医疗包装用耐蒸煮易揭膜及其制备工艺

技术领域

本发明属于易揭膜技术领域，具体涉及一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜及其制备工艺。

背景技术

易揭膜被广泛用于各类包装，用于PP类材质制成的碗状、杯状、桶状和盒状容器的盖膜，这不仅要求易揭膜具有良好的力学性能和密封性，而且需要易揭开、耐高温蒸煮，避免出现盖膜破损、密封失效或高温蒸煮后变形变软等问题。

目前，市售的易掲膜原料主要有以下四种：(1)离子聚合物和改性的乙烯-醋酸乙烯的混合物，由于含有醋酸成分，因此易揭膜会散发酸味，使用体验不佳；(2)粘合剂，即通过直接将粘合剂涂覆在膜层内侧而形成易揭层，这种工艺会使用到有机溶剂，因此会污染环境；(3)聚丁烯和聚烯烃的混合物，这类易揭膜中单体之间的聚合方式基本属于内聚剥离，因此会产生残留和留白现象，而这在医疗器械中使用时是不被接受的；(4)聚乙烯和聚丙烯的混合物，然而这两种组分的相容性较差，使得产品存在剥离力不稳定和分层的风险。

为了获得耐蒸煮且不易分层的易揭膜，公开号为CN116039194A的中国发明专利申请公开了一种耐高温蒸煮易揭PP膜、复合膜以及制备方法，该耐高温蒸煮易揭PP膜由外层、中层和内层三层共挤吹膜制成；其中，以质量份数计，所述外层的制备原料包括聚丙烯100份，加工助剂0.5～1.5份；所述中层的制备原料包括聚丙烯50～95份，高抗冲改性高分子材料10～15份，加工助剂0.5～1.5份；所述高抗冲改性高分子材料为乙烯基高分子改性聚合物；所述内层的制备原料包括第一耐高温蒸煮易揭材料55～95份，第二耐高温蒸煮易揭材料10～25份，加工助剂0.5～1.5份；所述第一高温蒸煮易揭材料为三井化学株式会社生产的牌号为AT2912的丙烯基高分子改性聚合物；所述第二耐高温蒸煮易揭材料为三井化学株式会社生产的牌号为AT2913的丙烯基高分子改性聚合物。

然而，该耐高温蒸煮易揭PP膜的剥离力不够稳定，表现为在蒸煮后，其剥离强度有较大幅度的下降，而这在用于医疗产品的包装时就容易出现蒸煮后破袋现象导致密封性下降，出现细菌感染的风险增加。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜及其制备工艺，该易揭膜界面剥离、剥离界面光滑无残留，蒸煮前与蒸煮后剥离力变化较少，无气味。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，至少包括电晕层、中间层和易揭层，按质量百分数计，所述的易揭层的原料中包含苯乙烯嵌段共聚物。

本发明易揭膜的易揭层中添加有苯乙烯嵌段共聚物，而该苯乙烯嵌段共聚物能够提供稳定的粘合性能，使得易揭膜不仅界面剥离、剥离界面光滑无残留，而且表现出优异的耐蒸煮性能，具体表现为：易揭膜在蒸煮前后都表现出十分一致的拉伸强度和剥离强度，甚至蒸煮后的拉伸强度和剥离强度还略有上升，这与本发明对易揭膜的医疗包装定位相适配，更有利于确保医疗包装不破漏，保证了产品质量的稳定性。

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，按质量百分数计，所述的苯乙烯嵌段共聚物中，苯乙烯的含量为10-40％。本发明中，对易揭膜的性能影响较大的是苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯的含量，其中乙烯-丙烯共聚物的含量对易揭膜的性能则几乎不影响，因此本发明对此无特殊要求。

本发明的易揭膜具有较宽的封合窗口，通过向易揭层中添加不同比例的苯乙烯嵌段共聚物即可方便地根据具体需求调节剥离力。

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，按质量百分数计，所述的易揭层的原料包括：50-100％苯乙烯嵌段共聚物，0-50％丙烯-乙烯共聚物，0-50％聚丙烯，0-5％爽滑剂和0-5％防粘母料；

所述的丙烯-乙烯共聚物和所述的聚丙烯不同时为0％。

具体地，随着苯乙烯嵌段共聚物含量增加，易揭膜的剥离强度逐渐增大。在易揭层中，苯乙烯嵌段共聚物可以单独与丙烯-乙烯共聚物复配(此时聚丙烯的添加量可为0)，但若需要与聚丙烯复配，则优选为还需添加丙烯-乙烯共聚物，以提供聚丙烯与苯乙烯嵌段共聚物的相容性。

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，按质量百分数计，所述的丙烯-乙烯共聚物中，乙烯的含量为10-20％，丙烯的含量为80-90％。

作为进一步优选，按质量百分数计，所述的丙烯-乙烯共聚物中，乙烯的含量为15％，丙烯的含量为85％。

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，按质量百分数计，所述的中间层的原料包括：50-70％聚丙烯，20-40％聚乙烯，10-20％丙烯-乙烯共聚物和0-10％增粘剂。

除了常规的聚丙烯和聚乙烯，本发明在中间层中还添加了丙烯-乙烯共聚物，该丙烯-乙烯共聚物不仅能够提高中间层中聚丙烯和聚乙烯的相容性，而且还有利于提高中间层与电晕层、中间层与易揭层的结合力，起到增强层间强度和易揭膜韧性的目的，确保易揭膜不存在分层或转移风险。

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，该共聚聚丙烯的熔指为4-8g/10min，密度为0.9g/cm

所述的聚乙烯的熔指为1.9-4g/10min，密度为0.924-0.934g/cm

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，按质量百分数计，所述的电晕层的原料包括：0-100％聚乙烯，0-100％聚丙烯和1-15％防粘母料；

所述的聚乙烯和所述的聚丙烯不同时为0％。

本发明中，电晕层原料可以根据需求选择聚乙烯和聚丙烯中的一种或两种，从降低成本方面考虑，可以采用聚丙烯；而若为了提高薄膜强度和韧性，可以采用聚乙烯。

作为优选，在上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜中，所述的聚乙烯为中密度聚乙烯，所述的防粘母料为粒径为4-7u m的球型玻璃微珠；

所述的耐蒸煮易揭膜还包括复合在电晕层外侧的聚酰胺(PA)层，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层和铝层中的至少一种。

即，当电晕层中使用聚乙烯为主要原料时，优选为中密度聚乙烯；中密度聚乙烯和上述的防粘母料使得电晕层与PA、PET、LV具有较强的结合力。当表层外需要再复合聚酰胺(PA)层，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层和LV层中的至少一种时(需先对电晕层作电晕处理)，选用中密度聚乙烯有利于增强易揭膜的层间强度。

作为优选，上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜的膜厚为50-120微米；

其中，所述的电晕层的厚度占膜厚的10-30％，所述的中间层的厚度占膜厚的50-80％，所述的易揭层的厚度占膜厚的10-20％。

本发明还提供了上述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：

(1)采用预设的原料组成，在三层共挤流延膜机中获得三层复合膜材；

其中，用于挤出电晕层的A挤出机的挤出温度为：1区180℃、2区190℃、3区200℃、4区210℃、5区220℃、6区230℃、7区240℃；

用于挤出中间层的B挤出机的挤出温度为：1区180℃、2区190℃、3区200℃、4区210℃、5区220℃、6区230℃、7区240℃；

用于挤出易揭层的C挤出机的挤出温度为：1区160℃、2区170℃、3区185℃、4区200℃、5区210℃、6区220℃、7区230℃；

(2)将该三层复合膜材进一步加工，制得所述的医疗包装用耐蒸煮易揭膜。

本发明采用三层流延法生产易揭膜，不仅生产工艺简单，而且生产成本低廉，绿色环保。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明易揭膜的易揭层中添加有苯乙烯嵌段共聚物，而该苯乙烯嵌段共聚物能够提供稳定的粘合性能，使得易揭膜不仅界面剥离、剥离界面光滑无残留，而且表现出优异的耐蒸煮性能，具体表现为：易揭膜在蒸煮前后都表现出十分一致的拉伸强度和剥离强度，甚至蒸煮后的拉伸强度和剥离强度还略有上升，这与本发明对易揭膜的医疗包装定位相适配，更有利于确保医疗包装不破漏，保证了产品质量的稳定性。

(2)本发明的易揭膜具有较宽的封合窗口，通过向易揭层中添加不同比例的苯乙烯嵌段共聚物即可方便地根据具体需求调节剥离力；具体地，随着苯乙烯嵌段共聚物含量增加，易揭膜的剥离强度逐渐增大。在易揭层中，苯乙烯嵌段共聚物可以单独与丙烯-乙烯共聚物复配(此时聚丙烯的添加量可为0)，但若需要与聚丙烯复配，则优选为还需添加丙烯-乙烯共聚物，以提供聚丙烯与苯乙烯嵌段共聚物的相容性。

(3)除了常规的聚丙烯和聚乙烯，本发明在中间层中还添加了丙烯-乙烯共聚物，该丙烯-乙烯共聚物不仅能够提高中间层中聚丙烯和聚乙烯的相容性，而且还有利于提高中间层与电晕层、中间层与易揭层的结合力，起到增强层间强度和易揭膜韧性的目的，确保易揭膜不存在分层或转移风险。

附图说明

图1为本发明医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细说明。

本发明的实施例中使用的原材料信息如表1所示。

表1

实施例1

本实施例一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：聚乙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(日本三井，SP4030)30％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)15％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)50％+加氢石油树脂(C-115W)5％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾G1657)50％+丙烯-乙烯共聚物(VM3980，Vistamaxx)10％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)35％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)3％。

该医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺(工艺流程如图1所示)包括以下步骤：

(1)按照上述的原料组成，在三层共挤流延膜机中获得三层复合膜材；

其中，用于挤出电晕层的A挤出机的挤出温度为：1区160℃、2区180℃、3区200℃、4区210℃、5区215℃、6区220℃、7区225℃；

用于挤出中间层的B挤出机的挤出温度为：1区160℃、2区170℃、3区180℃、4区190℃、5区200℃、6区210℃、7区220℃；

用于挤出易揭层的C挤出机的挤出温度为：1区150℃、2区160℃、3区175℃、4区185℃、5区195℃、6区210℃、7区220℃；

(2)将该三层复合膜材经测厚、电晕、收卷、塑化、分切后，获得本实施例的医疗包装用耐蒸煮易揭膜；

本步骤则依据现有技术中已知的方法实施。

本实施例制备的医疗包装用耐蒸煮易揭膜的厚度为100微米，其中，电晕层的厚度为20微米，中间层厚度为65微米，易掲层的厚度为15微米。

实施例2

本实施例一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(中海壳牌，2420H)25％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)15％+共聚聚丙烯(F800EDF，上海石化)60％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾，G1657)50％+丙烯-乙烯共聚物(VM3980，Vistamaxx)10％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)35％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)3％。

该医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

实施例3

本实施例一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)99％+防粘母料(ABPP909)1％；

2、中间层：共聚聚丙烯(RF401，韩国)95％+加氢树脂(C-115W)5％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾，MD6649)70％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)25％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)2％。

该医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

实施例4

本实施例一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(中海壳牌，2420H)40％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)10％+共聚聚丙烯(F800EDF，上海石化)50％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾，G1657)80％+丙烯-乙烯共聚物(VM3980，Vistamaxx)5％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)10％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)3％。

该医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

实施例5

本实施例一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(中海壳牌，2420H)20％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)20％+共聚聚丙烯(F800EDF，上海石化)60％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾，G1657)90％+丙烯-乙烯共聚物(VM3980，Vistamaxx)5％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)3％。

该医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

实施例6

本实施例一种医疗包装用耐蒸煮易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(中海壳牌，2420H)20％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)20％+共聚聚丙烯(F800EDF，上海石化)55％+加氢石油树脂(C-115W)5％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾，G1657)96％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)2％。

该医疗包装用耐蒸煮易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

对比例1

本对比例一种易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(中海壳牌，2420H)25％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)15％+共聚聚丙烯(F800EDF，上海石化)60％；

3、易掲层：苯乙烯嵌断共聚物(科腾，G1657)40％+丙烯-乙烯共聚物(VM3980，Vistamaxx)10％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)45％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)3％。

该易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

对比例2

本对比例一种易揭膜，依次包括电晕层、中间层和易揭层；按质量百分数计，各层的原料组成分别为：

1、电晕层：共聚聚丙烯(日本三井，SP4030)97％+防粘母料(ABPP909)3％；

2、中间层：聚乙烯(中海壳牌，2420H)25％+丙烯-乙烯共聚物(美孚，Vistamaxx)15％+共聚聚丙烯(F800EDF，上海石化)60％；

3、易掲层：丙烯-乙烯共聚物(VM3980，Vistamaxx)30％+共聚聚丙烯(RF401，韩国)65％+爽滑剂(GL5035PP)2％+防粘母料(ABPP909)3％。

该易揭膜的制备工艺与实施例1相同。

取实施例1-6和对比例1-2制备的易揭膜，对易揭膜的各项性能进行测试，测试结果如表2所示。

表2

注：蒸煮是指将材料置于121℃下蒸煮半小时。

由表2可见，在适当的添加量下，易揭层中苯乙烯嵌段共聚物的添加量越大，则易揭膜的剥离强度越大；并且，实施例1-6制备的易揭膜的各项性能在蒸煮前后基本保持一致，尤其是蒸煮后易揭膜的剥离强度还略有上升，这对将本发明的易揭膜用于制备医疗产品的包装十分合适，非常有利于防止破漏。而当易揭层中苯乙烯嵌段共聚物的添加量过少或不添加苯乙烯嵌段共聚物时，易揭膜的剥离强度不仅下降，而且耐蒸煮性能变差。

从表2中还可以看出，实施例2的中间层中由于使用的是共聚聚丙烯产品是F800EDF，因此比使用RF401的实施例1和实施例3的成本要低。