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干式復合奶粉包裝膜加工的關(guān)鍵問(wèn)題

【摘要】本文對干式復合奶粉包裝膜工藝中的PE膜選擇、復合強度和異味控制等問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹和分析。

關(guān)鍵詞：包裝膜 三層共擠 復合強度 異味

一、前言 

近 年來(lái)，隨著(zhù)人民生活水平的日益提高及世界著(zhù)名食品公司不斷進(jìn)入中國市場(chǎng)，我國奶制品行業(yè)呈現出蓬勃的發(fā)展勢頭，其中高質(zhì)量、高營(yíng)養的奶粉消耗量與日俱增。 與此相適應，有著(zhù)替代鐵罐趨勢的干式復合奶粉軟塑包裝逐漸擁有越來(lái)越高的市場(chǎng)占有率。本文針對當前市場(chǎng)奶粉軟塑復合包裝的幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和分 析。

二、工藝路線(xiàn)

(一)材質(zhì)設計：PET12μm//AL7μm //PE70μm。

在本結構中，PET屬于受力層，具有較高的拉伸強度，同時(shí)其優(yōu)良的透明性可以充分展現印刷的精美。AL箔則是光、氧氣和水的阻隔層，對于奶粉的保質(zhì)保香起著(zhù)關(guān)鍵作用。內層PE膜屬熱封層和與奶粉直接接觸的材料。

(二)工藝流程：PET印刷——與AL光亮面復合(一遍復合) ——與PE膜復合(二遍復合)——熟化——分切——出廠(chǎng)

三、幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

(一)PE膜的選擇

高速自動(dòng)包裝機的普遍使用，對奶粉包裝膜提出了更高的要求，尤其是PE膜的熱封性能、耐污染性能和摩擦系數(C.O.F)。采用三層共擠技術(shù)，對不同擠出層進(jìn)行不同的設計，可達到既保證產(chǎn)品的性能要求，又可有效地控制成本的目的?？稍O計如下配比：

需要特別指出的是，茂金屬聚乙烯(mPE)經(jīng)過(guò)近10年的生產(chǎn)應用和EXXON、DOW等公司的研究與開(kāi)發(fā)，得到了巨大發(fā)展。茂金屬聚乙烯(mPE)相對分子質(zhì)量分布比較窄，其重均相對分子質(zhì)量(MW)和數均相對分子質(zhì)量(MS)之比為2，遠低于一般PE的3-5，有著(zhù)優(yōu)異的低溫熱封性能和較高的熱封強度。DOW公司還利用INSTTE技術(shù)在mPE中引入了長(cháng)支鏈結構，較大改善了加工性能，從而使其在高檔軟塑包裝產(chǎn)品中得到了廣泛應用，上表中的PE設計即可滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。

(二)復合強度

在PET12μm//AL7μm//PE70μm結構中，各層的剝離力大小直接影響著(zhù)復合膜的封口強度，如前所述，采用上述PE膜后，只要保證PE膜的電暈強度在38-40dyn/cm之間，上膠量在2.5-3.5g/m2，熟化溫度45-50℃，熟化時(shí)間48小時(shí)，就可保證AL層與PE之間的復合強度沒(méi)有問(wèn)題。但PET與AL之間的復合強度是個(gè)薄弱環(huán)節，實(shí)驗證明，在正常工藝條件下，如果PET電暈強度只有45dyn/cm，則油墨層會(huì )轉移至AL面，剝離力極低。為此，提高PET電暈強度至50dyn/cm，就可避免出現油墨風(fēng)象，測試結果為不可剝離(PET撕裂)。另外，粘合劑層的狀態(tài)也不容忽視。粘合劑中的固化劑多為聚多異氰酸酯，其活性基團—NCO會(huì )與—OH、--OOOH、--NH2、--RNH等基團發(fā)生反應，從而影響粘合劑固化效果。所以，必須嚴格控制乙酯溶劑中的水分含量以及容器的清潔，防止含有上述活性基團的物質(zhì)的不良影響。

(三)異味

奶粉產(chǎn)品對包裝材料的異味是非常敏感的，嚴重的外來(lái)氣味會(huì )使奶粉的風(fēng)味發(fā)生改變，甚至危害消費者的健康。復合膜異味主要有兩個(gè)來(lái)源：一是殘留溶劑，一是PE樹(shù)脂。下面分別對這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1、殘留溶劑的控制

殘留溶劑來(lái)自印刷和復合兩個(gè)工序。目前，凹版印刷基本上使用苯類(lèi)油墨，溶劑為甲苯、乙酯和丁酮。我們在實(shí)踐中，從以下幾個(gè)方面控制，效果較好。

1)由于丁酮氣味較重，可要求油墨供應商禁用。

2)減少慢干溶劑的加入。環(huán)境溫度越高，溶劑揮發(fā)速度越快，為了防止堵版，常加入二甲苯、異丙醇等揮發(fā)速度較慢的溶劑。在生產(chǎn)車(chē)間安置空調，控制環(huán)境溫度在20--30℃之間，基本上不再需要加入這類(lèi)溶劑。

3)合理設置干燥箱溫度和排風(fēng)量。層次版設定在55--60℃，大面積滿(mǎn)版印刷設定在70--85℃。進(jìn)風(fēng)壓和排風(fēng)壓并非越大越好(過(guò)大會(huì )引起墨層劃傷或斷膜)，而是要使兩者達到平衡。一般進(jìn)風(fēng)壓和排風(fēng)壓設在80—90mmHg.

4)由于滿(mǎn)版油墨常在最后一個(gè)機組印刷，較前面層次版經(jīng)過(guò)的干燥箱次數少，所以在許可的條件下，再空跑1—2個(gè)機組后收卷，可最大限度地減少溶劑殘留。在印刷工序，殘留溶劑總量應控制在3mg/m2以下，其中甲苯要低于2mg/m2。

復合工序一般采用雙組份聚氨酯膠粘劑，溶劑為乙酯。殘留溶劑控制的方法為：

1)在滿(mǎn)足要求的情況下，通過(guò)對比試驗，選擇對乙酯溶劑釋放性好的膠粘劑，然后確定供應商。這一點(diǎn)常常被忽視，應引起印刷廠(chǎng)家的注意。

2)控制上膠量。在復合強度及表現符合要求的前提下，應減少上膠量。與增加乙酯來(lái)稀釋膠粘劑相比，選擇適當的網(wǎng)線(xiàn)輥調節上膠量的辦法更有效。

3)三段式干燥：干燥箱入口至出口的溫度設置60、70、80三段梯度，漸進(jìn)式提高。第一段溫度過(guò)高，會(huì )使粘合劑表層干燥成膜，從而不利于深層溶劑的釋放。

4)盡可能地提高排風(fēng)量。

5)熟化：這既是膠粘劑固化過(guò)程，也是在一定程度上降低殘留溶劑的過(guò)程。

6)包裝方式：膜卷包裝可用紙代替通常用的塑料，由于紙的透氣性非常高，會(huì )使殘留溶劑在使用之前的運輸與貯存過(guò)程中得以不斷地釋放。

2、PE樹(shù)脂異味

樹(shù)脂異味的控制主要從兩個(gè)方面考慮。一是加工溫度。溫度過(guò)高會(huì )使樹(shù)脂氧化，產(chǎn)生異味，一般來(lái)講，吹塑PE膜異味要比擠出流延膜的異味低得多。二是樹(shù)脂中的低分子物如增塑劑、爽滑劑或其它添加劑的析出。在這方面，尋求樹(shù)脂供應商的支持和建議是必要的。

四、產(chǎn)品主要指標

通過(guò)前述幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的控制，包材質(zhì)量完全符合用戶(hù)的要求，取得了較好的經(jīng)濟效益。

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