專利名稱：一種聚酰胺/聚丙烯復(fù)合醫(yī)用包裝膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種聚酰胺/聚丙烯醫(yī)用包裝膜。
背景技術(shù)：
醫(yī)用器材包裝膜有較大的市場潛力，而醫(yī)用器材對包裝膜的要求較高，其不僅需要保證膜的柔韌性、成型性以及與無涂膠紙良好的熱合強(qiáng)度等，還要考慮其阻隔細(xì)菌、抗刺破和在消毒環(huán)境中確保內(nèi)容物穩(wěn)定、耐熱以及不會產(chǎn)生有害物遷移等衛(wèi)生性能，以及環(huán)境友好性。
基于此，人們正在積極研究各種用于醫(yī)療器材包裝的新型材料，以滿足手術(shù)用醫(yī)療器材在性能上多方面多層次的苛刻要求。目前公認(rèn)的較佳的包裝方法是先用符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)的吸塑包裝薄膜經(jīng)熔融，按醫(yī)療器材的具體形狀吸塑成型，放入各種醫(yī)療器材后與透晰紙熱封，然后將封裝后的成品放入環(huán)氧乙烷滅菌柜里充分滅菌。目前常用的復(fù)合薄膜通常采用聚氯乙烯或聚偏氯乙烯作為主要功能成分，但由于其在消毒過程中可能釋放出游離的氯離子，從而污染醫(yī)療器械，因此，目前的趨勢是采用其他非氯乙烯材料制備醫(yī)用包裝膜。當(dāng)前，國內(nèi)外醫(yī)用包裝膜的復(fù)合方法通常主要有干式復(fù)合、無溶劑復(fù)合、多層共擠擠出復(fù)合等。干式復(fù)合是目前國內(nèi)應(yīng)用最多的較為傳統(tǒng)的一種復(fù)合方式，是采用雙組分的聚胺酯粘合劑，對兩層基材薄膜進(jìn)行粘合的一種工藝方法，其主劑和固化劑按比例混合后，再用有機(jī)溶劑進(jìn)行稀釋，調(diào)整到一定的使用濃度，通過網(wǎng)線輥涂布到基材上，經(jīng)熱風(fēng)烘箱干燥，再由加熱輥加熱與另一種基材進(jìn)行加壓粘合，再經(jīng)時(shí)效處理而成。干式復(fù)合工藝的特點(diǎn)是操作簡單，層間搭配也靈活多樣，但其最大的缺陷是膠層表面張力較大，粘合劑溶劑雖經(jīng)很大功率的干燥，但也難免出現(xiàn)溶劑殘留的情況，而且浪費(fèi)能源，干燥的廢氣及有機(jī)溶劑的揮發(fā)也會污染環(huán)境。無溶劑復(fù)合的復(fù)合過程中沒有溶劑的殘留，沒有廢氣的排放污染環(huán)境，但因?yàn)橹鲃┖凸袒瘎┑谋壤刂撇环€(wěn)定，復(fù)合工藝條件復(fù)雜等多種因素，也沒有得到廣泛應(yīng)用。目前最有前景的多層共擠擠出復(fù)合方法，它是采用3臺以上的擠出機(jī)，將不同功能的樹脂原料如PA、PE、PP等，分別熔融擠出，通過各自的流道在一個(gè)模頭匯合，再經(jīng)過吹脹成型，冷卻復(fù)合在一起。多層共擠多功能包裝膜能夠很好滿足各種醫(yī)用包裝的需要，又具有干式復(fù)合膜無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，可通過調(diào)整阻隔層的厚度及多種阻隔材料的搭配使用，可以靈活的設(shè)計(jì)出不同阻隔性能的薄膜，還可靈活更換調(diào)配熱封層材料，滿足不同包裝的需求。目前，利用共擠法生產(chǎn)的有三層或五層復(fù)合薄膜，且考慮到薄膜的抗卷曲性能，一般為對稱結(jié)構(gòu)復(fù)合膜，但顯然，從實(shí)際應(yīng)用的角度看，非對稱結(jié)構(gòu)與對稱結(jié)構(gòu)相比顯然具有兼顧后續(xù)加工特性的優(yōu)越性，為滿足更多的要求，本發(fā)明提出一種利用共擠法制備的非對稱結(jié)構(gòu)的聚酰胺/聚丙烯醫(yī)用包裝膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚酰胺/聚丙烯復(fù)合醫(yī)用包裝膜。本發(fā)明所述的聚酰胺/聚丙烯醫(yī)用包裝膜為七層復(fù)合薄膜，從包裝膜橫截面開始從外到內(nèi)包括第一層為熱封層A,其成分是茂金屬聚乙烯(mLLDPE)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共混改性樹脂；其中，所述共混改性樹脂的熔融指數(shù)為I. O 5. 7g/10min,密度為O. 92
1.2g/cm3 ;優(yōu)選熔融指數(shù)為3. I 4. 7g/10min,密度為O. 92 O. 94g/cm3的共混改性樹脂；所述乙烯丙烯酸甲酯中乙酸乙烯酯的含量為20-35wt% ;所述茂金屬聚 乙烯(mLLDPE)的用量占共混改性樹脂總量的20 70wt% ;優(yōu)選30-50% ；所述熱封層A的厚度為20μπ 50μ ;第二層為B層，其成分是均聚的聚丙烯；該層在確保與熱封層A粘牢、符合FDA要求的同時(shí)，還能夠降低成本，確保產(chǎn)品的市場競爭力，優(yōu)選的，選用熔融指數(shù)為I. 8 5. Og/min,密度為O. 90 O. 91g/cm3的均聚聚丙烯。優(yōu)選熔融指數(shù)為3. 5 4. 6g/10min的均聚聚丙紐;所述B層的厚度為10 μ m 40 μ m。第三層為C層，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的熔融指數(shù)可以為I. 3 2. 5g/min,密度可以為O. 89 O. 91g/cm3。優(yōu)選熔融指數(shù)為I. 5
2.lg/10min,密度為O. 89 O. 90g/cm3的馬來酸酐接枝聚丙烯；所述C層的厚度為10 μ m 40 μ m。第四層為D層，其成分是均聚的聚丙烯；該層作為比例最多的一層，要求在確保成本很低的前提下，既要于第四層粘接層D相容，使薄膜不分層，還要具有延伸率和挺度高、透明度好、且吸塑成型時(shí)厚薄均勻等優(yōu)點(diǎn)。較好的，可以選用熔融指數(shù)為2. O 5. 5g/min，密度為O. 90 O. 92g/cm3的均聚聚丙烯；優(yōu)選熔融指數(shù)為3. 2 4. 8g/10min，密度為O. 91 O. 92g/cm3的均聚聚丙烯；所述D層的厚度為10 μ m 50 μ m。第五層為E層，其成分是均聚的聚丙烯；該層可以選用熔融指數(shù)為I. 6 5. 5g/min，密度為O. 90 O. 92g/cm3的均聚聚丙烯；優(yōu)選熔融指數(shù)為I. 6 3. 8g/10min，密度為
0.90 O. 91g/cm3的均聚聚丙烯；所述E層的厚度為10 μ m 50 μ m。第六層為F層，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；所述F層所用材料的熔融指數(shù)可以為I. 3 2. 5g/min,密度可以為O. 89 O. 91g/cm3 ;優(yōu)選熔融指數(shù)為I. 5 2. lg/10min,密度為O. 89 O. 90g/cm3的馬來酸酐接枝聚丙烯；所述F層的厚度為10 μ m 20 μ m。第七層為G層，其成分為聚酰胺或改性聚酰胺，所述聚酰胺可采用常用的聚酰胺6，66等，所述改性聚酰胺可采用聚氯乙烯或丙烯酸酯改性的聚酰胺；優(yōu)選熔融指數(shù)為
1.7 2. 8g/10min，密度為O. 91 O. 93g/cm3的聚酰胺或改性聚酰胺。所述G層的厚度為10 μ m 40 μ m。采用聚酰胺作為外層，利用它的耐高溫性能，解決了很多材料中熱封時(shí)會碰到的困難。而聚酰胺但透明度和透光率好，還有著良好的阻隔性能和拉伸強(qiáng)度，聚酰胺的氧氣透過率比聚乙烯要少100倍以上，因此使用了聚酰胺后，不但薄膜的物理性能大幅提高，厚度還可以減薄20 30%，而綜合性能卻得到了很大的改善，節(jié)約了原料，提高了產(chǎn)品的市場競爭實(shí)力。本發(fā)明所述的聚酰胺/聚丙烯醫(yī)用包裝膜采用共擠法生產(chǎn)，特別選用下吹水冷法共擠吹膜法實(shí)現(xiàn)，如可采用下述方法進(jìn)行按各層薄膜組份分別在攪拌機(jī)中混合均勻，然后在七層共擠流延膜機(jī)生產(chǎn)線上，將各層原料分別進(jìn)行混合熔融塑化，通過劑量共擠出流延，得到高阻隔共擠薄膜。所述混合反應(yīng)的時(shí)間可為12 20h ;所述熔融，可用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的9區(qū)加熱溫度可分別為170 180°C，180 200°C，200 220°C，210 220°C, 210 220°C, 200 210°C, 190 210°C, 190 200°C, 180 190°C。
其中，所述共混改性樹脂可采用本領(lǐng)域常用的方法制備，如將不同樹脂經(jīng)過螺桿共混機(jī)共混或采用適當(dāng)溶液將不同組分共混等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的熱封層采用茂金屬聚乙烯(mLLDPE)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共混改性樹脂，茂金屬聚乙烯具有線性聚乙烯結(jié)構(gòu)，比普通線性低密度聚乙烯有更高的抗拉強(qiáng)度、延伸性、低溫?zé)岱庑院涂刮廴拘裕m用于制備共擠薄膜，其薄膜平整性、干復(fù)性、印刷性、熱封性極佳；經(jīng)過EMA改性后，EMA卓越的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的填充性、出色的柔韌性和彈性、良好的聚合物相容性、突出的粘結(jié)性、優(yōu)秀的密封易撕性和低溫?zé)岱庑赃M(jìn)一步強(qiáng)化了茂金屬聚乙烯的抗拉強(qiáng)度、延伸性、低溫?zé)岱庑院涂刮廴拘?，并具有更好的熱穩(wěn)定性、填充性、柔韌性和彈性、以及粘結(jié)性和低溫?zé)岱庑孕阅埽ＷC膜與無涂膠透氣紙能夠良好熱合；采用共混改性的特殊聚酰胺，保持耐熱性和抗刺破性，降低吸濕率，保證阻隔性，適應(yīng)于高溫、高濕的環(huán)境；聚酰胺結(jié)晶與聚乙烯結(jié)晶速度相差較大，生產(chǎn)工藝中將熱封層(聚乙烯)放在最外層，聚酰胺層放在最內(nèi)層解決膜面發(fā)卷，保證與無涂膠透氣紙平整熱封；使用下吹水冷法共擠吹膜，各層復(fù)合材料分別熔融擠出，通過各自的流道在一個(gè)模頭匯合，再經(jīng)過吹脹成型，冷卻復(fù)合在一起。保證膜面透明度不低于干式復(fù)合膜。同時(shí)生產(chǎn)過中嚴(yán)格控制露點(diǎn)高度、吹脹比和牽引比大小，從而保證膜縱橫向具有最佳的成型性。本發(fā)明所述的聚酰胺/聚丙烯共擠醫(yī)用包裝膜，與其他同類產(chǎn)品相比，在生產(chǎn)配方、生產(chǎn)工藝、性能等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)上，都有很大的競爭優(yōu)勢。各層復(fù)合材料協(xié)同作用，產(chǎn)品優(yōu)越的性主要體現(xiàn)在1)具有優(yōu)異的柔韌性、成型性；2)與無涂膠紙具有良好的熱合強(qiáng)度；3)包裝膜能有效地阻隔細(xì)菌、抗刺破和用于消毒環(huán)境中；4)確保內(nèi)容物穩(wěn)定、耐熱以及不會產(chǎn)生有害物遷移等衛(wèi)生性能；5)與傳統(tǒng)干式復(fù)合工藝相比，環(huán)境友好性得到了很好的提升。


圖I為本發(fā)明所述醫(yī)用包裝膜橫截面示意圖，其中1-熱封層A ;2-B層；3-C層；4-D 層；5-E 層；6-F 層；7-G 層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。如無特別指明，本發(fā)明所用的原料均為市購，所有生產(chǎn)制備過程在萬級潔凈區(qū)域(采用高分子材料組合而成)進(jìn)行。
第一層為熱封層A，其成分是茂金屬聚乙烯(mLLDPE)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共混改性樹脂；其中，所述共混改性樹脂的熔融指數(shù)分別為I. 0,2. 7,5. lg/10min，密度分別為O. 92,0. 95,1. Og/cm3 ;所述乙烯丙烯酸甲酯中乙酸乙烯酯的含量為35wt% ;所述茂金屬聚乙烯(mLLDPE)的用量分別占共混改性樹脂總量的20，50，70wt% ；第二層為B層，選用熔融指數(shù)為3. Og/min，密度為O. 90g/cm3的均聚聚丙烯。第三層為C層，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的熔融指數(shù)為I. 5g/min,密度為O. 91g/cm3。第四層為D層,選用熔融指數(shù)為4. 5g/min,密度為O. 92g/cm3的均聚聚丙烯；第五層為E層,選用熔融指數(shù)為3. 5g/min,密度為O. 91g/cm3的均聚聚丙烯；
第六層為F層,選用熔融指數(shù)分別為I. 5g/min, I. 5g/min, 2. 2g/min,密度為O. 89的g/cm3的馬來酸酐變性聚丙烯。第七層為G層，其成分為分別為聚酰胺6，聚酰胺66和丙烯酸酯改性的聚酰胺(以I當(dāng)量TPU預(yù)聚物(30°C )與I當(dāng)量的1，4- 丁二烯和三羥基甲基丙烷均勻混合5min，按要求加入適量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)預(yù)聚物攪拌3min得到IPN聚合物)，其熔融指數(shù)分別為 I. 7,2. 2,2. 8g/10min，密度分別為 O. 91，O. 91，O. 93g/cm3。采用下吹水冷式共擠工藝制備多卷耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，薄膜的厚度為160 μ m。其情況如表I所示。表I
P]備方法 A展i μ I ) B展I μ ('層t μ U展{ μ K層 F 41 ;展 Im )ffl}m ,{ μ ( μ m ) ( μ n)
m)
測!肅冷 20 —35— 15 — 4510 10 25
實(shí)龜例2兵擠水冷 3025205025 15 1 5
實(shí)途例3共擠參冷 4 0252112D1 5 25 1 5
I I
II將上述制備的各卷薄膜材料經(jīng)電暈處理后與浙江恒達(dá)紙業(yè)有限公司生產(chǎn)的醫(yī)用透晰紙熱封，測試其性能，具體情況如表2 表2
MMB拉作後度仲長攀氣氣透過I
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I 3, IN 35 a 445 31) csiiVltf - 2Ah ■ 0. WpaJ 實(shí)旅例 3 3, 3S42 μ7 Irtf * 24h · 0,參照最終滅菌醫(yī)療器械的包裝GBT19633-2005、藥品包裝用復(fù)合膜、袋通則YBB00132002、國家藥品包裝容器(材料)標(biāo)準(zhǔn)YBB00102005進(jìn)行檢測。
其中，拉伸強(qiáng)度和伸長率采用DLS系列電子拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行；氧氣透過量采用DKY-30型頂空氣體分析儀進(jìn)行；剝離強(qiáng)度采用DLS-I電子剝離機(jī)進(jìn)行。另外，按照中國藥典2000版二部附錄VIII H第一法檢測重金屬含量，重金屬含量低于百萬分之一。老化試驗(yàn)大于5年；參照YBB00052003進(jìn)行致敏實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)小于等于I度；照皮內(nèi)刺激檢查法(YBB00062003)測定皮內(nèi)刺激反應(yīng)，無刺激反應(yīng)。 顯然，本發(fā)明所述的包裝膜能夠滿足下述性能要求1、拉伸強(qiáng)度均不低于20Mpa ；
2、伸長率均不低于350% ;3、氧氣透過量均小于50cm3/( m2 m2 · 4h · O. IMpa) ;4、剝離強(qiáng)度均大于3. ON ;5、重金屬不得過百萬分之一 ；6、老化試驗(yàn)不得少于5年；7、致敏試驗(yàn)應(yīng)不得過I度；8、皮內(nèi)刺激試驗(yàn)應(yīng)無刺激反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種聚酰胺/聚丙烯復(fù)合醫(yī)用包裝膜，為七層復(fù)合薄膜，其特征在于，從包裝膜橫截面開始從外到內(nèi)包括 第一層為熱封層A，其成分是茂金屬聚乙烯和乙烯丙烯酸甲酯共混改性樹脂；其中，所述共混改性樹脂的熔融指數(shù)為I. O 5. 7g/10min，密度為0. 92 I. 2g/cm3 ;所述乙烯丙烯酸甲酯中乙酸乙烯酯的含量為20-35wt% ;所述茂金屬聚乙烯的用量占共混改性樹脂總量的20 70wt% ;所述熱封層A的厚度為20 ii m 50 ii m ; 第二層為B層,其成分是熔融指數(shù)為I. 8 5. Og/min,密度為0. 90 0. 91g/cm3的均聚聚丙烯；所述B層的厚度為10 ii m 40 ii m。第三層為C層，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的熔融指數(shù)為I. 3 2. 5g/min,密度為0. 89 0. 91g/cm3 ;所述C層的厚度為10 u m ~ 40 u m ；第四層為D層，其成分是均聚的聚丙烯；其熔融指數(shù)為2. 0 5. 5g/min,密度為0. 90 0.92g/cm3 ;所述D層的厚度為10 ii m 50 ii m ; 第五層為E層,其成分是均聚的聚丙烯；其熔融指數(shù)為I. 6 5. 5g/min,密度為0. 90 0.92g/cm3 ;所述E層的厚度為10 ii m 50 ii m ; 第六層為F層，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；所述F層所用材料的熔融指數(shù)為1.3 2. 5g/min,密度為 0. 89 0. 91g/cm3 ;所述 F 層的厚度為 10 u m ~ 20 u m ； 第七層為G層，其成分為聚酰胺或改性聚酰胺，所述聚酰胺為聚酰胺6或66，所述改性聚酰胺為聚氯乙烯或丙烯酸酯改性的聚酰胺；所述G層的厚度為10 ii m 40 ii m ; 所述D層為熔融指數(shù)為3. 2 4. 8g/10min，密度為0. 91 0. 92g/cm3的均聚聚丙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用包裝膜，其特征在于，所述E層為熔融指數(shù)為I.6 3.8g/10min,密度為0. 90 0. 91g/cm3的均聚聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用包裝膜，其特征在于，所述F層為熔融指數(shù)為I.5 2.lg/10min,密度為0. 89 0. 90g/cm3的馬來酸酐接枝聚丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)用包裝膜，其特征在于，所述F層為熔融指數(shù)為I.7 2.8g/min，密度為0. 91 0. 93g/cm3的聚酰胺或改性聚酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的醫(yī)用包裝膜，其特征在于，采用共擠法生產(chǎn)，特別選用下吹水冷法共擠吹膜法生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種七層結(jié)構(gòu)的聚酰胺/聚丙烯復(fù)合醫(yī)用包裝膜，該包裝膜采用聚酰胺作為外層，保持耐熱性和抗刺破性，降低吸濕率，保證阻隔性，適應(yīng)于高溫、高濕的環(huán)境；熱封層采用茂金屬聚乙烯(mLLDPE)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共混改性樹脂，保證膜與無涂膠透氣紙能夠良好熱合；聚酰胺結(jié)晶與聚乙烯結(jié)晶速度相差較大，生產(chǎn)工藝中將熱封層(聚乙烯)放在最外層，聚酰胺層放在最內(nèi)層解決膜面發(fā)卷，保證與無涂膠透氣紙平整熱封；使用下吹水冷法共擠吹膜，保證膜面透明度不低于干式復(fù)合膜。同時(shí)生產(chǎn)過中嚴(yán)格控制露點(diǎn)高度、吹脹比和牽引比大小，從而保證膜縱橫向具有最佳的成型性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的包裝膜綜合性能好，節(jié)約了原料，市場競爭實(shí)力強(qiáng)。
文檔編號B32B27/34GK102963094SQ2012105372
公開日2013年3月13日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者陳亦鋒, 魯聽, 徐建立 申請人:寧波華豐包裝有限公司