具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺的制作方法

1.本发明属于包装技术领域，具体涉及一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺。


背景技术：

2.目前，市场上广泛使用的高阻隔材料例如：evoh共挤膜、镀铝薄膜、铝塑薄膜、氧化铝薄膜等。它们均存在某些方面的缺陷。evoh共挤膜难以在湿度高的条件下使用，因此难以进行蒸煮；镀铝薄膜和铝塑薄膜透明性差，不能用于微波加热且因使用金属镀层而难以回收；氧化铝薄膜则不耐揉搓，难以满足液体封装的需求。氧化硅薄膜则因为技术被外国垄断，进口成本高。智能包装的理念在国内已早被提及，但使用的范围很小，只能在外国某些商品的宣传中见到使用，其原因包括成本高、推广缓慢等。
3.目前，大量研究证明氧化硅高阻隔薄膜具有其他材料难以替代的优良性能，其具备高阻隔性的同时，也有高透明性因此可用于微波加热、良好的耐揉搓性能保障广泛的使用面、氧化硅镀层可以同pet基材共同进行回收，因此十分环保。
4.rfid电子标签技术又叫射频信号读取标签技术，因其传输信息时适用空间大、可重复写入次数多、同时读取数量多而被广泛应用于商品标签、物流包装等领域。然而，rfid电子标签因对应用环境要求严格而存在一些缺陷，当湿度较大时，传输信息的准确度会下降，从而造成应用缺陷问题的产生；电路的封装材质中不应含有金属，否则会造成标签失效。这两个原因是限制rfid 电子标签应用的主要因素。
5.伴随着生活水平的提高，人们更愿意去关注商品品质问题，在食品领域，关注商品的储存条件和货架日期，从而评价产品的状态，正是物联网技术所倡导的生活理念。而高阻隔技术和rfid技术在此需求的基础上相得益彰，高阻隔性保障了产品品质和rfid信息技术的准确性，电子标签则负责记录这一工作过程并反馈给消费者。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明针对现有技术的不足，提供的一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺。
7.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺，包括以下步骤：
8.(1)高阻隔材料的制备：使用pecvd的工艺将氧化硅沉积到基材表面，得到高阻隔膜；
9.(2)电子标签高阻隔薄膜的制备：将电子标签与高阻隔膜进行结合，在高阻隔膜的基础上，加入电子标签并进行层间包装，使rfid标签处于高阻隔膜和普通薄膜之间；所述普通薄膜为pe或pp，起到热封层的作用，以实现薄膜制成袋子；
10.(3)图文印刷：在印刷层上，通过图文部分合理的排版，完成包装信息的印刷；
11.(4)复合：实现电子标签功能的高阻隔性能的氧化硅薄膜层，与印刷层、热封层，在
粘合剂的作用下，经熟化后的粘合层作用，复合为质量合格的膜卷；
12.(5)收卷：将生产好的成品进行收卷；
13.(6)制袋：将收卷好的产品按需要的规格进行制袋。
14.进一步地，步骤(1)中，使用pecvd法沉积氧化硅薄膜是以液态的六甲基二硅氧烷、四甲基二硅烷等有机硅化合物或气态的硅烷为原料，以氦气为载气，氧气为反应气体，经等离子体处理生成的活性分子、原子团、离子相互反应，在基材上沉积生成镀膜。
15.进一步地，所述基材为pet或pa或pe或pp，厚度为12-15μm。
16.进一步地，所述印刷层为bopa或bopp或bopet薄膜，厚度为12-18μm。
17.进一步地，步骤(3)中，包装图文部分由油墨经凹印印刷而成，油墨由按质量百分比计的如下原料：树脂含量为31％-36％，着色剂25％，助剂0.9％，有机溶剂47％-52％组成；树脂为季戊四醇松香脂、醇酸树脂、松香改性酚醒树脂、聚酸胶树脂、顺丁烯二酸研树脂中的一种或几种，着色剂为颗粒大小5μ m以下的有机颜料，助剂包括增塑剂和干燥剂，有机溶剂为乙酸乙酯、醋酸乙酯、异丙醇的一种或多种。
18.进一步地，厚度在12-18μm的承印高分子薄膜，表面电晕处理后，达因值达到38以上，将图文信息印刷到薄膜表面之后，将配置好的油墨印刷到特定区域；所述油墨的配置方法是：将树脂加入溶剂中，溶解完全后，将着色剂和助剂加入并进行搅拌，形成温度变色油墨。
19.进一步地，步骤(4)中，所述粘合层是以聚氨酯为干基，以乙酸乙酯、醋酸乙酯等为溶剂的固含量约40-60％的粘合剂在层之间熟化形成。
20.进一步地，热封层材料为pp或pe，经流延或吹塑成膜，薄膜厚度为65-75 μm，热封条件为130-150℃，热封强度为40-50n/15mm。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
22.本发明提供一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺，该工艺旨在解决当前国内高阻隔膜性能不够完善，rfid应用面狭窄的问题，通过化学沉积法制氧化硅高阻隔膜保证了其极低的氧气、水蒸气透过率，同时也具备高透明性、耐揉搓性和耐金属性；rfid标签在高阻隔膜体统的良好工作环境下，该技术不仅为销售者提供便利，也能向消费者反馈产品相关信息。
23.本发明制得的氧化硅高阻隔膜，厚度为15-18μm，透光率≥88％，氧气透过率＜0.5cm3/(m2*24h)，水蒸气透过率＜0.5cm3/(m2*24h)，耐蒸煮温度为 80-120℃，对揉搓实验的有效抵抗次数为40次；该高阻隔膜对蒸汽、氧气等小分子气体具有极高的阻隔性，能最大程度防止食品中香味的逸散，良好的阻隔性能使rfid电子标签更加稳定准确；除此之外，氧化硅薄膜也是环境友好型材料，其易于回收性满足环保的要求。
24.本发明氧化硅高阻隔包装，rfid电路直接添加在氧化硅高阻隔薄膜上，而氧化硅高阻隔薄膜具备良好的耐弯折性能、超高的阻氧阻湿性能。同氧化硅高阻隔薄膜不含金属成分，因此，从湿度保护和抗金属保护方面，氧化硅薄膜与电路的结合能够发挥出最佳的性能；氧化硅高阻隔包装采用pecvd法，实现了镀层的良好柔性，为电子标签的定位提供了良好的基础条件，而且此优良的物理性能可以保障后续的复合、制袋工序中，阻隔性能下降不超过15％。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1
27.一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺，包括以下步骤：
28.步骤(1)：高阻隔材料的制备使用pecvd的工艺将氧化硅沉积到基材表面，得到高阻隔膜；
29.以液态的有机硅化合物六甲基二硅氧烷(hmdso)为原料，以氦气为载气，氧气为反应气体，经等离子体处理生成的活性分子、原子团、离子相互反应，从而形成均匀透明的siox分子层，使pet材料(12μm)的水氧透过量显著降低。使其对氧气的透过率下降到0.5cm3/m2.24h.0.1mpa以下，对水蒸气的透过率下降到0.5cm3/m2.24h.0.1mpa以下。雾度相对于未经处理的pet片基增大0.2％，透光率88％，雾度0.7％，pet高阻隔层的厚度为15μm。
30.步骤(2)：电子标签高阻隔薄膜的制备将电子标签与高阻隔膜进行结合，在高阻隔膜的基础上，加入电子标签并进行层间包装，使rfid标签处于高阻隔膜和pe薄膜之间；
31.所述的rfid电子标签部分所用的频段为915mhz，是通过塑封的方式直接附着在氧化硅高阻隔膜上，带有rfid识别部分的高阻隔薄膜厚度为62-73 μm，具有极佳的柔性和屈服极限；已塑封电子标签的氧化硅高阻隔材料能够耐受40次以下的揉搓，在此过程中，线路和芯片不受损坏，同时高阻隔层的阻隔性能下降不超过15％；在复合过程中，可通过干法复合或无溶剂复合的工艺进行复合，剥离强度不小于1.5n/15mm，能保证电子标签的完整性和复合膜整体的高阻隔性。
32.步骤(3)：图文印刷在印刷层上，通过图文部分合理的排版，完成包装信息的印刷；
33.将厚度为12μm的bopa薄膜电晕处理后，表面达因值达到39，将图文信息印刷到bopa薄膜表面之后，将配置好的油墨印刷到特定区域；
34.包装图文部分由油墨经凹印印刷而成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂(季戊四醇松香脂和顺丁烯二酸研树脂)含量为31％，着色剂(颗粒大小为5μm以下的有机颜料)25％，助剂(增塑剂、干燥剂)0.9％，有机溶剂(乙酸乙酯和醋酸乙酯)47％组成；
35.所述油墨的配置方法是：将树脂加入有机溶剂中，溶解完全后，将着色剂和助剂加入并进行研磨搅拌，最终形成温度变色油墨；油墨中固体含量50％，运动粘度为25cst。
36.步骤(4)：复合实现电子标签功能的高阻隔性能的氧化硅薄膜层，与印刷层、热封层，在粘合剂的作用下，经熟化后的粘合层作用，复合为质量合格的膜卷；
37.所述粘合层是将粘合剂涂布在印刷薄膜层和氧化硅高阻隔层之间，形成粘合层，是以丙烯酸共聚物为干基，以乙酸乙酯、醋酸乙酯等为溶剂的固含量约 40-60％的粘合剂在层之间熟化形成，涂布量为5g/m2，粘合剂干基量为2.5g/m2；
38.所述热封层是以pp材料进行吹塑而成，厚度为65μm，热封条件为130
‑ꢀ
150℃，热封后的剥离强度为40-50n/15mm；
39.步骤(5)：收卷将生产好的成品进行收卷；
40.步骤(6)：制袋将收卷好的产品按需要的规格进行制袋。
41.实施例2
42.一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺，包括以下步骤：
43.步骤(1)：高阻隔材料的制备使用pecvd的工艺将氧化硅沉积到基材表面，得到高阻隔膜；
44.以液态的有机硅化合物四甲基二硅烷(tmdso)为原料，以氦气为载气，氧气为反应气体，经等离子体处理生成的活性分子、原子团、离子相互反应，从而形成均匀透明的siox分子层，使pa材料(14μm)的水氧透过量显著降低。使其对氧气的透过率下降到0.49cm3/m2.24h.0.1mpa以下，对水蒸气的透过率下降到0.49cm3/m2.24h.0.1mpa以下；雾度相对于未经处理的pa片基增大0.3％，透光率89％，雾度0.7％，pa高阻隔层的厚度为17μm。
45.步骤(2)：电子标签高阻隔薄膜的制备将电子标签与高阻隔膜进行结合，在高阻隔膜的基础上，加入电子标签并进行层间包装，使rfid标签处于高阻隔膜和pp薄膜之间；
46.步骤(3)：图文印刷在印刷层上，通过图文部分合理的排版，完成包装信息的印刷；
47.将厚度为14μm的bopet薄膜电晕处理后，表面达因值达到39，将图文信息印刷到bopet薄膜表面之后，将配置好的油墨印刷到特定区域；
48.包装图文部分由油墨经凹印印刷而成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂(醇酸树脂、顺丁烯二酸研树脂)含量为33％，着色剂(颗粒大小为5μm以下的有机颜料)25％，助剂(增塑剂、干燥剂)0.9％，有机溶剂(乙酸乙酯、醋酸乙酯、异丙醇)49％组成；
49.所述油墨的配置方法是：将树脂加入有机溶剂中，溶解完全后，将着色剂和助剂加入并进行研磨搅拌，最终形成温度变色油墨；油墨中固体含量50％，运动粘度为25cst。
50.步骤(4)：复合实现电子标签功能的高阻隔性能的氧化硅薄膜层，与印刷层、热封层，在粘合剂的作用下，经熟化后的粘合层作用，复合为质量合格的膜卷；
51.所述粘合层是将粘合剂涂布在印刷薄膜层和氧化硅高阻隔层之间，形成粘合层，是以聚氨酯为干基，以乙酸乙酯、醋酸乙酯等为溶剂的固含量约40-60％的粘合剂在层之间熟化形成，涂布量为5.5g/m2，粘合剂干基量为2.5g/m2；
52.所述热封层是以pp材料进行流延而成，厚度为70μm，热封条件为130
‑ꢀ
150℃，热封后的剥离强度为40-50n/15mm；
53.步骤(5)：收卷将生产好的成品进行收卷；
54.步骤(6)：制袋将收卷好的产品按需要的规格进行制袋。
55.实施例3
56.一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺，包括以下步骤：
57.步骤(1)：高阻隔材料的制备使用pecvd的工艺将氧化硅沉积到基材表面，得到高阻隔膜；
58.以气态的硅烷为原料，以氦气为载气，氧气为反应气体，经等离子体处理生成的活性分子、原子团、离子相互反应，从而形成均匀透明的siox分子层，使pe材料(15μm)的水氧透过量显著降低。使其对氧气的透过率下降到0. 48cm3/m2.24h.0.1mpa以下，对水蒸气的透过率下降到0.49cm3/m2.24h.0.1mpa 以下；雾度相对于未经处理的pa片基增大0.3％，透光率90％，雾度0.7％，p a高阻隔层的厚度为18μm。
59.步骤(2)：电子标签高阻隔薄膜的制备将电子标签与高阻隔膜进行结合，在高阻隔膜的基础上，加入电子标签并进行层间包装，使rfid标签处于高阻隔膜和pe薄膜之间；
60.所述的rfid电子标签部分所用的频段为915mhz，是通过塑封的方式直接附着在氧化硅高阻隔膜上，带有rfid识别部分的高阻隔薄膜厚度为62-73 μm，具有极佳的柔性和屈服极限；已塑封电子标签的氧化硅高阻隔材料能够耐受40次以下的揉搓，在此过程中，线路和芯片不受损坏，同时高阻隔层的阻隔性能下降不超过15％；在复合过程中，可通过干法复合或无溶剂复合的工艺进行复合，剥离强度不小于1.5n/15mm，能保证电子标签的完整性和复合膜整体的高阻隔性。
61.所述塑封rfid高阻隔膜的生产方法：先将线圈进行蚀刻，从而使其具备感应电流、储存信息和读取信息的功能，然后将线圈与高阻隔薄膜进行定位，使线圈在高阻隔薄膜上具备不小于1.5n/15mm的附着力。
62.步骤(3)：图文印刷在印刷层上，通过图文部分合理的排版，完成包装信息的印刷；
63.将厚度为16μm的bopp薄膜电晕处理后，表面达因值达到39，将图文信息印刷到bopp薄膜表面之后，将配置好的油墨印刷到特定区域；
64.包装图文部分由油墨经凹印印刷而成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂(松香改性酚醒树脂、醇酸树脂、顺丁烯二酸研树脂)含量为35％，着色剂(颗粒大小为5μm以下的有机颜料)25％，助剂(增塑剂、干燥剂) 0.9％，有机溶剂(乙酸乙酯、醋酸乙酯、异丙醇)50％组成；
65.所述油墨的配置方法是：将树脂加入有机溶剂中，溶解完全后，将着色剂和助剂加入并进行研磨搅拌，最终形成温度变色油墨；油墨中固体含量50％，运动粘度为25cst。
66.步骤(4)：复合实现电子标签功能的高阻隔性能的氧化硅薄膜层，与印刷层、热封层，在粘合剂的作用下，经熟化后的粘合层作用，复合为质量合格的膜卷；
67.所述粘合层是将粘合剂涂布在印刷薄膜层和氧化硅高阻隔层之间，形成粘合层，是以聚氨酯为干基，以乙酸乙酯、醋酸乙酯等为溶剂的固含量约40-60％的粘合剂在层之间熟化形成，涂布量为5.5g/m2，粘合剂干基量为2.8g/m2；
68.所述热封层是以pp材料进行流延而成，厚度为70μm，热封条件为130
‑ꢀ
150℃，热封后的剥离强度为40-50n/15mm；
69.步骤(5)：收卷将生产好的成品进行收卷；
70.步骤(6)：制袋将收卷好的产品按需要的规格进行制袋。
71.实施例4
72.一种具备信息识别功能的柔性智能高阻隔软包装的生产工艺，包括以下步骤：
73.步骤(1)：高阻隔材料的制备使用pecvd的工艺将氧化硅沉积到基材表面，得到高阻隔膜；
74.液态的有机硅化合物六甲基二硅氧烷(hmdso)为原料，以氦气为载气，氧气为反应气体，经等离子体处理生成的活性分子、原子团、离子相互反应，从而形成均匀透明的siox分子层，使pp材料(15μm)的水氧透过量显著降低。使其对氧气的透过率下降到0.49cm3/m2.24h.0.1mpa以下，对水蒸气的透过率下降到0.49cm3/m2.24h.0.1mpa以下；雾度相对于未经处理的pa片基增大0.3％，透光率90％，雾度0.7％，pa高阻隔层的厚度为18μm。
75.步骤(2)：电子标签高阻隔薄膜的制备将电子标签与高阻隔膜进行结合，在高阻隔膜的基础上，加入电子标签并进行层间包装，使rfid标签处于高阻隔膜和pp薄膜之间；
76.所述的rfid电子标签部分所用的频段为915mhz，是通过塑封的方式直接附着在氧
化硅高阻隔膜上，带有rfid识别部分的高阻隔薄膜厚度为62-73 μm，具有极佳的柔性和屈服极限；已塑封电子标签的氧化硅高阻隔材料能够耐受40次以下的揉搓，在此过程中，线路和芯片不受损坏，同时高阻隔层的阻隔性能下降不超过15％；在复合过程中，可通过干法复合或无溶剂复合的工艺进行复合，剥离强度不小于1.5n/15mm，能保证电子标签的完整性和复合膜整体的高阻隔性。
77.所述塑封rfid高阻隔膜的生产方法：先将线圈进行蚀刻，从而使其具备感应电流、储存信息和读取信息的功能，然后将线圈与高阻隔薄膜进行定位，使线圈在高阻隔薄膜上具备不小于1.5n/15mm的附着力。
78.步骤(3)：图文印刷在印刷层上，通过图文部分合理的排版，完成包装信息的印刷；
79.将厚度为18μm的bopa薄膜电晕处理后，表面达因值达到40，将图文信息印刷到bopa薄膜表面之后，将配置好的油墨印刷到特定区域；
80.包装图文部分由油墨经凹印印刷而成，油墨由按质量百分比计的如下原料制成：树脂(松香改性酚醒树脂、醇酸树脂、顺丁烯二酸研树脂)含量为36％，着色剂(颗粒大小为5μm以下的有机颜料)25％，助剂(增塑剂、干燥剂) 0.9％，有机溶剂(乙酸乙酯、醋酸乙酯、异丙醇)52％组成；
81.所述油墨的配置方法是：将树脂加入有机溶剂中，溶解完全后，将着色剂和助剂加入并进行研磨搅拌，最终形成温度变色油墨；油墨中固体含量50％，运动粘度为25cst。
82.步骤(4)：复合实现电子标签功能的高阻隔性能的氧化硅薄膜层，与印刷层、热封层，在粘合剂的作用下，经熟化后的粘合层作用，复合为质量合格的膜卷；
83.所述粘合层是将粘合剂涂布在印刷薄膜层和氧化硅高阻隔层之间，形成粘合层，是以聚氨酯为干基，以乙酸乙酯、醋酸乙酯等为溶剂的固含量约40-60％的粘合剂在层之间熟化形成，涂布量为6g/m2，粘合剂干基量为3g/m2；
84.所述热封层是以pp材料进行流延而成，厚度为70μm，热封条件为130
‑ꢀ
150℃，热封后的剥离强度为40-50n/15mm；
85.步骤(5)：收卷将生产好的成品进行收卷；
86.步骤(6)：制袋将收卷好的产品按需要的规格进行制袋。
87.实验及结果
88.对实施例1、2、3、4生产的具备信息识别功能的高阻隔膜进行性能检测，结果如下表所示：
89.表1：
[0090][0091]
以液态的六甲基二硅氧烷(hmdso)、四甲基二硅烷(tmdso)等有机硅化合物或气态的硅烷为原料，以氦气为载气，氧气为反应气体，经等离子体处理生成的活性分子、原子团、离子相互反应，在基材上沉积生成镀膜。氧化硅高阻隔膜的厚度为15-18μm，透光率≥88％，氧气透过率＜0.5 cm3/m2.24h.0.1mpa，水蒸气透过率＜0.5cm3/m2.24h.0.1mpa，耐蒸煮温度为 80-120℃，对揉搓实验的有效抵抗次数为40次。该高阻隔膜对蒸汽、氧气等小分子气体具有极高的阻隔性，能最大程度防止食品中香味的逸散，除此之外，氧化硅薄膜也是环境友好型材料，其易于回收性满足环保的要求。
[0092]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。