一种医药包装用流延聚乙烯膜及其制备方法
阅读说明：本技术 一种医药包装用流延聚乙烯膜及其制备方法 (Cast polyethylene film for medicine packaging and preparation method thereof ) 是由 李健 王广 陈渊 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种医药包装用流延聚乙烯膜及其制造方法,所述医药包装用流延聚乙烯膜具有三层结构,由外到内分别为结合层、支撑层和热封层组成。与现有技术相比,所述薄膜的热封层采用了开口剂与非迁移性爽滑剂相结合的方法,薄膜表面摩擦系数小,满足药品快速包装的要求,避免了酰胺类爽滑剂的迁移对药品带来污染；支撑层中的高密度聚乙烯能够提高薄膜的挺度,还含有大尺寸开口剂,形成铆钉效应,增强了热封强度,在切边时保证了切口的整齐与不掉絮。(The invention provides a cast polyethylene film for medicine packaging and a manufacturing method thereof. Compared with the prior art, the heat sealing layer of the film adopts a method of combining the opening agent and the non-migrating slipping agent, the surface friction coefficient of the film is small, the requirement of quick packaging of medicines is met, and the pollution of the migration of the amide slipping agent to the medicines is avoided; the high-density polyethylene in the supporting layer can improve the stiffness of the film, and the film also contains a large-size opening agent to form a rivet effect, so that the heat-sealing strength is enhanced, and the tidiness of the cut and no floc falling are ensured during trimming.)
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及包装膜领域，特别是涉及一种医药包装用流延聚乙烯膜及其制备方法。
背景技术
药品是一种具有重要意义的商品，关系到人的生命安全，具有高价值、卫生条件要求严格、易高温变质的特点，药品包装用复合膜作为一种直接接触药品的包装材料，对药品质量起着重要的保护作用，如避光、防潮、防霉、防虫蛀、避免水汽进入等，以提高药品的稳足性，延长药品保质期，这就要求包装膜必须具有良好的防潮阻隔性能和热封强度；在药品包装过程中，需要加热进行热封，而有些药品对高温敏感，易受热变质，要求薄膜具有热封温度的特点；薄膜中不能添加增塑剂等有害物质，药品包装材料必须对人体不产生伤害，对药品无污染和影响；另外，随着生产机械化、专业化和自动化技术的进步，药品包装生产线的生产速度越来越快，对包装膜提出了新的要求，尤其热封后应当能够快速切断，切边整齐不掉絮等。
具体到实际药用复合膜产品上，一般采取将三层或三成以上不同性能的薄膜复合在一起，来满足不同的功能需求，由外到内分为电晕层、阻隔层和热封层。电晕层一般为双向拉伸聚丙烯膜(BOPP)、聚乙烯膜(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等，为了增加薄膜表面张力，需要对其进行电晕处理，以保证与印刷油墨的附着力或粘合剂之间结合力；阻隔层为隔离性能强的聚酯镀铝膜(VMPET)、尼龙(PA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、铝箔(AL)等，阻止氧气和水蒸气渗透，防止药品发霉、吸潮，保证消费者的用药安全；热封层一般为热封温度低，热封强度高的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)，在高温和压力的作用下树脂融化，将包装膜粘合在一起。
聚乙烯膜在药用复合膜中一般是作为热封层使用。聚乙烯是一种线性饱和碳氢化合物，结构上同石蜡和长链烷烃相似，属于高分子量烷烃，它是一种稳定性很好的聚合物，除氧化性酸以外，能够耐受绝大多数强酸强碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，具有优良的电绝缘性能和耐低温性能。按照其结构和分子量的不同，聚乙烯分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、茂金属聚乙烯(mPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，不同类型的具有不同的性能特点，如低密度聚乙烯具有良好的低温热封性能以及良好的加工性，高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，较高的刚性和韧性，机械强度好，茂金属聚乙烯具有透明性高，韧性高，热密封起始温度低、热封强度高，清洁度高等优异性能。在聚乙烯膜挤出生产工艺中，可以通过不同树脂进行共混改性，取长补短，来达到特定的使用目的。
申请号为CN201721143532.6公布了一种食品医药包装用聚烯烃薄膜，包括依次粘结的粘结层、支撑层和密封层；粘结层包括低密度聚乙烯、茂金属线型低密度聚乙烯和聚烯烃弹性体中的两种或三种材料的复合膜，支撑层包括中密度聚乙烯膜、高密度聚乙烯膜和茂金属聚乙烯任意一种或至少两种以上材料的膜；密封层包括茂金属聚乙烯、聚烯烃弹性体复合膜和茂金属线性低密度聚乙烯中至少两种以上材料的复合膜。三层的主要成分分别为不同的聚乙烯，与不同材料间的复合强度优异，并利用粘结层、支撑层和密封层的之间的协同作用，得到机械性能、加工性能和安全性能俱佳的综合性能优异的食品医药用包装材料。
申请号为CN201010272735.1公布了高阻隔性塑料软包装膜，它由聚酰胺PA层、乙烯-乙烯醇共聚物EVOH阻隔层和聚酰胺PA层共挤复合构成，以其中的一侧面为内侧面共挤制有由胶黏层和热封层构成的热合内层，为食品、药品以及化工制品等提供一种符合高阻隔要求、高阻湿要求、高阻气要求、高韧性、高强度、具有透明外观的塑料软包装膜。
申请号为CN201810162858.6公布了一种药用冷冻干燥无菌聚乙烯膜及其制备方法，由超高分子量聚乙烯树脂6～8份、茂金属聚乙烯2～4份制成，具有耐低温、无菌、不溶性微粒低、机械性能强等特点，可以满足药品、原料药、生物制品、医药中间体、化工产品等的冷冻干燥生产要求。
然而，上述发明都没有解决聚乙烯膜在药品包装快速生产对包装膜的生产工艺性要求，尤其是在低温快速热封、切断快不掉絮等方面仍存在着不足。
发明内容
本发明的目的是解决以上现有技术的不足，提供一种具有低温快速热封、切断快不掉絮的医药包装用流延聚乙烯膜及其制造方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种医药包装用流延聚乙烯膜，所述聚乙烯膜具有三层结构，由外到内分别为结合层、支撑层和热封层组成，三层的厚度比例为(3-5):(9-15):(3-5)，
其中，所述的结合层的制备原料按照重量份计为低密度聚乙烯(LDPE)40-60份，茂金属聚乙烯(mPE)30-50份，开口剂0.3-0.6份，开口剂粒径的直径范围为结合层的1/10-1/3，抗静电剂0.1-0.2份；
所述的支撑层的制备原料按照重量份计为茂金属聚乙烯(mPE)40-55份，高密度聚乙烯(HDPE)40-55份，开口剂0.3-0.6份，开口剂粒径的直径范围为支撑层的1/4-2/3；
所述的热封层的制备原料按照重量份计为低密度聚乙烯(LDPE)60-80份，茂金属聚乙烯(mPE)20-40份，开口剂0.3-0.6份，开口剂粒径的直径范围为热封层层的1/10-1/5，非迁移性型爽滑剂2-8份，抗静电剂0.1-0.15份。
优选的，所述聚乙烯膜具有三层结构，由外到内分别为结合层、支撑层和热封层组成，三层的厚度比例为(3-4):(9-12):(3-4)，
优选的，所述的结合层的制备原料按照重量份计为低密度聚乙烯(LDPE)50-58份，茂金属聚乙烯(mPE)40-45份，开口剂0.3-0.5份，开口剂粒径的直径范围为结合层的1/10-1/4，抗静电剂0.14-0.16份，
优选的，所述的支撑层的制备原料按照重量份计为茂金属聚乙烯(mPE)43-53份，高密度聚乙烯(HDPE)43-53份，开口剂0.35-0.5份，开口剂粒径的直径范围为支撑层的1/3-2/3，优选的，所述的热封层的制备原料按照重量份计为低密度聚乙烯(LDPE)70-78份，茂金属聚乙烯(mPE)20-25份，开口剂0.3-0.5份，开口剂粒径的直径范围为结合层的1/10-1/4，非迁移性型爽滑剂爽滑剂3-5份，抗静电剂0.14-0.16份，
进一步优选的，所述聚乙烯膜具有三层结构，由外到内分别为结合层、支撑层和热封层组成，三层的厚度比例为4:10:4，
进一步优选的，所述的结合层的制备原料按照重量份计为低密度聚乙烯(LDPE)55份，茂金属聚乙烯(mPE)41份，开口剂0.35份，开口剂粒径的直径范围为结合层的1/10-1/5，抗静电剂0.15份，
进一步优选的，所述的支撑层的制备原料按照重量份计为茂金属聚乙烯(mPE)50份，高密度聚乙烯(HDPE)49.5份，开口剂0.5份，开口剂粒径的直径范围为支撑层的1/2-2/3，进一步优选的，所述的热封层的制备原料按照重量份计为低密度聚乙烯(LDPE)75份，茂金属聚乙烯(mPE)21份，开口剂0.35份，开口剂粒径的直径范围为结合层的1/10-1/5，非迁移性型爽滑剂爽滑剂3.5份，抗静电剂0.15份，
优选的，所述的茂金属聚乙烯为低熔点茂金属，为陶氏ELITE 5110G/5220G/5400G/550
0G，三井XM 5070/7070/5080/7080，SP 2040/0540，埃克森美孚WistamaxxTM8380/8780/
8880中的一种或多种的组合；
进一步优选的，所述茂金属聚乙烯为三井XM 5080/7080，SP 2040/0540中的一种或多种的组合；
优选的，所述开口剂为球形二氧化硅，球形玻璃微球，滑石粉，水合硅酸镁，硅藻土，碳酸钙，硫酸钙，磷酸氢钠，磷酸氢钙，水滑石，膨润土中的一种或多种的组合；
所述非迁移性型爽滑剂为陶氏道康宁MB25-035母粒，HMB-6301母粒，美国Ampacet的爽滑剂102794中的一种或多种的组合；
所述抗静电剂为硬脂酸甘油类抗静电剂、酰胺类抗静电剂、乙基胺类抗静电剂中的一种或多种的组合。
进一步优选的，
所述开口剂为球形二氧化硅；
所述非迁移性型爽滑剂为陶氏道康宁MB25-035母粒；
所述抗静电剂为Armostat1800。
另一方面，本发明提供了上述医药包装用流延聚乙烯膜的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)将配方用量的低密度聚乙烯(LDPE)，茂金属聚乙烯(mPE)，开口剂，抗静电剂加入混合机中混合，然后置于双螺杆挤出机挤出，再进入加压密炼机中密炼得到结合层改性成膜料；
(2)将配方用量的茂金属聚乙烯(mPE)，高密度聚乙烯(HDPE)，开口剂加入混合机中混合，然后置于双螺杆挤出机挤出，再进入加压密炼机中密炼得到支撑层改性成膜料；
(3)将配方用量的低密度聚乙烯(LDPE)，茂金属聚乙烯(mPE)，开口剂，非迁移性型爽滑剂爽滑剂，抗静电剂加入混合机中混合，然后置于双螺杆挤出机挤出，再进入加压密炼机中密炼得到热封层改性成膜料；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)中分别得到的结合层改性成膜料、支撑层改性成膜料、热封层改性成膜料加入三层共挤流延机中进行共挤流延拉伸，冷却定型，电晕处理后即得到所述的医药包装用流延聚乙烯膜。
与现有技术相比，本发明具有以下的增益效果：
(1)薄膜摩擦系数小，包装速度快。在热封层采用了开口剂与非迁移性爽滑剂相结合的方法，薄膜表面摩擦系数小，满足药品快速包装的要求。由于非迁移性爽滑剂只存在于热封层，用量少，无迁移，避免了酰胺类爽滑剂的迁移对药品带来污染；
(2)薄膜具有良好的挺度，热封强度高，保证了切边的整齐。支撑层中的高密度聚乙烯能够提高薄膜的挺度，另外，支撑层中含有大尺寸开口剂，在热压封装时，薄膜融化同时受到压力的挤压，厚度变薄，部分大尺寸开口剂颗粒就会挤入支撑层与结合层/热封层的界面，形成铆钉效应，增强了热封强度，在切边时保证了切口的整齐与不掉絮；
(3)热封温度低。结合层和热封层均采用了低熔点茂金属聚乙烯与低密度聚乙烯共混改性，热封温度低，使药品的封装时避免高温造成变质。
附图说明
图1为本发明一种医药包装用流延聚乙烯膜示意图；
其中，1—结合层；2—支撑层；3—热封层；4—大尺寸开口剂。
具体实施方式
下面结合具体实方式对本发明作进一步详细描述，具体方式中仅仅是对发明技术效果的验证，并不是穷举。
实施例1一种医药包装用流延聚乙烯膜
如图1所示，医药包装用流延聚乙烯膜，包括三层结构，由外到内依次为结合层1、支撑层2、热封层3组成，支撑层2含有大尺寸开口剂4，各层厚度与组成如下所示：
实施例1
结合层
支撑层
热封层
各层厚度μm
16
40
16
各层组分重量比
陶氏150E(LDPE)
57
75
陶氏35060A(HDPE)
50
三井XM5080(mPE)
42.5
49.5
21
开口剂球形二氧化硅2-3μm
0.35
0.35
开口剂球形二氧化硅20-27μm
0.5
非迁移性型爽滑剂MB25-035
3.5
抗静电剂Armostat1800
0.15
0.15
制备方法包括以下步骤：
(1)将配方用量的低密度聚乙烯(LDPE)，茂金属聚乙烯(mPE)，开口剂，抗静电剂加入混合机中混合15min，然后置于双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的长径比为44，输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段的温度分别为：200℃、210℃、215℃、220℃、210℃，螺旋杆的转速为440r/min，再进入加压密炼机中密炼，密炼的时间为45min，密炼的温度为185℃，得到结合层改性成膜料；
(2)将配方用量的茂金属聚乙烯(mPE)，高密度聚乙烯(HDPE)，开口剂加入混合机中混合15min，然后置于双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的长径比为44，输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段的温度分别为：210℃、225℃、240℃、240℃、225℃，螺旋杆的转速为440r/min，再进入加压密炼机中密炼，密炼的时间为15min，密炼的温度为190℃，得到支撑层改性成膜料；
(3)将配方用量的低密度聚乙烯(LDPE)，茂金属聚乙烯(mPE)，开口剂，非迁移性型爽滑剂爽滑剂，抗静电剂加入混合机中混合15min，然后置于双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的长径比为44，输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段的温度分别为：200℃、210℃、215℃、220℃、210℃，，螺旋杆的转速为440r/min，再进入加压密炼机中密炼，密炼的时间为15min，密炼的温度为185℃，得到热封层改性成膜料；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)中分别得到的结合层改性成膜料、支撑层改性成膜料、热封层改性成膜料加入三层共挤流延机中进行共挤流延拉伸，共挤模具温度为230℃，流延拉伸比为1.5，冷却定型温度为40℃，电晕处理后即得到所述的医药包装用流延聚乙烯膜。
实施例2一种医药包装用流延聚乙烯膜
如图1所示，医药包装用流延聚乙烯膜，包括三层结构，由外到内依次为结合层1、支撑层2、热封层3组成，支撑层2含有大尺寸开口剂4，各层厚度与组成如下所示：
制备方法与实施例1相同。
实施例3一种医药包装用流延聚乙烯膜
如图1所示，医药包装用流延聚乙烯膜，包括三层结构，由外到内依次为结合层1、支撑层2、热封层3组成，支撑层2含有大尺寸开口剂4，各层厚度与组成如下所示：
实施例3
结合层
支撑层
热封层
各层厚度μm
30
60
30
各层组分重量比
上海石化Q201(LDPE)
57
55
上海石化CH2802(HDPE)
55
三井SP2040(mPE)
42.5
44.5
41
开口剂球形二氧化硅2-3μm
0.35
0.35
开口剂球形二氧化硅28-38μm
0.5
非迁移性型爽滑剂MB25-035
3.5
抗静电剂Armostat1800
0.15
0.15
制备方法与实施例1相同。
实施例4一种医药包装用流延聚乙烯膜
如图1所示，医药包装用流延聚乙烯膜，包括三层结构，由外到内依次为结合层1、支撑层2、热封层3组成，支撑层2含有大尺寸开口剂4，各层厚度与组成如下所示：
制备方法与实施例1相同。
对比例
一种医药包装用流延聚乙烯膜
如图1所示，医药包装用流延聚乙烯膜，包括三层结构，由外到内依次为结合层1、支撑层2、热封层3组成，各层厚度与组成如下所示：
对比例
结合层
支撑层
热封层
各层厚度μm
16
40
16
各层组分重量比
陶氏150E(LDPE)
57
99.2
陶氏35060A(HDPE)
50
陶氏5500G(mPE)
42.5
49.5
开口剂球形二氧化硅2-3μm
0.35
0.5
0.35
开口剂球形二氧化硅23-28μm
0
迁移性型爽滑剂油酸酰胺
0.3
抗静电剂Armostat1800
0.15
0.15
制作方法同实施例1中步骤(1)、(2)、(3)、(4)。
取分别经实施例1-4和对比例制备的医药包装用流延聚乙烯膜进行热封温度，热封强度和摩擦力的测试，结果如表1：
表1实施例1-4和对比例测试数据
通过上述测试结果可以看出，与对比例相比，本发明提供的医药包装用流延聚乙烯膜明显提高了薄膜的热封强度，最高热封强度比对比例提高了20％-36％，热封强度大于7N/15mm的起始热封温度比对比例低10℃，动摩擦系数低于2，可以满足药用包装快速生产、低温封装、易于切断不掉絮的要求。