上世纪80年代末开发成功的塑料封条包装材料近年来,随着多层共挤流延膜的问世,其阻隔性、保香性、防潮性、耐油性、可蒸煮性和热封性能达到进一步提高,可广泛应用于肉类冷冻制品、蒸煮肉类食品、方便食品、水产品、水果和乳制品、食用油、酒类、酱油类等包装,大大延长商品的货架寿命。
高阻隔性多层共挤流延膜是以高阻隔材料为主要材料,配合其他复合材料和粘接树脂经一次挤出成型的,其原材料可分为3大类,即高阻隔材料、复合材料和黏结材料。高阻隔材料的性能直接影响共挤流延膜的高阻隔性。目前,常用的高阻隔材料包括PA、EVOH和PVDC三种,由于这些材料均是极性材料,吸湿力很强,而材料中的水分对生产影响很大,水分本身在加热过程中可产生降解作用,而含水分过高在熔融挤出时会产生气泡,使高阻隔材料形成断层,严重影响产品的质量,故对高阻隔材料的水分含量要求很高,一般不能超过0.06%。因此,为防止原材料的吸湿,要求采用防潮的纸铝复合包装,并在运输过程中要确保包装的完好;有条件的厂家可安装干燥器,对购入的原材料实施干燥后再使用。
根据用途复合材料可采用蒸煮级CPP粒料、复合级CPP粒料、LDPE、LLDPE、茂金属LLDPE,要求MI值在2~8范围,熔融挤出性能良好,热封性能良好。
黏结强度的大小直接影响共挤膜的质量。因此,根据不同的高阻隔材料和复合材料而选用黏结力强的黏结树脂,其MI值在2~6之间。
在原材料质量保证的前提下,生产工艺是控制产品质量的关键,主要包括温度、生产线速度、厚度控制、分层分流控制、表面处理等。
高阻隔多层共挤流延膜从结构上可分两大类,即对称结构A/B/C/B/A和非对称结构C/B/A。A为复合材料,B为黏结材料,C为高阻隔材料。例如常用的对称结构有PE/Tie/PA/Tie/PE,PP/Tie/PA/Tie/PP,PE/Tie/EVOH/Tie/PE,PE/Tie/PVDC/Tie/PE等;常用的非对称结构有PA/Tie/PE,PA/Tie/PP,PA/EVOH/Tie/PE等。
由于高阻隔多层共挤流延膜是由几种材料共挤成型的,其集合了多种材料的优点,因而具有很好的使用性能,可广泛应用于各类食品包装。但由于这种薄膜目前尚无法回收利用,相对增加了生产成本,因此,加快科技创新,优化工艺流程,已成为其规模化生产应用的必然选择。
干式复合又称干法复合。即在塑料封条薄膜上涂布一层溶剂型胶黏剂(分单组分热熔型胶黏剂和双组分反应型胶黏剂),经过复合机烘道使溶剂挥发而干燥,再在热压状态下与其他复合材料黏结,形成平滑的复合材料。目前几乎所有的薄膜均可用干式复合进行生产加工。复合薄膜综合了各层膜的优良性能,如防潮性、阻隔性、耐热性及热封性等,从而可满足各种商品的包装需要。
在干式复合生产工艺中,胶黏剂是影响复合薄膜质量的关键因素之一。干式复合所使用的胶黏剂大都为溶剂型,如聚氨酯、改性聚酯、环氧树脂、聚醋酸乙烯酯和天然橡胶等胶黏剂。其中聚氨酯型胶黏剂具有优良的综合性能,其弹性好,耐低温、耐煮沸,柔韧性、强度、耐老化性突出,在较宽的温度和湿度范围内长期应用不产生剥离,有良好的耐热性和耐化学介质性,对蒸煮、加热杀菌、热成型和热封合均有出色的耐受性,对各种材料又具有优良的粘接力,是复合薄膜生产所使用的主要胶种,且一般都采用双组分溶剂型胶黏剂。
选择胶黏剂要根据被包装物的性质(如冷冻还是蒸煮,食品还是非食品等条件)来决定。在复合前,首先将胶黏剂溶液均匀地涂布于薄膜表面,然后送入热烘道除去溶剂,再经复合辊在一定温度和一定压力下与另一层薄膜复合。目前,也流行分散型胶黏剂,如将改性聚烯烃在溶剂中的悬浮液对聚烯烃和铝箔等极性材料进行复合。溶剂型和分散型胶黏剂的共同点是在涂布机中涂布时为液体,涂布后必须消耗大量的能量以除去水分或溶剂,容易带来空气污染,且成本较高,因此,无溶剂胶黏剂是今后的发展趋势。
多层干式复合最早用于生产阻隔包装,是利用具有高阻隔性能材料与低廉的其他包装材料复合,该工艺可利用传统的阻隔材料——铝箔,除铝箔之外阻隔材料还可选择镀膜、涂膜或其他中高阻隔性薄膜(如PDVC膜、PA膜、EVOH膜)。其结构常常是外层BOPP、BOPET,中阻隔层可为PA、PDVC、EVOH或铝箔,内热封层为CPP,若不需要耐高温也可用PE,相互之间用胶黏剂黏合。
干式复合膜的阻隔性能与用膜、胶黏剂有关。复合的基膜表面必须清洁、干燥、平整、无灰尘、无油污,对非极性、表面致密光滑的聚烯烃材料还要事先进行电晕处理。而铝箔作为复合基材,要求针孔要少,且针孔孔径尽可能小,在复合前还往往要清除铝箔加工中残留的油脂。