多功能多層共擠復合包裝薄膜介紹(上)
2006-09-23 15:51 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
一、前言
目前,國際上對包裝材料的要求越來越高,尤其是塑料包裝行業,除了要求材料要滿足各種功能性需求與保證其產品的內在質量之外,而對產品的生產過程也有了越來越嚴格的要求。這不但要求包裝材料具有環保性和健康性,而且其產品在生產過程也要符合環保性和健康性的標準。將環境保護意識滲透到包裝產品的整個生命周期中,是實現包裝產業可持續發展的有效方法,也是包裝行業目前較為關注的一個熱點話題。
在塑料軟包裝材料中,食品包裝是其最大的應用市場,隨著消費水平的提高,對食品包裝的要求也越來越苛刻,這促使了高阻隔多功能性包裝薄膜材料的發展。在通常意義上,包裝薄膜制品的結構取決于包裝對薄膜的功能需求,對于食品包裝,包裝材料一般須滿足市場以下幾個方面的需求:
1.由于氧氣能夠引起脂肪和蛋白質的氧化變質,所以要有優異的阻隔氧氣的能力;
2.因水汽的進入或揮發可引起食物口味的變化,須具有優異的水蒸氣阻隔能力;
3.為防止異味進入或香味的揮發,保證食品原味,需要有優異的阻隔香氣的能力;
4.為滿足密閉保存的需要,要有良好的熱封性能;
5.滿足殺菌的要求,避免微生物存在破壞食物,要具有一定的耐熱性能;
6.為裝潢美觀及商品必要的信息的需要,要有良好的印刷性;
7.為保護食品,滿足搬運和運輸的需要,須具有較強的力學性能
8.其他的一些光學性能方面的要求等。
以上這些只是單純從包裝效果的需求方面所考慮的,當然在使用包裝材料的二次加工性方面還會有另外一些其他的要求。顯然,靠單一品種的材料是無法滿足這些要求的,要靠不同薄膜材料的多層復合搭配來滿足這些需求。
二、多層復合薄膜的工藝技術對比
當前,國內外軟包裝材料的復合方法通常主要有四種:干式復合、無溶劑復合、一般單層擠出復合和多層共擠擠出復合等。
1、干式復合
這是目前國內應用最多的較為傳統的一種復合方式,是采用雙組分的聚胺酯粘合劑,對兩層基材薄膜進行粘合的一種工藝方法。其主劑和固化劑按比例混合后,再用有機溶劑進行稀釋,調整到一定的使用濃度,通過網線輥涂布到基材上,經熱風烘箱干燥,再由加熱輥加熱與另一種基材進行加壓粘合,再經時效處理而成。干式復合工藝的特點是操作簡單,層間搭配也靈活多樣,但其最大的缺陷是:
(1)由于膠層表面張力較大,粘合劑溶劑雖經很大功率的干燥,但也難免出現溶劑殘留的情況;
。2)干燥加熱的消耗功率大而浪費能源;
。3)干燥的廢氣及有機溶劑的揮發會污染環境;
。4)粘合劑中的主劑和固化劑比例雖經設計,但粘合層在制造和復合過程中,經熟化還有一定的溶劑殘留量。而食品接觸的底材通常是PE或共聚PP等阻隔性不高的材質,有些滲透性較強的食品會滲透入底材基材進入粘結層而變質。
雖然,干式復合工藝在目前應用最為廣泛,國內市場上的軟包裝材料有80%以上都采用此種工藝,但基于以上這些缺陷,仍不會成為軟包裝材料復合工藝的發展主流。
2、無溶劑復合
無溶劑粘合劑基本上也是由雙組分的聚氨脂粘合劑構成,主劑和固化劑在室溫下粘度較高,是半固態物質。復合時,主劑和固化劑按比例混合,經具有加熱保溫功能的網紋輥熱溶后涂布到基材上,涂布不必經過加熱干燥就可以直接跟另一種基材進行粘合,復合過程中沒有溶劑的殘留,沒有廢氣的排放污染環境,但可能因主劑和固化劑的比例控制不穩定,復合工藝條件復雜等多種因素,某些滲透性較強的食品滲入底層基材進入到粘結層而受到污染,同時粘合劑盤泵的清洗劑會污染環境。由于多種因素的考慮以及設備投入的原因,目前這種復合工藝應用不多。
3、一般單層擠出復合工藝
通過一臺擠出機將熔融的樹脂材料流延涂布到基材上,迅速壓合冷卻。有些基材通常底涂增粘的AC劑,經烘箱干燥進行貼合。底涂的AC劑有:以醇類溶劑為主的水性AC劑和以醋酸乙烯溶劑為主的溶劑型AC劑,典型結構:基材/AC劑/LDPE其特點主要有:
。1)AC劑涂布量不大,殘留少 ;
。2)水性AC劑干燥能源消耗較大
。3)底涂水性AC劑粘的剝離強度低
(4)由于使用AC劑非常少,排廢對環境污染少。
所以該工藝與干式復合工藝相比,是具有環保性的,但應用范圍比干式復合要窄。
4、多層共擠擠出復合
這種擠出復合是復合軟包裝材料的主要生產方法之一,是采用3臺以上的擠出機,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模頭匯合,再經過吹脹成型,冷卻復合在一起。
由于多層共擠復合薄膜具有其所用原料的各自的性能,能夠很好的滿足包裝的功能性要求,產品常見的結構有:
。1) PE/TIE/PA/TIE/PE(PA) 較高阻隔,中等強度
(2) PE/TIE/ EVOH /TIE/PE 高阻隔,中等強度
(3) PA/EVOH/PA/TIE/EVA 高阻隔,高強度
其中:
PA、 EVOH 提供良好的阻隔性能,可阻隔氧氣、香氣等;
PE、 EVA等聚烯烴可提供優秀的水蒸氣阻隔能力,并具有良好熱封性;
同時還可滿足:巴氏殺菌(85℃)、100℃水煮殺菌、紫外線殺菌、微波殺菌等要求。若殺菌條件為121℃,30min高溫蒸煮,可將PE換成耐高溫的PP即可,另外,若需要印刷,經在線電暈處理即可。
對于不同食品的包裝要求及包裝設備,還可以調節熱封層的材料來滿足:
。1)EVA 低溫熱封
。2)m-LLDPE 抗污染熱封性
。3)EAA 油類制品的熱封
。4)Surly 貼體性、抗污染熱封性
多層共擠多功能包裝薄膜材料能夠很好滿足各種包裝場合的需要,又具有干式復合膜無法比擬的優點,可代替干式復合薄膜或減少干式復合的次數,更具有環保節能的特點。通過調整阻隔層的厚度及多種阻隔材料的搭配使用,可以靈活的設計出不同阻隔性能的薄膜,還可靈活更換調配熱封層材料,滿足不同包裝的需求,取代了許多以干式復合為主體的包裝市場。所以,這種共擠復合的多層化,多功能化正是今后包裝薄膜材料發展的主流方向。(Linda)
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