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具有可重复压封作用的食品包装盖膜材料
时间:2013-04-02   来源: 《广东包装》2013年03月刊   阅读:13634次

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摘自《广东包装》2013年03月刊
作者:黄山永新股份有限公司  周黎丽

一、现状与问题分析

  早在上个世纪90年代初,随着西式快餐和方便食品的快速发展,以塑料容器为托底上封软包装盖材的包装形式在欧美等发达国家得到了广泛的应用。此类包装不需要额外的容器、方便开启、易于携带、安全卫生,十分适合工作忙碌的人群使用,推出后便受到了人们的广泛欢迎。近年来,在我国食品包装市场上也陆续出现了针对快速生活节奏推出的塑料容器加封盖的包装形式,如果冻、果酱、饼干、薯片等包装,由于该类型包装小巧,货架效果好,安全卫生性能高,使用便利,已得到了越来越多的关注。但目前此类包装存在一个较明显的问题,就是打开后,包装内的食物必须一次性吃完,否则,由于包装开启后不能再次封合,无法对未食用完的食品起到相应的保护作用。
  目前,市场上主要是通过在袋体上装设拉链来实现重复封口问题,但这种方式存在诸多不足:首先从成本上来说,拉链本身具备的高价格导致了成本的上升;其次从加工过程上来说,增加的加装拉链环节,势必降低生产效率;然后就是拉链包装不适合薯片、饼干、膨化类等易碎食品的包装。由此可见,具有可重复压封作用的食品包装盖膜材料成为一种必然的需求。

二、具有可重复压封作用的食品包装盖膜材料具备的功能分析

  我们根据市场调研,结合可重复压封类包装的实际情况,确认可重复压封的食品包装盖膜材料需要具备以下几项功能:
  1.必须能有效保证内容物的安全性
  许多食品变质的主要原因是由于水分、氧气侵袭及微生物和其自身的生理代谢造成的。水分使微生物繁殖,氧气使食品氧化、变质。变质的食品直接影响着人们的身体健康,可见用来包装食品的包装材料必须具有良好的保护性能,即能很好地阻隔内容物与外界环境中的水分及氧气等。同时必须保证包装的密合性,不能出现漏包的现象。能够有效保证内容的安全性,延长保质期,防止其快速出现变质问题。
  2.必须具有优良的封口效果
由于所包装的大部分为食品,在包装的时候容易粘有少许在杯口边上,易导致热封部位受污染,造成热封不良,引起内容物泄露等系列问题。所以要求包装材料必须具有良好的热封效果,适应高速自动包装设备的包装要求,在热封边被污染的情况下也能保证良好的封口效果和外观平整度。
  3.必须保证使用方便
  目前市场上普通的封口盖材大多存在着为保证包装的密合性而很难撕开的问题,给使用者造成很大的不便。随着生活节奏的加快,便利快捷的生活方式是人们的首选。当人们选用该类包装时,应当无需额外的开启工具,能直接揭开。
  4.必须具备多次可重复压封的功能
  包装好内容物的产品在开启后,仍能具有较好的密合性,以有效保护好内容物的卫生和安全。

三、具有可重复压封作用的食品包装盖膜材料功能的实现途径

  根据以上功能要求,决定从以下几项关键技术进行解决:
  1、开发独特的产品结构,提高成品膜的阻隔性能及复合牢度
  当前经济环境下,各企业厂家对原物料成本的下压,客观上导致了复合材料生产厂家不断压低复合材料的生产成本,因此保持包装性能并降低生产成本是本项产品的关键之一。
  该产品采用:12PET/7AL/12EAA/6PE/50SPE
  (1)外层:采用(PET)双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,保证了包装材料在高速自动包装过程中的尺寸稳定性、印刷装潢效果、提升了产品的综合性能和产品档次。其特性也能较好地保证在高温烫条热合时,油墨的附着力与耐热后变色性能。
  (2)阻隔层:铝箔。选用铝箔是由于其具有极高的阻隔性能和遮光性能,可以起到良好的阻湿阻氧及遮光效果,具有很好的保香性,可以很好地保护内容物。
  (3)EAA层:乙烯丙烯酸共聚物(EAA)是一种具有热塑性和极高热粘接性的聚合物,由于羧基团的存在以及氢键的作用,聚合物的结晶性被抑制,主链成形性被破坏,因此确保了EAA的韧性良好。可以很好地保护阻隔层AL(铝箔)发生的断裂及针孔现象。其特点为:精确的分子设计及高精准的共聚单体含量,可在铝箔上提供优异粘合力,从而大大优化材质结构,保证阻隔性的完整。EAA能够与AL形成化学功能键,使层间复合强度不会衰退,并保证AL不会断裂。可在较低的温度下挤出,从而避免了加工温度高带来的成本增加。
  (4)双峰聚乙烯PE:具有良好的流动性和更好的物理机械性能。由于EAA薄膜分子特性,其成型效果差。因此,再挤上一层PE(双峰聚乙烯),协同作用,保证薄膜的成型效果,改善了加工性能。可以降低EAA共挤出复合时易出现的缩紧问题,保证挤出的厚薄均匀度,从而保证成品在包装机上的设备适应性。同时它还具有良好的热粘性能与热封性能,在与内层PE薄膜共挤后粘合强度增强。
  (5)SPE:独特的PE薄膜配方,使得其具有良好的抗污染性能和热粘性能,即使在封口部位粘有内容物残渣的时候,仍能保持优异的封口效果;在与PS或PP杯粘合后有较好的热封性能;能控制稳定的摩擦系数,保证高速包装的正常运行。将盖膜从PP或PS杯上揭开后,PE层中的中间层波士胶能起良好的再次封合作用。

  2、优化加工工艺,使操作简单易行,降低成本

  传统的生产工艺,是采用干式复合和沙林作为最内层的封口材料,不仅生产工艺繁琐,而且成本较高。因为沙林本身的粘性和酸性,在加工前后都必须要全面清机,才能保证其正常的加工性能。沙林本身价格较高,而且在加工过程中费时费力,对操作人员要求很高,增加了成本。而在本项产品中,我们将PET与AL进行干复,然后采用双模头共挤出技术,将EAA和PE(双峰聚乙烯)均匀地挤在中间,使得PET/AL与PE薄膜紧密地粘合在一起。此种结构生产工艺,仅用一道挤出复合工艺,就可以形成成品膜。不仅减少了原来多道干复的生产工序,降低了生产成本,提高生产速度,而且保证了良好的包装效果。由于没有使用胶粘剂,包装内容物的成分不会影响薄膜的剥离性能,能较好地保证食品包装的安全性、可靠性。生产工艺示意图1所示。

图1  双模头挤出复合工艺流程图

  3、研制独特的内层膜配方,使其在保证良好热封效果的前提下,提供良好的可重复压封功能
从可重复压封性、热封性和安全卫生性考虑,使其具有可重复压封的效果,我们将选用更薄的粘结层材料、具有更优异的热封性能的内层热封材料。
  (1)A层:LDPE与LLDPE混合使用,一方面可以降低生产成本,保持PE薄膜在热切时的挺度,另一方面,其与PE(双峰聚乙烯)之间有良好的结合力。
  (2)将波士胶作为中间层。波士胶具有较好的流动性和内粘力,通过多次开启试验数据对比,我们选用MX615型波士胶。该胶第一次开启时达6.0N/15mm以上的粘合力,在反复压封、开启十次之后,仍有约2N/15MM左右的粘合力,具有极好的可重复压封功能。
  (3)因为热封时粘合的为PP杯或PS杯材,所以PE必须具有良好的抗污染性能和热粘性能,因此PE薄膜的最内层应该选用密度较低的EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)。EVA具有粘合力好、透明性好、伸长率及强韧性优良等特点,是由乙烯、乙酸乙烯酯两种单体共聚制得的。它是在聚乙烯主链上无规则地含有乙酸乙烯酯基的线性热塑性树脂,其性能及结晶度与其中乙酸乙烯酯(VA)的含量有关。含乙酸乙烯酯(VA)越多,共聚物的结晶度越小,产品弹性、柔韧性、耐低温性及热封性都逐渐提高。经多次试验,总厚为50μm的PE薄膜,将EVA作为与PP(PS)杯直接接触的热封层厚度定为10μm时,即能起到良好的封口效果。
  (4)必须控制稳定的摩擦系数,保证高速包装的正常运行。多通道自动包装机对摩擦系数要求较高,如果膜本身的摩擦系数较大,则放卷时易粘在一起,所以要控制较低的摩擦系数。由于EVA极性大,易吸附爽滑剂,使其发生迁移现象,因此我们将爽滑剂的量从普通常用的1500PPM调高至2500PPM,同时配合一些开口剂,配合爽滑剂析出。
  (5)可重复封合、开启示意图2和3如下:

 
图2  封合状态

 
图2 开启状态及可重复粘合原理

四、产品特点及应用领域

  1、产品特点
  (1)保香性、阻湿性、气体阻隔性好;
  (2)适应高速包装;
  (3)加工方便,转产迅速,能适应大小订单的生产。
  (4)价格便宜,具更高的性价比;
  (5)独特的内层结构设计,且具有重复开启并封合的功能,可以较好地保护剩余的内容物。
  2、应用领域
  产品安全性好、阻隔性能高、可重复封合效果好,不分层不泄露、能有效保护包装内容物,可广泛用于饼干、果酱、薯片(条)、方便食品、膨化食品、休闲食品等的包装,适应现代紧张快速的生活节奏,可减少二次包装的使用。在实际包装过程中,能有效保证包装成品率,膜料浪费少,能有效提高生产效率,降低成本。

五、结语

  具有可重复压封作用的食品包装盖膜材料的研发与生产,解决了没有一次性食用完的产品携带不便、产品无法保存等弊端。目前它作为国际上最先进的包装方式,产品便于携带、使用方便,可重复开启并封合,能较好保护内装物,为快节奏的生活方式提供了便利。近几年来,随着经济的不断发展,此类可重复压封的封口盖膜材料作为一种全新的包装方式,正被应用到更多的领域,发展势头十分强劲。
 

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