一种保温防水高强度包装袋及其制备工艺 |
|||||||
申请号 | CN202410099462.7 | 申请日 | 2024-01-23 | 公开(公告)号 | CN118003728A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
申请人 | 东莞市泰鸿包装制品有限公司; | 发明人 | 吕德冉; 蓝海江; 徐超; 谢龙; 王文秀; | ||||
摘要 | 本 申请 涉及 包装 材料领域,公开一种保温防 水 高强度包装袋及其制备工艺。一种保温防水高强度包装袋,由复合纸制成,复合纸包括依次设置的外防水层、外纸层、第一胶粘层、 隔热 缓冲层 、第二胶粘层、内纸层和内防水层,第一胶粘层和第二胶粘层为具有弹性的胶粘层;制备工艺:S1、第一胶粘层贴合隔热缓冲层,后贴合外纸层,保温,烘干;S2、第二胶粘层贴合隔热缓冲层,后贴合外纸层,保温,烘干;S3、将防水剂分别涂覆于外纸层和内纸层,形成外防水层和内防水层,烘干,制得复合纸;S4、将复合纸裁剪、组合,制得保温防水高强度包装袋;本申请的包装袋保温性和防水性好,强度高,不易褶皱、 变形 和破损,对物品的防护性好,适用范围广。 | ||||||
权利要求 | 1.一种保温防水高强度包装袋,其特征在于,由复合纸制成,所述复合纸包括依次贴合设置的外防水层、外纸层、隔热缓冲层、内纸层和内防水层,所述外纸层和所述隔热缓冲层通过第一胶粘层贴合,所述内纸层和所述隔热缓冲层通过第二胶粘层贴合,所述第一胶粘层和所述第二胶粘层均为具有弹性的胶粘层。 |
||||||
说明书全文 | 一种保温防水高强度包装袋及其制备工艺技术领域背景技术[0002] 包装袋用于物品包装,不同品类的物品,需要使用不同需求功能的包装袋。 [0003] 为了提升包装袋的环保性和可回收利用性,一般使用牛皮纸、瓦楞纸等可回收纸制作包装袋,目前,常见的环保型包装袋分为以下几种:第一种,单层牛皮纸制作的包装袋,这种包装袋具有质量轻的优点,但是保温性能、防水性能和抗压强度均较低;第二种,复合瓦楞纸制作的包装袋,这种包装袋具有较好的抗压强度,但是保温性和防水性一般;第三种,牛皮纸和保温泡沫复合制作的包装袋,这种包装袋虽然具有较好的保温性能,但是环保性较差,且在运输的过程中,包装袋容易出现褶皱和破损的情况,防水性也较低,使得对物品的防护性能降低,因此,对于目前的环保型包装袋,还需要进一步进行改进。发明内容 [0004] 为了解决目前的环保型包装袋的保温性能和防水性能较低,在运输的过程中容易出现褶皱和破损的情况,对物品的防护性能降低的问题,本申请提供一种保温防水高强度包装袋及其制备工艺。 [0005] 第一方面,本申请提供一种保温防水高强度包装袋,采用如下的技术方案:一种保温防水高强度包装袋,由复合纸制成,所述复合纸包括依次贴合设置的外防水层、外纸层、隔热缓冲层、内纸层和内防水层,所述外纸层和所述隔热缓冲层通过第一胶粘层贴合,所述内纸层和所述隔热缓冲层通过第二胶粘层贴合,所述第一胶粘层和所述第二胶粘层均为具有弹性的胶粘层。 [0006] 通过采用上述技术方案,本申请的包装袋由复合纸组合制得,其中,内纸层和外纸层起到提升包装袋的承载性的作用,改善包装袋的抗压强度,使得包装袋不易破损,隔热缓冲层能够阻止内外部的空气流动,起到较好的隔热和保温作用,同时还具有较好的缓冲效果,使得包装袋在受到外界压力时,不易褶皱和破损,提升对包装物品的保护作用,外防水层和内防水层具有防水的作用,进一步阻隔水分和空气流动,进而提升包装袋的防水和隔热性,第一胶粘层起到贴合外纸层和隔热缓冲层的作用,第二胶粘层起到贴合内纸层和隔热缓冲层的作用,将第一胶粘层和第二胶粘层设置为具有弹性的胶粘层,能够与隔热缓冲层进行配合,当包装袋受到外界压力时,在外纸层、隔热缓冲层和内纸层的作用下,对外界压力进行均匀分散和反弹,降低内纸层和外纸层容易褶皱的问题,提升包装袋的抗压强度,使得包装袋不易破损。 [0007] 优选的,所述外防水层靠近隔热缓冲层的一侧面具有第一缓冲结构,所述内防水层靠近隔热缓冲层的一侧面具有第二缓冲结构,所述第一缓冲结构和所述第二缓冲结构相同,所述第一缓冲结构和所述第二缓冲结构对称设置。 [0008] 通过采用上述技术方案,第一缓冲结构和第二缓冲结构对称设置,且第一缓冲结构和第二缓冲结构的结构相同,当包装袋受到外界压力时,外纸层的第一缓冲结构和内纸层的第二缓冲结构与隔热缓冲层配合,使得包装袋表面对外界压力进行均匀缓冲和反弹,进一步提升包装袋的抗压性能,降低包装袋出现褶皱和破损的情况。 [0009] 优选的,所述第一缓冲结构由若干个凸设部组成,所述凸设部的水平高度沿着外纸层的中部区域至四周边缘区域逐渐增大。 [0010] 通过采用上述技术方案,靠近外纸层中部区域的凸设部的水平高度较低,靠近外纸层四周边缘区域的凸设部的水平高度较高,使得外纸层的中部区域与隔热缓冲层之间的第一胶粘层的厚度较厚,而外纸层的四周边缘区域与隔热缓冲层之间的第一胶粘层的厚度较薄,一般包装袋的中部区域容易受到挤压而褶皱,因此,外纸层中部区域对应的第一胶粘层和隔热缓冲层起到较好的配合作用,对外纸层的中部区域产生缓冲作用,使得外纸层将受到的挤压作用向四周分散,提升包装袋的抗压强度,进而使得包装袋不易褶皱,不易破损。 [0011] 进一步地,本申请中的外纸层中部区域的凸设部的水平高度为外纸层的高度的1/3‑3/4,在使得外纸层在具有较好的隔离性能的同时,还能具有较好的缓冲弹性,降低包装袋出现褶皱和破损的情况。 [0012] 优选的,所述凸设部的分布密度沿着外纸层的中部区域至四周边缘区域逐渐减小。 [0013] 通过采用上述技术方案,由于包装袋的中部区域容易受到外界挤压而褶皱,因此,将外纸层的中部区域的凸设部的分布密度增加,能够对压力进行均匀分散,降低出现褶皱和破损的情况,第一缓冲结构与第一胶粘层和隔热缓冲层形成配合作用,对压力进行均匀地分散释放,而包装袋的边缘区域在组合的过程中,包装袋本身需要进行褶皱,因此将外纸层的四周边缘区域的厚度控制的比较厚,容易进行定型,能够使得包装袋保持立体的形状,在具有缓冲性能的同时,不易变形。 [0015] 通过采用上述技术方案,上述隔热缓冲层具有较好的隔热和缓冲弹性,能够提升制得的包装袋的保温和缓冲性能。 [0016] 优选的,所述第一胶粘层和第二胶粘层均由胶粘剂固化形成,所述胶粘剂由以下重量份的原料制得:聚氨酯乳液 40‑60份 增粘剂 12‑22份 浸润剂 4‑8份 长链烷基硅烷偶联剂 0.5‑2份 水 20‑30份。 [0017] 通过采用上述技术方案,为了进一步提升制得的保温防水高强度包装袋的抗压强度和耐褶皱性能,同时实现多层之间的贴合稳定性,使用本申请的胶粘剂,本申请的胶粘剂以聚氨酯乳液作为树脂主体,聚氨酯乳液具有较好的粘附性,固化后具有较好的弹性和韧性,增粘剂起到提升粘接性的作用,能够将聚氨酯乳液进行承载,进一步提升制得的胶粘剂的粘接性,浸润剂可以与增粘剂产生较好的协同作用,提升制得的胶粘剂在隔热缓冲层表面的均匀分散性能,能够均匀的浸润分散至第一缓冲结构和第二缓冲结构的缝隙中,使得外纸层、隔热缓冲层和内纸层能够稳定粘接,长链烷基硅烷偶联剂具有长碳链,能够进一步提升聚氨酯乳液和增粘剂、浸润剂之间的分散稳定性,以此制得的胶粘剂固化后具有较好的粘接稳定性和弹性。 [0018] 优选的,所述增粘剂由以下步骤制得:A1、按重量份计,将10‑18份淀粉加入至80‑120份水中,滴加0.3‑0.8份1‑2mol/L的盐酸水溶液,升温至65‑85℃,搅拌30‑60min,制得淀粉水解物; A2、向淀粉水解物中加0.2‑0.5份二甘醇、0.1‑0.3份丙烯酸酯类共聚物和1‑3份硅酸镁铝,搅拌均匀,制得增粘剂。 [0019] 通过采用上述技术方案,首先在酸性条件下对淀粉进行水解,使得淀粉的分子结构变得松散和稳定,提升淀粉的吸水和溶胀作用,提升对聚氨酯乳液的承载作用,后加入二甘醇、丙烯酸酯类共聚物和硅酸镁铝与淀粉水解物进行复配,二甘醇具有柔软的长链醚基链段,能够提升丙烯酸酯类共聚物和硅酸镁铝在淀粉水解物中的分散性,丙烯酸酯类共聚物和硅酸镁铝的加入,能够进一步提升淀粉水解物的流动性能和吸附性能,制得的增粘剂能够对聚氨酯乳液进行稳定吸附,同时具有较好的粘接稳定性。 [0021] 通过采用上述技术方案,较优比例的油胺聚氧乙烯醚和聚乙烯醇具有较好的协同作用,能够提升制得的胶粘剂的浸润性和粘接性能,进而提升包装袋的外纸层、隔热缓冲层和内纸层之间的粘接稳定性。 [0023] 通过采用上述技术方案,首先将浸润剂溶解于水中,形成分散均匀的混合液,在浸润剂的作用下,聚氨酯乳液、增粘剂和长链烷基硅烷偶联剂进行均匀的分散,制备得到体系稳定、粘接性能好的胶粘剂。 [0024] 第二方面,本申请提供一种保温防水高强度包装袋的制备工艺,采用如下的技术方案:一种保温防水高强度包装袋的制备工艺,包括以下步骤: S1、将胶粘剂涂覆于隔热缓冲层的一面,形成第一胶粘层,后贴合外纸层,保温,烘干; S2、将胶粘剂涂覆于隔热缓冲层远离外纸层的一面,形成第二胶粘层,后贴合外纸层,保温,烘干; S3、将防水剂涂覆于内纸层,形成内防水层,将防水剂涂覆于外纸层,形成外防水层,干燥,制得复合纸; S4、将复合纸裁剪、组合,制得保温防水高强度包装袋。 [0025] 通过采用上述技术方案,制备得到保温性能好、防水性好,且不易褶皱、变形和破损的包装袋。 [0026] 综上所述,本申请具有以下有益效果:1、本申请的保温防水高强度包装袋,由外防水层、外纸层、第一胶粘层、隔热缓冲层、第二胶粘层、内纸层和内防水层组成,具有较好的保温性能和防水性能,不易褶皱变形和破损,对包装物品具有较好的防护作用,适用范围广。 [0027] 2、通过在外防水层靠近隔热缓冲层的一侧面设置第一缓冲结构,内防水层靠近隔热缓冲层的一侧面设置第二缓冲结构,第一缓冲结构和第二缓冲结构的结构相同,第一缓冲结构由若干个凸设部组成,凸设部的水平高度沿着外纸层的中部区域至四周边缘区域逐渐增大,凸设部的分布密度沿着外纸层的中部区域至四周边缘区域逐渐减小,使得外纸层的中部区域与隔热缓冲层之间的第一胶粘层的厚度较厚,而外纸层的四周边缘区域与隔热缓冲层之间的第一胶粘层的厚度较薄,当包装袋受到外界压力时,外纸层、第一胶粘层、隔热缓冲层、第二胶粘层和内纸层形成配合结构,能够对压力进行均匀分散,降低出现褶皱和破损的情况,而包装袋的边缘区域在组合的过程中,本身需要进行褶皱,因此将外纸层的四周边缘区域的厚度控制的比较厚,容易进行定型,能够使得包装袋保持立体的形状,在具有缓冲性能的同时,不易变形。 [0028] 3、使用聚氨酯乳液、增粘剂、浸润剂、长链烷基硅烷偶联剂和水制备胶粘剂,其中,增粘剂由淀粉、二甘醇、丙烯酸酯类共聚物和硅酸镁铝组成,浸润剂由油胺聚氧乙烯醚和聚乙烯醇组成,增粘剂和浸润剂产生较好的协同作用,对聚氨酯乳液进行稳定吸附,以此制得的胶粘剂具有较好的粘接稳定性,固化后形成的第一胶粘层和第二胶粘层具有较好的弹性,能够进一步提升包装袋的强度和缓冲性能。附图说明 [0029] 图1是本申请实施例1的一种保温防水高强度包装袋的复合纸的层间结构示意图;图2是本申请实施例4的一种保温防水高强度包装袋的复合纸的层间结构示意图; 图3是本申请实施例5的一种保温防水高强度包装袋的复合纸的层间结构示意图。 [0030] 附图说明:1、外防水层;2、外纸层、21、第一缓冲结构;3、第一胶粘层;4、隔热缓冲层;5、第二胶粘层;6、内纸层;61、第二缓冲结构;7、内防水层。 具体实施方式[0031] 以下结合附图1‑3和实施例对本申请作进一步详细说明。 [0032] 以下为本申请的部分原料的来源和规格,本申请的制备例和实施例中的原料均可以通过市售获得,本申请使用的原料包括但不限于以下公开的具体型号和厂家,具有相同规格参数和性能的原料均可以使用:1、淀粉:玉米淀粉,工业级,含量99%; 2、丙烯酸酯类共聚物:卡波姆U21,品牌路博润; 3、硅酸镁铝:325目,含量99%,pH=6.3,白度90%; 3 4、高岭土:煅烧高岭土,325目,密度2.54‑2.60g/cm; 5、聚氨酯乳液:品牌拜耳,含量40‑50%,25摄氏度下粘度700‑1500mPa·s,pH=7‑ 3 9,密度1.04‑1.09g/cm; 6、油胺聚氧乙烯醚:油胺聚氧乙烯(2)醚; 7、聚乙烯醇:分子量2.5‑3.5万道尔顿,含量99%,pH=4.5‑6.5。 [0033] 增粘剂的制备例制备例1 制备例1公开一种增粘剂,由以下步骤制得: A1、将1kg淀粉加入至8kg水中,滴加0.03kg 1mol/L的盐酸水溶液,升温至65℃,搅拌30min,制得淀粉水解物; A2、向淀粉水解物中加0.02kg二甘醇、0.01kg卡波姆U21和0.1kg硅酸镁铝,在搅拌速率为300r/min的条件下搅拌20min,制得增粘剂。 [0034] 制备例2‑3制备例2‑3与制备例1的区别在于,原料用量和制备条件不同,具体参见下表1。 [0035] 表1制备例1‑3的原料用量和制备条件表制备对比例1 制备对比例1与制备例1的区别在于,将二甘醇等量替换为聚乙二醇400,其他与制备例1相同。 [0036] 制备对比例2制备对比例2与制备例1的区别在于,将硅酸镁铝等量替换为高岭土,其他与制备例1相同。 [0038] 制备对比例4制备对比例4与制备例1的区别在于,将硅酸镁铝等量替换为卡波姆U21,其他与制备例1相同。 [0039] 胶粘剂的制备例制备例4 制备例4公开一种胶粘剂,由以下步骤制得: B1、将0.4kg聚乙烯醇作为浸润剂加入至2kg水中,在温度为60℃、搅拌速率为 300r/min的条件下,搅拌20min,搅拌均匀,制得混合液; B2、向混合液中加入4kg聚氨酯乳液、1.2kg羟乙基甲基纤维素作为增粘剂和 0.05kg十二烷基三甲氧基硅烷作为硅烷偶联剂,在搅拌速率为500r/min的条件下,搅拌 30min,搅拌均匀,制得胶粘剂。 [0040] 制备例5‑6制备例5‑6与制备例1的区别在于,原料用量和制备条件不同,具体参见下表2。 [0041] 表2制备例4‑6的原料用量和制备条件表制备例7‑13 制备例7‑13与制备例4的区别在于,增粘剂的来源不同,具体参见下表3。 [0042] 表3制备例7‑13的增粘剂的来源表制备例 增粘剂的来源 制备例7 制备例1 制备例8 制备例2 制备例9 制备例3 制备例10 制备对比例1 制备例11 制备对比例2 制备例12 制备对比例3 制备例13 制备对比例4 制备例14 制备例14与制备例7的区别在于,浸润剂不同,制备例14中的浸润剂由油胺聚氧乙烯醚和聚乙烯醇组成,油胺聚氧乙烯醚的用量为0.33kg,聚乙烯醇的用量为0.07kg,其他与制备例7相同。 [0043] 制备例15制备例15与制备例7的区别在于,制备例15中的浸润剂由油胺聚氧乙烯醚和聚乙烯醇组成,油胺聚氧乙烯醚的用量为0.25kg,聚乙烯醇的用量为0.15kg,其他与制备例7相同。 [0044] 制备对比例5制备对比例5与制备例14的区别在于,将长链烷基硅烷偶联剂等量替换为甲基三乙氧基硅烷偶联剂,其他与制备例14相同。 实施例 [0045] 实施例1实施例1公开一种保温防水高强度包装袋,由复合纸经过裁剪、组合制得,参照图 1,复合纸包括依次贴合设置的外防水层、外纸层、隔热缓冲层、内纸层和内防水层,外纸层和隔热缓冲层通过第一胶粘层贴合,内纸层和隔热缓冲层通过第二胶粘层贴合,外防水层和内防水层为PE防水层,外纸层和内纸层均为牛皮纸,牛皮纸的厚度为0.1‑1mm,本实施例中的牛皮纸的厚度为0.5mm,隔热缓冲层为气凝胶棉、有机硅棉、珍珠棉等等,本实施例中的隔热缓冲层为有机硅棉,隔热缓冲层的厚度为0.1‑2mm,本实施例中的隔热缓冲层的厚度为 1mm,第一胶粘层和第二胶粘层均为具有弹性的胶粘层,由胶粘剂固化制得。 [0046] 该保温防水高强度包装袋由以下步骤制得:2 S1、将市售的胶粘剂涂覆于隔热缓冲层的一面,控制涂覆量为30g/m,形成第一胶粘层,后贴合外纸层,在温度为40℃的条件下保温20min,后在温度为100℃的条件下进行干燥; 2 S2、将市售的胶粘剂涂覆于隔热缓冲层远离外纸层的一面,控制涂覆量为30g/m ,形成第二胶粘层,后贴合外纸层,在温度为40℃的条件下保温20min,后在温度为100℃的条件下进行干燥; S3、将PE材料进行熔融,形成PE防水剂,流延涂覆于内纸层,形成内防水层,将PE防 2 水剂涂覆于外纸层,形成外防水层,控制PE防水剂的涂覆量为10g/m,在温度为20℃的条件下进行干燥,干燥时间为30min,制得复合纸; S4、将复合纸裁剪、组合,制得保温防水高强度包装袋, 其中,市售胶粘剂:水性聚氨酯粘接剂,品牌:缔邦纳米科技,25摄氏度下粘度100‑ 450cps,固含量40%,pH=7.0‑8.5; PE材料:低密度聚乙烯,品牌:陶氏化学,型号4203; 3 气凝胶棉:导热系数0.02W/(m·K),抗压强度18MPa,密度180‑220kg/m; 3 有机硅棉:导热系数0.02W/(m·K),120‑160kg/m; 3 珍珠棉:EPE发泡棉,导热系数0.02W/(m·K),28‑35kg/m。 [0047] 实施例2‑3实施例2‑3与实施例1的区别在于,制备工艺参数也不同,胶粘剂的来源不同,具体参见下表4。 [0048] 表4实施例1‑3的制备工艺参数和胶粘剂的来源表实施例4 实施例4与实施例1的区别在于,参照图2,复合纸的结构不同,外防水层靠近隔热缓冲层的一侧面具有第一缓冲结构,内防水层靠近隔热缓冲层的一侧面具有第二缓冲结构,第一缓冲结构和第二缓冲结构对称设置,其中,第一缓冲结构由若干个凸设部组成,凸设部的水平高度沿着外纸层的中部区域至四周边缘区域逐渐增大,第一缓冲结构和所述第二缓冲结构相同,凸设部的分布密度相同,其他与实施例1相同。 [0049] 实施例5实施例5与实施例4的区别在于,参照图3,在实施例4的基础上,凸设部的分布密度沿着外纸层的中部区域至四周边缘区域逐渐减小,内纸层的凸设部的分布密度和外纸层相同,其他与实施例4相同。 [0050] 实施例6‑18实施例6‑18与实施例5的区别在于,胶粘剂的来源不同,具体参见下表5。 [0051] 表5实施例6‑18的胶粘剂的来源表性能检测试验以下对实施例1‑18中制得的保温防水高强度包装袋进行性能测试: (1)耐折度测试 按照GB/T 13024‑2003中的测试方法,测试保温防水高强度包装袋的耐折度(单位:次),检测并记录检测结果; (2)耐破强度测试 按照GB/T 13024‑2003中的测试方法,测试保温防水高强度包装袋的耐破指数(单 2 位:kPa·m/g),检测并记录检测结果; (3)剥离强度测试 参照GB/T 34444‑2017中的测试方法,测试保温防水高强度包装袋的剥离强度(单位:N/cm),检测并记录检测结果; 以下为实施例1‑18中制得的保温防水高强度包装袋的性能测试数据,具体参见下表6。 [0052] 表6实施例1‑18的保温防水高强度包装袋的性能测试数据表结合实施例1‑5并结合表6可以看出,本申请的外纸层的第一缓冲结构和内纸层的第二缓冲结构与隔热缓冲层进行配合,可以提升制得的包装袋的强度,层间粘接更加稳定,且不易褶皱和变形,实施例2中的凸设部均匀分布,而实施例3中的凸设部从中部区域至四周边缘区域分布密度依次减小,从数据中可以看出,实施例2中的剥离强度稍微大于实施例 3中的剥离强度,可能使用分布均匀的凸设部更有利于贴合,但是实施例2中的耐折性和耐破指数均明显大于实施例3,说明凸设部的分布密度的不同能够提升制得的包装袋的强度,综合来看,实施例3中的包装袋的性能更好。 [0053] 结合实施例1‑5和实施例6‑15并结合表6可以看出,使用本申请的增粘剂可以进一步提升制得的胶粘剂的粘接稳定性,提升制得的包装袋的强度,而实施例12‑15中未使用淀粉、二甘醇、卡波姆U21和硅酸镁铝进行复配,制得的包装袋的强度降低,且耐折性也降低,说明淀粉、二甘醇、卡波姆U21和硅酸镁铝能够产生较好的协同作用,制得的包装袋的强度较好。 [0054] 结合实施例9‑11和实施例16‑17并结合表6可以看出,使用本申请的较优比例的油胺聚氧乙烯醚和聚乙烯醇进行复配使用,能够与增粘剂产生较好的协同作用,进一步提升包装袋的层间粘接稳定性,提升制得的包装袋的强度。 [0055] 结合实施例16‑17和实施例18并结合表6可以看出,使用长链烷基硅烷偶联剂能够较好的提升制得的包装袋的强度。 [0056] 综上,本申请中通过由外防水层、外纸层、第一胶粘层、隔热缓冲层、第二胶粘层、内纸层和内防水层贴合形成复合纸,以此复合纸制得的包装袋具有较好的保温性能、防水性能和强度;同时使用本申请的胶粘剂固化形成第一胶粘层和第二胶粘层,具有较好的弹性和粘接性,受到外界压力后不易褶皱和变形,进一步提升制得的包装袋的缓冲性能和强度。 |