? ? ? ??所謂複合軟包裝材料,就是說包裝材料是由二層或二層以上的材料複合而成,其表面是裝飾(shì)層,一般(bān)有印刷圖案(有一定的(de)功能(néng),如防潮(cháo)、阻氧等),中間的一般是功能層(阻氣、遮光等),最裡邊就是本文所讨論的熱封層(céng)。作(zuò)為複合包裝材料熱封層,由于是直接與被包裝物接觸,而(ér)被包裝(zhuāng)物又有很多是食品,所以,首先要考慮到(dào)它的衛生性,另外也要考慮到它的(de)透明性(xìng)、耐滲透性(xìng)、良好的熱封性(xìng)及開(kāi)口性等。在設計包裝時,能否達(dá)到物品包裝的要求(qiú),熱封層是複合包(bāo)裝的重要組成部分,絕(jué)不能掉以輕心。下面就(jiù)複合包裝材料熱封(fēng)層所用的材料作一點闡述。
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一、聚乙烯薄膜
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目前(qián)市場上供(gòng)應的聚乙(yǐ)烯(xī)有高密度聚乙烯(xī)(HDPE,又稱低壓聚乙烯)、中密度(dù)聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE,又稱高壓聚乙烯)、線性低密度聚(jù)乙烯(LLDPE)。用聚乙(yǐ)烯做成的薄膜(mó),其(qí)衛生性(xìng)能達到(dào)食品包裝的要求。線性低密度聚乙烯根據其所用原料(liào)的不同,分為四碳線(xiàn)性(丁烯和乙烯聚合(hé))、六碳線性(己烯和乙烯聚合)、八(bā)碳線性(辛(xīn)烯和乙烯(xī)聚合)。一般的四碳線性國内早就(jiù)生産,而六碳線性及八碳線性多是進口的。六碳(tàn)線性生産企業比較多,而(ér)八碳線性(xìng)在(zài)國内銷售的隻有美國?DOW?化學的?DOWLEX?樹脂。而用于複合熱封層(céng)的聚乙烯,主要是(shì)低密度聚(jù)乙烯及(jí)線(xiàn)性低密度聚乙烯(也有些産品選(xuǎn)用中密度和高密度聚乙烯(xī)薄膜做熱封層),而且(qiě)一般(bān)多(duō)采用兩(liǎng)種聚(jù)乙烯按一定比例共混後使用。根據加工方法(fǎ)不同,可分(fèn)為吹塑薄膜、流(liú)延(yán)薄膜及(jí)擠出塗布(bù)。複合用聚乙烯薄(báo)膜的(de)厚度,根據被包裝物的要求,選擇不同的厚度,薄的可以(yǐ)在20μ左右,厚(hòu)的可以大于(yú)100μ。由于(yú)生産薄膜用的樹脂中有很多添加(jiā)劑,特别是(shì)滑爽(shuǎng)劑,在生産時(shí)要(yào)注意(yì)添加劑的(de)遷移(yí)。薄膜的加工工藝不(bú)同,對樹脂要求也不(bú)同,吹塑薄膜用的樹脂,其熔(róng)融指(zhǐ)數(MI)在1-4左右吹塑薄膜級樹脂,流延薄膜及擠(jǐ)出塗布用的樹脂,其熔融指數(MI)在6-10左右的流延薄膜級及擠出塗(tú)布(bù)級樹脂。對于熱封強度(dù)要求高的包(bāo)裝材料,可選用六碳線性、八碳線性與低密度(dù)聚乙(yǐ)烯共(gòng)混。
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近幾年(nián)推出的茂(mào)金屬聚乙烯可以說是聚(jù)乙烯(xī)樹脂的一次革命,首先是美國埃克森公司投入工業化生(shēng)産。目前在國内市場上銷售(shòu)的有埃克森公司、DOW?化學、菲利普公司及三井化學等。由于(yú)茂金屬聚乙烯可以(yǐ)設定分子的大小,分(fèn)子量分布很窄,密度從0.9以下至0.93以上,使得用茂金屬聚乙烯做成的薄膜,有很好的(de)熱粘強度、熱封強度(dù),有一定(dìng)抗封口(kǒu)污染性能。目前茂金屬聚(jù)乙烯與低密度聚乙烯共混生産的薄膜,已經在油(yóu)料包、洗發液包、洗(xǐ)衣粉包(bāo)等方(fāng)面廣泛運用。目前複合包裝的(de)熱封層極大部分用聚(jù)乙烯做成的,如(rú)方(fāng)便面、餅幹、榨菜、醬(jiàng)菜類等。吹塑料薄膜和流延薄膜在加工過程中部要(yào)經過(guò)電火花(huā)處理,使薄膜表面張力大于38達因/厘米。
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二、聚(jù)丙烯薄膜
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目前市場上(shàng)供廊的薄膜級的聚丙烯有均聚丙烯和共聚丙烯二(èr)種,均聚丙烯是由丙烯單(dān)體聚(jù)合而成的,但它的熱(rè)封性很差,不能作為内層熱封。共聚丙烯(xī)是由丙烯和(hé)?5%~7%的乙烯共聚而成,由于乙烯的加入,使丙稀的耐(nài)寒性提(tí)高,柔軟性增加,沖擊強度提高,熔(róng)點低,透明性好,适(shì)用于複合材料的(de)内層。除乙烯外(wài),丙稀也可和戊(wù)烯等α-烯烴共聚,生成其它類型的嵌(qiàn)段共聚物或三元聚(jù)合物。聚丙烯薄膜也可分為吹塑薄膜(下吹水冷法)、流延薄膜及擠出(chū)塗布。在聚丙(bǐng)烯薄膜中,流延聚丙烯薄膜(即?CPP?薄膜)是用(yòng)得最多的一種,它主要用在耐高溫蒸煮的包裝、透明度要求高的包裝,用?CPP?薄膜鍍(dù)鋁做(zuò)成(chéng)鍍鋁?CPP(VmCPP)後,用在膨化食品的包裝、方(fāng)便面的包裝等(děng)。耐高(gāo)溫蒸煮的?CPP?及鍍(dù)鋁用?CPP?的原料和普通?CPP?用的原料不同,有特(tè)殊的(de)要求,耐高(gāo)溫蒸煮除了一般的二元共聚物外,用嵌段共聚物,它的耐高(gāo)溫性應該(gāi)是最好的;而鍍鋁(lǚ)?CPP?的原料最好是三元共聚物。這些(xiē)原料(liào)及大部分是從(cóng)韓國、日(rì)本(běn)、新加坡、北歐等地進口。有的企業為了節(jiē)省成本,對要求不高的産品,用聚丙烯吹塑薄膜作内層也足(zú)可以的。擠出(chū)塗布在生産上也有(yǒu)使用,在(zài)日本較多,而我國相(xiàng)對較少。在(zài)生産薄膜時表而也要進行過(guò)電火花處理,最好使(shǐ)薄膜表面張力(lì)大于?40?達因/厘米。
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三、封蓋薄膜
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市場上供應的果凍、冷飲(yǐn)、酸奶、果奶等(děng)食品大部分是用塑(sù)料(liào)杯和塑料瓶(píng)包裝的,而杯子和瓶子的材料主要是以(yǐ)聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚苯乙烯(PS)等(děng)材料制成。藥品包裝也有很多是用高密度聚乙烯(HDPE)、聚酯(PET)做成的瓶子的(de)。而杯子和瓶子(zǐ)上(shàng)面都以薄膜加以密封。有的要求可以揭開(kāi),而有的不(bú)用揭開。不(bú)用揭開的熱封層一般都(dōu)用在牛奶、果奶等包裝上,杯體或瓶(píng)體基本上是以高密度聚乙烯(xī)(HDPE)樹(shù)脂為原料做成的。内層材料隻要用與杯體(瓶體)相同的材料做成即可。一方面要有較好的密封強度,另一方而又要有可揭性能,對于這種比較特殊(shū)的要求,熱(rè)封層的選擇是很重要的。目前,同時具備兩(liǎng)種功能的材(cái)料是改性的EVA。EVA-乙烯-醋酸乙烯共聚(jù)物(wù),它與聚丙烯、聚苯乙烯等具有良好(hǎo)的粘結性,但它與聚丙烯(xī)、聚(jù)苯乙烯分子結構不同,在熱封粘結時,兩種樹脂(zhī)不能完全擴(kuò)散、滲透、熔融在一(yī)起。隻能形成有明顯(xiǎn)界面的粘結力(lì)。所以選用改性EVA作為封蓋(gài)薄膜的熱(rè)封層,既有足夠的熱(rè)封強度,又有易揭的可剝離性。目前,EVA?改性樹脂國内尚(shàng)無生産,在國内(nèi)市場上主要有日本洋油墨株式會社(shè)、大(dà)日本油墨株式會社、美國杜邦公司等。
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四、特(tè)殊的熱封材(cái)料
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在一些特殊場合的包裝(zhuāng)中,如咖啡的包裝、肉類的包裝、貼體包裝(zhuāng)等,會用到一些特殊的熱(rè)封材料(liào),如離子(zǐ)型(xíng)聚合物、EAA(乙烯-丙烯(xī)酸共(gòng)聚物)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯)、EMAA(乙烯-甲基丙烯酸)等。這些特殊材(cái)料(liào)都(dōu)需要從歐美、日本等發達國家進口(kǒu),原來在國(guó)内比較少(shǎo)用。但是,随(suí)着我國國民經濟的快速發展,對包裝材料的要求也越來越高。這些特殊的熱封材料(liào)的運用也越來(lái)越廣泛。象美國杜邦公司的(de)“沙林、牢靠(kào)、拜牢樹脂”,DOW?氏化學的“百(bǎi)馬樹脂”等,都(dōu)屬于此(cǐ)類材料。
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五、共擠薄膜
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随着包裝(zhuāng)工業的發展,市場競争的激烈(liè),單層薄膜(mó)的較多缺點逐步顯(xiǎn)現,制約了樹脂的推廣(guǎng)應用。利用共擠吹膜或共擠流延工藝(yì)生産共擠薄膜,具(jù)有以下優點:
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1、降低生産成本:如為了改善薄膜的熱封(fēng)性能,現在有好多(duō)廠家用LDPE和(hé)LLDPE共混來生産薄膜。用單(dān)層設備生産,每噸材(cái)料成本要上800元(yuán)左右(yòu);用多層共擠設備生産,每噸材料成本要(yào)上升要小(xiǎo)于300元。
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2、改善熱封層的性能:(1)阻(zǔ)隔性能,在生産共擠薄(báo)膜(mó)時,選(xuǎn)用NY及EVOH等高阻隔材料,可大幅提高(gāo)薄膜對氣體的(de)阻隔性能。(2)熱封性能,選用合适的mLLDPE,可(kě)以改善薄膜的熱封強度、熱粘(zhān)強度、起封(fēng)溫度及(jí)熱(rè)封(fēng)溫度的範(fàn)圍。(3)物理(lǐ)性能,選用合适(shì)的樹脂,可改善薄膜的(de)拉(lā)伸強度、撕裂強度、抗沖擊(jī)強度及斷裂伸長率。另外,根據客戶不同(tóng)的要求,選擇不同的樹(shù)脂和不同牌号的樹脂(zhī),用于改善(shàn)薄膜的挺度、光學性(xìng)能、表面摩擦系數等。總之,由于(yú)共擠薄膜優良的性能和合理的價格,得到了較快的發展。目前,共擠薄(báo)膜從二層,三層發展到五層、七層(céng)、九層甚至更多。
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在我(wǒ)國,複合薄膜内層(céng)材料從最初單層(céng)LDPE膜,經過20多年的發展,各種性能的共擠已經得到廣泛的使用。随着世(shì)界科學技術的發展,新材料的不斷推出,生産工藝及生産設備的不斷完善(shàn),複合膜熱封層(céng)也将會進一步發展。