一种复合片材及其制备方法

技术领域

本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种复合片材及其制备方法。

背景技术

常规棒棒奶酪的灌装过程为：首先是将片材通过成型器对折，然后通 过中空吹塑成型工艺或吸塑成型工艺将片材制成拨浪鼓形状，此时片材是 连接的，其上并列成型有若干具有灌装口的小单元；通过进棒器将奶酪棒 从灌装口插入小单元中，此时奶酪棒完全伸入到了小单元中，再将灌装嘴 从灌装口插入小单元中，挤入定量的奶酪，然后将灌装口密封实现横封即 可；封口后通过裁剪器将每个小单元裁剪成规定的形状即可完成棒棒奶酪的包装。

由于棒棒奶酪的制备工艺的限制，棒棒奶酪的外包装片材不仅仅需要 适用于吸塑成型或中空吹塑成型这种特定工艺的要求，还要能够满足热封 功能；且由于奶酪本身特性，还需要片材本身具有高阻氧、高阻湿的特性， 进而满足保质期的需求。因此，目前应用于棒棒奶酪外包装片材的现行材 质通常为PVC片材和PS片材。

但PVC不仅仅无法回收利用，并且还会燃烧产生二噁英，导致环境破 坏，且PS也无法回收利用，此两种材质的片材均为不环保材料,因此，并 不适于长远发展的需求。

现有技术中虽然可以采用环保材料替换PVC片材和PS片材，但是其要 同时满足高阻氧、高阻湿的需求，都需要复合其他高阻隔材质形成复合片 材。而常规的层状复合片材为了满足中空吹塑或吸塑成型的工艺的需求， 通常需要采用溶剂型胶粘剂进行层状结构之间的复合。而在现有技术中公 开的无溶剂复合的复合片材中，其虽然能达到较好的环保性能，但在满足 高阻隔性能的情况下，并不能满足中空吹塑或吸塑成型的工艺的制备需求， 且制备出来的棒棒奶酪外包装常常出现尺寸不稳定，尤其是灌装口的大小 不一致的问题，极大影响后期奶酪的灌装。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中棒棒奶酪外包装 所采用的复合片材在满足环保性能、高阻隔性能的情况下，并不能有效保 证成型后复合材料适用于棒棒奶酪外包装的中空吹塑或吸塑成型工艺的需 求的问题，从而提供能够解决上述问题且成本更低的一种复合片材及其制 备方法。

一种复合片材，包括依次层叠设置的印刷层、刚性层和高阻隔热封层；

所述刚性层的材质为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)或 PE(聚乙烯)，弯曲模量为1200～2200Mpa,厚度为230～320μm。

所述刚性层的厚度为240～300μm。

所述印刷层的耐温温度大于160℃；优选为160～200℃；或/和

所述印刷层的材质为PP、PET或PE；或/和

所述印刷层的厚度为10～40μm，优选为10～25μm。

所述印刷层的材质为PET时，所述刚性层与印刷层的总厚度小于 340μm。

所述高阻隔热封层包括热封基层和阻隔层，远离刚性层一侧的最外层 为热封基层。

所述热封基层为两层，阻隔层为一层，阻隔层位于两层热封基层之间。

所述热封基层的材质为PP、PET或PE，优选为PE；或/和

所述阻隔层的材质为EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)。

所述高阻隔热封层的厚度为40～100μm，优选为40～80μm。

所述热封基层和阻隔层之间的厚度比例为(0.5～4):1；优选的，热封 基层和阻隔层之间的厚度比例为(2～4):1。

复合片材的制备方法，包括：分别获取片状的印刷层、刚性层和高阻 隔热封层；采用无溶剂复合工艺实现片状的印刷层、刚性层和高阻隔热封 层之间的复合即可。

所述刚性层的成型过程为：采用粒料共挤生产的方式形成片材；

共挤生产的控制条件为：依次在260℃～270℃条件下停留1～3s， 275℃～290℃条件下停留1～3s，270℃～280℃条件下停留1～3s，最后 在255℃～265℃条件下挤出成型；共挤生产的总时间为17～23s。

上述的复合片材，或/和上述制备方法制备得到的复合片材在制备棒棒 奶酪外包装中的应用。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的复合片材，其包括印刷层和高阻隔热封层，并且在印 刷层和高阻隔热封层之间设置一层刚性层，并优化刚性层的材质和参数条 件，具体的，该刚性层选择PET、PP或PE材质制备得到，且该刚性层的弯 曲模量设置为1200～2200Mpa,厚度设定为230～320μm；通过上述优化设 置，既可以有效达到各层本身的优势，即可以实现印刷层、刚性层和高阻 隔热封层本身具有的便于印刷、环保、阻隔热封性能优异的效果，同时， 由于在印刷层和高阻隔热封层之间设置材质为PET、PP或PE的刚性层，因 此可以有效实现层与层之间无溶剂复合，进一步达到环保的目的，并且， 通过上述参数的优化设计，尤其是刚性层弯曲模量和厚度的限定，与材质 相配合，能有效确保该复合片材适用于棒棒奶酪外包装的中空吹塑成型工 艺或吸塑成型工艺。

2.本发明通过印刷层和刚性层材质和总厚度的进一步优化，具体的， 当刚性层材质为PET材质且印刷层也为PET材质时，将刚性层与印刷层的 总厚度设置为小于340μm，在该厚度条件下，有效保证成型后棒棒奶酪外 包装以及灌装口尺寸的稳定，避免影响后期奶酪的灌装的效果，效果十分 优异。

3.本发明进一步优化了复合片材的印刷层的材质选择和厚度设置，具 体的，将印刷层的材质设置为PP、PET或PE，优选为PET，将印刷层的耐 温温度设置为大于160℃，优选为160～200℃，同时将印刷层的厚度设置 为10～40μm，优选为10～25μm；上述设置能更好的满足热封工艺以及中 空吹塑成型工艺或吸塑成型工艺的操作要求。尤其是印刷层材质种类和性 能的优化选择，结合厚度的优化，可以通过无溶剂复合工艺将其与高阻隔 热封层之间复合成一个整体，避免了具有“溶剂”载体的这类胶粘剂的使 用，极大地提高了环保性能；同时，该印刷层材质和厚度的优化，还具有 瞬时高温不变形的功效，可耐温150℃以上，因此，印刷后的印刷层无论是 在与高阻隔热封层复合成整体的过程中，还是在形成棒棒奶酪外包装的过 程中，该印刷层均不会出现卷曲变形的问题，进而可以达到棒棒奶酪外包 装可精美印刷的目的。

4.本发明进一步优化了高阻隔热封层的结构，该高阻隔热封层包括热 封基层和阻隔层，当高阻隔热封层的厚度过高时，不利于后期热封工艺以 及中空吹塑成型工艺或吸塑成型工艺的操作，但当高阻隔热封层的厚度过 低时，则达不到阻隔效果，因此，本发明中将当高阻隔热封层的厚度设置 为40～100μm，优选为40～80μm。在该厚度条件下，还可以适用于共挤 吹膜工艺制成，节约制备成本。本发明中进一步优化热封基层和阻隔层的 材质和结构，即高阻隔热封层为热封基层、阻隔层和热封基层顺次设置的 三层结构，同时，热封基层的材质设置为PP、PET或PE，优选为PE，阻隔 层的材质设置为EVOH；通过上述设置，本申请的高阻隔热封层在达到合适 的阻隔性能的同时，还能够适于共挤吹膜工艺成型，降低生产成本，且成 型后的高阻隔热封层能够与刚性层之间能够实现无溶剂复合，并且，还能 够保证热封效果，热封后易揭；因此，本发明能够更加便于工业生产。

5.本发明结构可满足棒棒奶酪生产工艺(吸塑成型或中空吹塑成型)， 以及满足保护奶酪的高阻隔特性；可保证现行生产棒棒奶酪外包装的设备 流程、生产效率等均不变；并且本发明的片材绿色环保，可回收再利用， 无需焚烧等手段进行处理，不破坏环境。同时，本发明所采用的物料成本 低于现行用于棒棒奶酪外包装片材的PVC或PS材质，成本可以节约大概 10～20％左右，成本更低，效果更加显著。因此，本发明的片材不仅仅能够同时满足棒棒奶酪外包装的可精美印刷、吸塑成型、高阻隔和环保的要求； 并且，本发明通过材质的优化，还能在保证上述性能的同时做到更薄的厚 度，极大地降低成本，更加适用于工业长远发展的需求。

6.本发明中提供了刚性层的成型工艺，具体包括采用粒料共挤生产的 方式形成片材，其中，共挤生产的控制条件为：依次在260℃～270℃条件 下停留1～3s，275℃～290℃条件下停留1～3s，270℃～280℃条件下停 留1～3s，最后在255℃～265℃条件下挤出成型；共挤生产的总时间为17～ 23s；通过上述工艺条件的优化，可以有效适用于片材的成型，且能保证生 成的片材能够有效满足中空吹塑或吸塑成型制备棒棒奶酪外包装的工艺需 求，且使成型后棒棒奶酪外包装的灌装口尺寸稳定，效果显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下 面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。

图1是本发明实施例1制备得到的棒棒奶酪外包装的灌装口位置处的 示意图。

图2是本发明实施例7制备得到的棒棒奶酪外包装的灌装口位置处的 示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是 指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第 三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述 的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商 者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼 此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

一种复合片材，包括印刷层、刚性层、高阻隔热封层；其中，所述刚 性层的材质为PET、PP或PE，弯曲模量为1200～2200Mpa,厚度为230～ 320μm。

本发明通过上述优化设置，既可以有效达到各层本身的优势，即可以 实现印刷层、刚性层和高阻隔热封层本身具有的便于印刷、环保、阻隔热 封性能优异的效果，同时，由于在印刷层和高阻隔热封层之间设置材质为PET、PP或PE的刚性层，因此可以有效实现层与层之间无溶剂复合，进一 步达到环保的目的，并且，通过上述参数的优化设计，还能确保该复合片 材适用于棒棒奶酪外包装的中空吹塑成型工艺或吸塑成型工艺。

为了达到更优异的效果，还可以对印刷层、刚性层和高阻隔热封层的 厚度和材质进行进一步优化和筛选。

作为其中一种优化设置，通过印刷层和刚性层材质和总厚度的优化， 具体的，当刚性层和印刷层均为PET材质时，将刚性层与印刷层的总厚度 设置为小于340μm，此时，可有效保证成型后灌装口尺寸稳定，避免影响 后期奶酪的灌装的效果，效果十分优异。

作为另一种优化设置，本发明中印刷层只要是能够达到印刷的目的的 材质即可，为了避免成型过程中高温导致的表面烫皱的情况发生，达到印 刷更加精美的目的，印刷层优选为耐温温度大于160℃的材质；耐温温度优 选为160～200℃；具体的，所述印刷层的材质优选采用耐温温度大于160℃ 的PP、PET或PE，进一步优选为PET；或/和所述印刷层的厚度为10～40μm， 优选为10～25μm。所述印刷层的印刷面优选朝向刚性层的方向设置，即印刷层的内侧印刷，能有效保证印刷图案在更长的时间内保持印刷效果的精 美。

所述高阻隔热封层可以采用具有热封性能和阻隔性能的材质构成，也 可以采用分别具有热封性能和阻隔性能的材质复合构成。优选的，本发明 中的高阻隔热封层采用具有热封性能的热封基层和具有阻隔性能的阻隔层 复合构成；该阻隔层的材质可以选择为任何能够达到较好阻氧性和阻水性 的阻隔材质，本发明中阻隔层优选采用EVOH，优选的热封基层和阻隔层之 间的厚度比例为(0.5～4):1，优选为(3～4):1，该条件下，不仅仅具有较 好的阻隔性能，并且与热封基层复合时能更加便于生产制造。进一步地， 所述热封基层的材质优选为PP或PE，更为优选的为PE。

本发明的片材可以先通过流延成型制成各层结构，然后再通过无溶剂 复合工艺将各层结构复合成片材。为了简化制备工艺，节约制造成本，上 述的高阻隔热封层的热封基层和阻隔层先通过共挤出工艺制备成复合层 后，再通过无溶剂复合工艺将高阻隔热封层与印刷层和刚性层一起复合成 片材。

为了能够使后期的热封工艺达到更好的热封效果，同时满足印刷层、 刚性层和高阻隔热封层之间无溶剂复合的目的，本发明中所述热封基层设 置为两层，具体的，该高阻隔热封层的结构设置依次为热封基层、阻隔层 和热封基层。

本实施例中给出了以下具体结构的复合片材，其由上至下依次为印刷 层、刚性层、热封基层、阻隔层和热封基层。印刷层采用12μm的PET片 材，PET的型号为普诺维DPET12，其耐温温度为160℃；刚性层采用250μm 的PET片材，PET的型号为万凯WK-811，其刚性层的弯曲模量1350MPa；高 阻隔热封层的型号为江阴升辉PV1001EP，其厚度为50μm，材质组成为： PE/EVOH/PE，厚度比为：22um/6um/22um。

该复合片材的具体制备方法如下：

(1)分别获取印刷层、刚性层和高阻隔热封层；

其中，刚性层的具体制备过程如下：采用型号为万凯WK-811的树脂粒 料加入到挤出机中，进行共挤制备成厚度为250μm的PET片材。挤出机中 共挤的温度控制条件为：模头区，255℃～265℃，一区，260℃～270℃； 二区，275℃～290℃；三区，270℃～280℃；四区，255℃～265℃；五区， 255℃～265℃；六区，255℃～265℃；第二区停留3s,其余各区停留2.5s， 总计18s。即，粒料依次经过模头区、一区、二区、三区、四区、五区、六 区后，最终挤出形成相应厚度的片材。

(2)采用无溶剂复合工艺实现印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的 复合，复合速度为60米/min，复合后熟化时间为72小时。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

外层可耐温160℃，阻氧率0.17cm

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度23μm，牌号：国风塑业DPET12，耐温温度190℃；

刚性层的厚度230μm；牌号：华润WB8863，弯曲模量1200MPa；

高阻隔热封层的厚度40μm；牌号：巴斯夫PB8640；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比为：17.5um/5um/17.5um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为50 米/min。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

外层可耐温190℃，阻氧率0.19cm

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度12μm，牌号：兴业聚化DPET12，耐温温度160℃；

刚性层的厚度280μm；牌号：万凯WK-821，弯曲模量1950MPa；

高阻隔热封层的厚度60μm；牌号：三菱BL6100；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比：26um/8um/26um。

刚性层制备时，模头区、第一区和第二区均停留3s,其余各区停留2s， 总计17s。印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度 为80米/min。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

外层可耐温160℃，阻氧率0.15cm

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度8μm，牌号：普诺维DPET12，耐温温度140℃；

刚性层的厚度250μm；牌号：万凯WK-811，弯曲模量1350MPa；

高阻隔热封层的厚度50μm；牌号：江阴升辉PV1001EP；组成为：PE/EVOH/PE，厚度比：22um/6um/22um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为60 米/min。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

外层只能耐140℃，在棒棒奶酪的中空吹塑成型过程中，会出现表面烫 皱情况，但可实现棒棒奶酪的奶酪灌装口成型均匀的要求。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度23μm，牌号：国风塑业DPET12，耐温温度190℃；

刚性层的厚度230μm；牌号：华润WB8863，弯曲模量1200MPa；

高阻隔热封层的厚度30μm；牌号：巴斯夫PB8640；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比：12.5um/5um/12.5um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为50 米/min，熟化12小时。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

外层热封强度3N/15mm，强度过低，发生密封不良现象；但可实现棒棒 奶酪的奶酪灌装口成型均匀的要求。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度8μm，牌号：普诺维DPET12，耐温温度140℃；

刚性层的厚度320μm；牌号：万凯WK-811，弯曲模量2200MPa；

高阻隔热封层的厚度40μm；牌号：巴斯夫PB8640；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比为：17.5um/5um/17.5um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为50 米/min。

对本实施例的PET复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

外层只能耐140℃，在棒棒奶酪的中空吹塑成型过程中，会出现表面烫 皱情况，也可实现棒棒奶酪的外包装的吸塑成型或中空吹塑成型，以及奶 酪灌装口成型均匀的要求，但片材本身较刚，但在物流运输过程中，有发 生脆裂的风险。

实施例7

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度23μm，牌号：国风塑业DPET12，耐温温度190℃；

刚性层的厚度320μm；牌号：万凯WK-811，弯曲模量2200MPa；

高阻隔热封层的厚度50μm；牌号：三菱BL6100；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比：21um/8um/21um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为80 米/min。

上述印刷层和刚性层的材质均为PET，当刚性层与印刷层的总厚度大于 340μm时，由于总厚度的增加，虽然可实现棒棒奶酪外包装的吸塑成型或 中空吹塑成型，但灌装口会出现尺寸不一的情况，如图2所示。

对比例1

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度12μm，牌号：兴业聚化DPET12，耐温温度160℃；

刚性层的厚度180μm；牌号：万凯WK-821，弯曲模量750MPa；

高阻隔热封层的厚度50μm；牌号：三菱BL6100；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比：21um/8um/21um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为80 米/min。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

片材材质较软，无法实现棒棒奶酪的吸塑成型或中空吹塑成型。

对比例2

本实施例与实施例1的区别在于，各层的厚度和材质不同，本实施例 的具体设置如下：

印刷层的厚度12μm，牌号：兴业聚化DPET12，耐温温度160℃；

刚性层的厚度320μm；牌号：万凯WK-821，弯曲模量2500MPa；

高阻隔热封层的厚度50μm；牌号：三菱BL6100；组成为：PE/EVOH/PE， 厚度比：21um/8um/21um。

印刷层、刚性层和高阻隔热封层之间的无溶剂复合时，复合速度为80 米/min。

对本实施例的复合片材的性能进行了测试，测试结果如下：

片材刚性太强，无法实现棒棒奶酪外包装的中空吹塑成型和吸塑成型， 在中空吹塑成型和吸塑成型的过程中，会出现片材断裂情况。

对比例3

本实施例与实施例1的区别在于，刚性层的制备工艺不同，本实施例 的具体设置如下：

刚性层的厚度250μm；牌号：万凯WK-811。刚性层制备时，1-3区每 区停留3s，其余区域停留4s,总计25s。

刚性层的制备时间稍长时，虽然还能呈现片材形状，但片材会出现不 平整情况(弧形状态)，无法后期形成复合，进而无法制得“具备可上机成 型”的片材。通过检测得知：当共挤时间超过23s以上，片材的成型控制 会出现明显偏差、不平整等情况。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方 式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予 以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保 护范围之中。