具有高阻隔性的可降解膜及其充气包装袋的制作方法

本发明涉及一种缓冲包装材料，具体来说是一种用于制备防潮、防震、防挤压、防冲击的高阻隔可降解膜的包装材料，以及利用该可降解膜制备而成的充气包装袋。

背景技术：

许多商品特别是电子产品、易碎产品等在仓储、运输时需要采用发泡聚苯乙烯、聚乙烯气泡垫等垫在包装箱和商品之间，或者用发泡材料直接包装商品，以达到防震、防挤压、防冲击效果，防止商品在储运时损坏。传统的发泡聚苯乙烯（eps）及聚乙烯泡沫塑料（epe）类制品，必须在生产厂家发泡成型或经过加工处理后才能运输给用户使用，成型后的泡沫塑料体积庞大非常不便于运输及仓储。为了方便运输而开发的现场发泡类材料，主要是利用聚氨酯泡沫塑料制品，在内容物旁边发泡膨胀并形成保护模型。但是，材料的价格相对较高并对现场的设备有一定要求，同时在工人效率及工作强度要求上不适合大规模流水线产品如电子产品的内包装。同时，发泡聚苯乙烯（eps）类制品的诸多弊端日显严重，已经成为人皆恶之的“白色污染”。相对只在运输环节短期使用的缓冲产品，永久性聚苯发泡包装的废弃物处理给环境带来严重污染，如燃烧会产生有毒气体，而堆埋因不能腐蚀而产生地质结构的破坏。

近年来出现的一种改进的充气袋包装制品，包括气袋及其单向止逆阀，通过单向止逆阀向气袋内充气并防止袋内气体回流漏出，冲气的气袋具有很好的吸收冲击能量的缓冲效果，用充气后的充气袋包裹商品或填充在商品与包装箱之间，以保护商品不被损坏。这种充气袋生产和运输时未充气，只有在包装商品时才充气，而且用完后可回收利用，因此克服了传统发泡材料的前述缺点。目前这种充气袋所用单向逆止阀大多为两片具有自吸功能的膜片构成，充气时两膜片分离形成进气通道，充气完成后膜片相互之间的自吸力以及袋内气体压力使膜片贴合在一起将进气通道关闭，达到密闭的效果。这种单向逆止阀与机械式逆止阀相比不但结构简单，通过热封在制作充气袋同时完成单向逆止阀的制作和装配，且为柔性可折叠结构，而且气密性更好。构成逆止阀的膜片为pe材料，为提高自吸附能力在pe中还添加有一定量eva，将pe与eva混合均匀通过挤出机挤出吹塑成膜。然而这种膜构成的止逆阀，其气密性仍然不理想，因为提供吸附力的eva以及马来酸酐接枝pe在热封制袋加工过程中，受温度的影响比较大，容易将进气通道烤粘连影响充气效率，同时也影响两层逆止阀的贴合。在产品使用时还是会有空气慢慢泄露，主要是阀体材料的基材基本是pe，其空气透过率很高，阻隔性比较差以及两层阀体材料贴合不好导致的泄漏。为解决这一问题，目前的解决思路均是从阀体结构上做文章，例如cn102689743a公开的自粘膜止回阀，通过在构成逆止阀的两膜片之间增加一短止回密封膜，形成两重密封结构，但这种方式增加了加工难度。

技术实现要素：

本发明的目的在于客服现有技术中的不足，提供一种具有高阻隔性的可降解膜，从高阻隔膜材料入手以提高该类单向逆止阀的气密性能；同时还提供了一种通过本发明的可降解膜材料制成的充气包装袋，具有充气效率高、锁气时间长、抗震缓冲效果好等特点，充气后可作物品内缓冲包装材料使用，也可做物品包装箱内部六面防护垫用，还可以做物品外包装袋直接做成产品的零售或快递运输包装。

本发明的技术方案为：一种具有高阻隔性的可降解膜，共包括五层，分别为第一层lldpe层、第二层tie粘合树脂层、第三层pa层、第四层tie粘合树脂层和第五层lldpe层，其中所述第一层和第五层为相同的对称结构，所述第二层与第四层为相同的对称结构；在上述五层材料配方中均添加有pla与pbat共混的降解粒子，在保证气密性能的同时，实现材料的降解性能。

一种利用上述高阻隔性的可降解膜制备的充气包装袋，包括由两张较宽的塑料薄膜a、b通过热封构成的袋体，两片具有高阻隔性的可降解膜材料f1、f2形成的充气袋单向逆回阀p；所述袋体设有存放空气等介质的气柱s，所述气柱s顶部有管形进气总通道d，所述管形进气总通道d通过单向逆回阀p与各独立充气空间相通，充气时形成多个独立的气柱s。

作为本发明的一种改进，所述第三层用evoh层代替pa层。

作为本发明的一种改进，所述第三层pa粒子或evoh粒子的用量占可降解膜所用粒子总质量的5%-15%。

作为本发明的一种改进，所述pla与pbat降解粒子的混合比例为1:2~1:4。

作为本发明的一种改进，所述pla与pbat降解粒子加入量为总塑料粒子质量的10%~50%。

作为本发明的一种改进，所述气柱s为单独的一个空间或多个独立的充气空间构成；再通过不同的折叠和二次热封，形成不同形状和功能的充气缓冲包装袋。

作为本发明的一种改进，所述气柱s采用多个充气空间时，在袋体上设置有分配通道，分配通道通过所述单向逆回阀与各独立充气空间相通。

作为本发明的一种改进，所述具有高阻隔性的可降解膜材料f1或f2表面设有耐热油墨。

作为本发明的一种改进，所述具有高阻隔性的可降解膜材料f1或f2一层相对的内侧设有电晕，使得f1或f2成为具有吸附性的极性薄膜，且采用一侧相对重合的对置方式。

本发明的一种具有高阻隔性的可降解膜及其充气包装袋，具有如下有益效果：

（1）在pe基材的中间层复合一层pa或evoh层，大大的提高了阀体材料的阻隔性，对充气袋的保气性能有了显著提高；

（2）由于在薄膜中间层复合一层pa或evoh层，这样有利于后期印刷时印刷精度的提高和复合分切等工作，从而保证单向逆止阀热合部分和充气通道部位结构精度，也有利于提高单向逆回阀在充完气后的平整贴合，提高密封的可靠性；

（3）在每层材料配方中加入pla与pbat共混的降解粒子，保证使用后薄膜具有良好的可降解性能，使得材料更加节能环保；

（4）采用单向逆回阀和该单向逆回阀的充气袋，气密性得到非常大的提高。

附图说明

图1为本发明的具有高阻隔性的可降解膜结构示意图；

图2为采用具有高阻隔性的可降解膜制备充气袋充气密封的剖面图；

图3为采用具有高阻隔性的可降解膜制备的多气室充气袋结构示意图。

图中：1、第一层；2、第二层；3、第三层；4、第四层；5、第五层；a、上薄膜；b、下薄膜；s、气柱；d、进气总通道；p、单向逆回阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，以助于理解本发明的内容。

实施例1

一种具有高阻隔性的可降解膜，该降解膜为一种复合膜结构，由多层复合而成；如图1所示，具体包括5层，分别为第一层1为lldpe层、第二层2为tie粘合树脂层、第三层3为pa层、第四层4为tie粘合树脂层和第五层5为lldpe层，其中所述第一层1和第五层5为相同的对称结构，所述第二层2与第四层4为相同的对称结构；在上述五层材料配方中均添加有pla与pbat共混的降解粒子，在保证气密性能的同时，实现材料的降解性能，实现塑料的可降解性能，有效减少环境压力。

进一步地，所述第三层3用evoh层代替pa层，因为evoh粒子也具有优良的阻隔性能；具体的，第三层3的pa粒子或evoh粒子的用量占可降解膜所用粒子总质量的5%-15%；优选10%，而第一层1和第五层5的lldpe粒子用量相同，都为20%~30%，优选26%，第二层2和第四层4的tie粘合树脂粒子用量相同，都为15%~25%，优选20%。

进一步地，所述pla与pbat降解粒子的混合比例为1:2~1:4，优选1:3；具体的，所述pla与pbat降解粒子加入量为总塑料粒子质量的10%~50%，优选20%~30%；具体的，所述第一层1、第二层2、第三层3、第四层4和第五层5均加入每层粒子质量的25%混合可降解粒子，从而满足薄膜的可降解需求。

进一步地，所述可降解膜采用多层共挤复合或流延复合，产品中各组份的含量通过原料用量来加以控制，具体的，所述各层的组份含量是按原料厚度比例来计算，从而更有利于生产控制。

实施例2

如图2所示，一种利用上述高阻隔性的可降解膜制备的充气包装袋，包括由两张较宽的塑料薄膜a、b通过热封构成的袋体，具体的，上薄膜为a，下薄膜为b；同时采用两片具有高阻隔性的可降解膜材料f1、f2形成充气袋单向逆回阀p（也称气阀膜）；所述袋体设有存放空气等介质的气柱s，所述气柱s顶部设有管形的进气总通道d，所述进气总通道d通过所述单向逆回阀p与各独立充气空间相通，充气时形成多个独立的气柱s；具体的，两片具有高阻隔性的可降解膜材料相对一侧通过印刷有耐热油墨，使得热合时两片膜材料之间形成进气通道的部位不会热封粘合在一起；进一步地，为了提高耐热油墨的附着力，在f1或f2其中一层相对的内侧设有电晕，使得f1或f2成为具有吸附性的极性薄膜，提高f1和f2两片薄膜的自粘性能；

具体的，当向充气袋体内充气时，空气沿图2中的所述进气总通道d进入膜材料f1、f2之间印刷有耐热油墨的隐性密封部分，空气压力沿着具有高阻隔性的可降解膜材料f1、f2上热封形成的通路进入袋体内部，从而使构成袋体的塑料膜f1、f2分离并膨胀，直至袋体充满形成所述气柱s；然后停止充气，由于f1、f2上形成的通路较小，且f1、f2均热封贴合在袋体上薄膜a上，同时加上袋内空气压力的反作用力，实现将所述总进气通道d关闭，使袋内气体无法从两片膜材料f1、f2之间泄漏，最终实现对所述气柱s的锁气密封。

进一步地，所述气柱s为单独的一个空间，或者为多个独立的充气空间构成；再通过不同的折叠和二次热封，形成不同形状和功能的充气缓冲包装袋。

进一步地，所述气柱s采用多个独立的充气空间时，在袋体上设置有分配通道，分配通道通过所述单向逆回阀p与各独立充气空间相通。

实施例3

如图3所示，一种包括多个独立充气空间的充气袋，所述充气袋结构如图2所示，包括由两张较宽的塑料薄膜（上薄膜a和下薄膜b）通过热封构成的袋体，两片具有高阻隔性的可降解膜材料f1、f2形成的充气袋单向逆回阀p；所述袋体包括可以存放空气等介质的多个气柱s，顶部设有有管形的进气总通道d，所述进气总通道d通过所述单向逆回阀p与各独立充气空间相通，充气时形成多个相连的所述气柱s，再通过不同的折叠和二次热封，形成不同形状和功能的充气缓冲包装袋。

本发明的具有高阻隔性的可降解膜，按图1所示结构，从外向内起依次为lldpe层/tie粘合树脂层/pa或evoh层/tie粘合树脂层/lldpe层共5层的复合膜结构。具体的，按不同层中各组份占整个膜总厚度的百分比计，其它组分不变的情况下，pa或evoh分别为5%、7%、10%、15%，然后通过共挤复合形成阻隔层含量不同的膜样品1#-4#，同时将ldpe与5%的eva混合挤出吹塑成膜作为对比试样5#。

阻隔性能测试方法如下：

具体步骤：1#-4#试样及对比样5#，每个样品各剪成100mm长，100mm宽片材样品，形成5组样品，按照gb/t1038-2000塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法—压差法分别对试样进行测试，测试结果见表1。

由表1可以看出，试样1#-4#，随着高阻隔层材料比例的不断增加，其空气透过率在不断的减少，也就是说材料的阻隔性能在不断的增加；但是阻隔层含量越大，材料的刚性就越强，但是我们实际使用中需要两者进行有机的结合，既有一定的刚性，又要有很好的柔性。而5号对比试样由于没有阻隔材料层，所以它的空气透过率是其他试样的数十倍。由于进气口t的面积比较小，形成袋体的两层薄膜一般也是含有pa或evoh的高阻隔薄膜，所以综合考虑经济性和保气性能以及产品的实际使用环境，可优选选择2#~3#试样之间的配比，就能够保证良好的阻隔效果，同时保证良好的薄膜柔性。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。