许多种类的食品要求包装材料必须具备多功能性,如阻湿、阻气、阻香、阻光及为适应机械包装而需要有一定的强度等,同时还要求包装薄膜的成本低。单一的塑料薄膜很难满足各方面的要求。将具有各种不同性能的塑料薄膜复合起来,可制得性能全面的复合软包装薄膜。
塑料复合包装薄膜的优点:①综合性能好,具有构成复合薄膜的所有单膜的性能,并具有某些特殊的性能。例如真空包装和充气包装等要求阻气、力学性能等多种性能都好的包装,必须用复合薄膜,复合软包装材料还具有良好的热封性。②装潢效果好且卫生可靠,可将装潢图案印刷于中间层上(夹层印刷),使印刷油墨不会污染被包装物,还能保护装潢图案在运输及使用时不被磨损。③复合薄膜的强度均高于所用基膜强度,故其机械适应性更强。
复合薄膜的主要缺点是由于其为多种材料制成,包装废弃物回收利用时分离困难,不易获得较纯的树脂,故回收再利用性差。
1.复合包装薄膜组合原则
食品包装用复合薄膜的组合原则是,在复合工艺允许的条件下,将几种不同的塑料单膜(也可加入铝箔、纸等非塑性材料)复合起来,互相取长补短,发挥组成复合薄膜的不同材质优点,使之具有新的更好、更全面的性能。
1)内层要求无毒、无味,耐油、耐化学性好,具有热封性或粘合性。
2)外层要求具有光学性能好、印刷性好、耐磨、耐热,具有较高的强度和刚性。
3)如果要求较高的阻隔性,还可再加上高阻隔的中间层或增加层数,制成三层或四层以致更多层数的复合薄膜。
复合薄膜的表示法通常是将外层材料写在前边(左边),然后依次写上中间层,最后边(右边)为内层材料。
2.复合包装薄膜加工方法
(1)涂层(粘合层)在基材单面或双面涂一薄层另外的熔体或乳液状的材料,主要作用是增加对基材的可热合性能和改善其阻隔性能。通常的热合材料为聚乙烯或醋酸乙烯。PVDC共聚物既可以用来阻隔也具有可热合性能。(www.xing528.com)
挤出涂布工艺类似平挤薄膜的生产工艺,不同点是在挤出涂层工艺中,熔融的聚合物涂覆在薄膜、纸、纸板或铝箔等基材上,而不是在铬辊上。为获得良好的粘合,要求涂层和基材必须有足够好的相容性。
(2)复合 就是将几种单独基材连接在一起形成复合体的工艺,单层基材通常是塑料、纸或铝箔,并且有的复合工艺也能用许多方法实现。
有的复合膜依靠粘合剂将基材粘在一起,形成一个单一结构,粘合剂本身是溶剂型的或水基型的,从发展的观点看,水基粘合剂将占主导地位。在“湿法”复合过程中,先将粘合剂涂到一个基材上,再和另一种基材粘在一起,然后将复合好的材料放在烘道中干燥,蒸发掉粘合剂中的溶剂,完成复合工艺。为使该工艺得以实施,基材之中必须有一层是多孔的,以便水或有机溶剂能挥发出来。
在“干法”复合的过程中,先把粘合剂涂布到单独的基材上,进入烘道进行干燥,然后把第二种基材与第一种基材复合。
在热熔复合工艺中,先对100%的固体热熔粘合剂加热,直到其熔化,再将其涂布到基材上,随着热熔粘合剂的冷却便把它们粘合在一起了。
在挤出复合中,熔化的聚合物在冷却以后在两个基材之间产生粘性。在挤出复合过程中,聚乙烯等聚合物在挤出机中熔融,在热复合过程中,热量熔化了一个基材上预先涂布的热熔粘合剂层,随后同第二种基材粘在一起。
(3)共挤出 共挤出薄膜是由多层塑料薄膜组成的,采用平挤或吹胀工艺使两种以上塑料由一步法成型,特点是薄膜的基材不易分开。其制造方法是每一种树脂分别在独立的挤出机中熔融塑化,然后塑化的熔体通过共挤出机头,并使它们保持在均匀一致的各层中而不混合。在设计共挤工艺时,为防止层与层之间的混合,应认真考虑聚合物的流变学,尤其是流动方式和熔体粘性。
由于是多层材料共挤,如果两种聚合物之间的粘性不够,将影响共挤薄膜的整体粘合效果,也就是层与层在一定的条件下有可能分开。若出现这种情况,就要加入粘合层,粘合层从本质上讲也是一种热塑性粘合剂,靠粘合层保持了多层材料的整体性。粘合层也必须在一个专用的挤出机中熔化,作为单独增加的一层送入共挤机头。因此许多共挤材料是三层结构,两种是塑料,第三种是粘合层,这一层为前两种材料的粘接材料。在结构上超过四层的共挤膜也是很常见的,比如,如果EVOH包含在其中作为高阻隔层,那么它一定是夹在两种聚合物之间以防潮气渗透,这样加上粘合层,应当至少是五层结构。
共挤薄膜或片材在包装行业被广泛地使用。如具有内、外表面不同粘合特性的缠绕裹包薄膜;内层为防光照射的褐色或黑色聚乙烯、外层是白色的聚乙烯共挤膜制成的牛奶袋;为改善热合性能,在聚丙烯中复合醋酸乙烯或低密度聚乙烯膜等。
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