
剥离强度的测试方法按照GB/T 8808软质复合塑料材料剥离试验方法进行，本实施例的剥离强度为5N/15mm，可吹塑成型各类托盒容器。
本发明的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材在使用后可以回收再造粒，然后加工成其他塑料件即可。
实施例2
一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法包括以下步骤：
CPP凹印里印→无溶剂复合→熟化→后道分切处理。
CPP凹印里印：CPP薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜。
无溶剂复合：是无溶剂生产工艺，采用高粘度聚氨酯胶黏剂，提高下机初粘力，减少传统无溶剂生产方案的外圈不良品数量。
PP片材涂胶(涂胶量1-3g)，然后与CPP印刷膜复合。
POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，采用上吹法制备，具体的方法步骤如下：EVOH占比9％层厚比，其余为PP，通过加热熔融挤出做成一张膜，没有胶黏剂。
熟化具体工艺如下：60℃熟化84小时。
后道分切处理：常规分切机生产，洁净环境即可。
表面处理控制程序进行重新设计：PP片材表面做电晕处理，专用的设备，速度为90m/min。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的结构为外层CPP50/中间层PP片材250/内层POP50(里面的50或250是厚度值50um或250um)；内层POP50含有EVOH9％，
可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中的PP含量是96.3％，国际单一材料的认证标准，超过95％。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的性能如下：
剥离强度的测试方法按照GB/T 8808软质复合塑料材料剥离试验方法进行，本实施例的剥离强度为7N/15mm，可吹塑成型各类托盒容器。
本发明的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材在使用后可以回收再造粒，然后加工成其他塑料件即可。
实施例3
一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法包括以下步骤：
CPP凹印里印→无溶剂复合→熟化→后道分切处理。
CPP凹印里印：CPP薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜。
无溶剂复合：是无溶剂生产工艺，采用高粘度聚氨酯胶黏剂，提高下机初粘力，减少传统无溶剂生产方案的外圈不良品数量。
PP片材涂胶(涂胶量1-3g)，然后与CPP印刷膜复合。
POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，采用上吹法制备，具体的方法步骤如下：EVOH占比8％层厚比，其余为PP，通过加热熔融挤出做成一张膜，没有胶黏剂。
熟化具体工艺如下：70℃熟化60小时。
后道分切处理：常规分切机生产，洁净环境即可。
表面处理控制程序进行重新设计：PP片材表面做电晕处理，专用的设备，速度为100m/min。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的结构为外层CPP50/中间层PP片材250/内层POP50(里面的50或250是厚度值50um或250um)；内层POP50含有EVOH8％，
可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中的PP含量是96.4％，国际单一材料的认证标准，超过95％。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的性能如下：
剥离强度的测试方法按照GB/T 8808软质复合塑料材料剥离试验方法进行，本实施例的剥离强度为6N/15mm，可吹塑成型各类托盒容器。
本发明的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材在使用后可以回收再造粒，然后加工成其他塑料件即可。
实施例4
一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法包括以下步骤：
CPP凹印里印→无溶剂复合→熟化→后道分切处理。
CPP凹印里印：CPP薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜。
无溶剂复合：是无溶剂生产工艺，采用高粘度聚氨酯胶黏剂，提高下机初粘力，减少传统无溶剂生产方案的外圈不良品数量。
PP片材涂胶(涂胶量1-3g)，然后与CPP印刷膜复合。
POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，采用上吹法制备，具体的方法步骤如下：EVOH占比7％层厚比，其余为PP，通过加热熔融挤出做成一张膜，没有胶黏剂。
熟化具体工艺如下：65℃熟化72小时。
后道分切处理：常规分切机生产，洁净环境即可。
表面处理控制程序进行重新设计：PP片材表面做电晕处理，专用的设备，速度为95m/min。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的结构为外层CPP50/中间层PP片材250/内层POP50(里面的50或250是厚度值50um或250um)；内层POP50含有EVOH7％，
可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中的PP含量是96.5％，国际单一材料的认证标准，超过95％。
制备的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的性能如下：
剥离强度的测试方法按照GB/T 8808软质复合塑料材料剥离试验方法进行，本实施例的剥离强度为5.5N/15mm，可吹塑成型各类托盒容器。
本发明的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材在使用后可以回收再造粒，然后加工成其他塑料件即可。
对比例1
有溶剂的制备方法制备的产品，CPP凹印里印→干式复合→熟化→后道分切处理。
产品的剥离强度4.5N/15mm，溶剂残留≥5mg。
该方法同本发明的方法相比发现，制备的产品剥离强度不如本发明的好，同时具有溶剂残留，而本发明的方法无溶剂残留。
对比例2
传统无溶剂的制备方法制备的产品，不加入片材表面电晕处理工艺，产品的剥离强度只有1-2N/15mm。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (7)

1.一种可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，其特征在于，是由内层、中间层和外层组成，所述内层为POP，所述POP为PP-EVOH多层共挤高阻隔薄膜，EVOH占比7～10％层厚比，其余为PP；所述中间层是PP片材，所述外层为流延聚丙烯；
所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法包括以下步骤：
将流延聚丙烯凹印里印，然后进行无溶剂复合、熟化、后道分切处理获得所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材；
所述流延聚丙烯凹印里印是将流延聚丙烯薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜；
所述无溶剂复合：是将表面做电晕处理后的PP片材上涂覆聚氨酯胶粘剂，然后与上述具有印刷图案的印刷膜进行复合；
所述熟化是在温度为60～70℃熟化1～120h。
2.根据权利要求1所述的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，其特征在于，所述POP采用上吹法制备，通过加热熔融挤出成膜，没有胶黏剂。
3.根据权利要求1所述的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，其特征在于，所述外层为印刷层。
4.根据权利要求1所述的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，其特征在于，所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中PP含量是95％以上。
5.根据权利要求1所述的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材，其特征在于，所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材中，外层厚度为50um，中间层厚度为250um，内层厚度为50um。
6.一种权利要求1至5任一项所述的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将流延聚丙烯凹印里印，然后进行无溶剂复合、熟化、后道分切处理获得所述可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材；
所述流延聚丙烯凹印里印是将流延聚丙烯薄膜上机，经过多个色组凹印印刷，最后收卷获得完整印刷图案的印刷膜；
所述无溶剂复合：是将表面做电晕处理后的PP片材上涂覆聚氨酯胶粘剂，然后与上述具有印刷图案的印刷膜进行复合；
所述熟化是在温度为60～70℃熟化1～120h。
7.根据权利要求6所述的可回收具有高复合强度的高阻隔复合片材的制备方法，其特征在于，所述PP片材表面做电晕处理，速度为50-100m/min。
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