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当复合软包装热封层材料探讨

发布时间:2021-09-09 11:25:14 阅读: 来源:剪板机厂家

复合软包装热封层材料探讨

所谓复合软包装材料,就是说包装材料是由二层或二层以上的材料复合而成,其表面是装饰层,一般有印刷图案(有一定的功能,如防潮、阻氧等),中间的一般是功能层(阻气、遮光等),最里边就是本文所讨论的热封层。作为复合包装材料热封层,由于是直接与被包装物接触,而被包装物又有很多是食品,所以,首先要考虑到它的卫生性,另外也要考虑到它的透明性、耐渗透性、良好的热封性及开口性等。在设计包装时,能否达到物品包装的要求,热「转载请注明来源华夏模具」封层是复合包装的重要组成部分,绝不能掉以轻心。下面就复合包装材料热封层所用的材料作一点阐述。

一、聚乙烯薄膜

目前市场上供应的聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE,又称低压聚乙烯)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE,又称高压聚乙烯)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)。用聚乙烯做成的薄膜,其卫生性能达到食品包装的要求。线性低密度聚乙烯根据其所用原料的不同,分为四碳线性(丁烯和乙烯聚合)、六碳线性(己烯和乙烯聚合)、八碳线性(辛烯和乙烯聚合)。一般的四碳线性国内早就生济南试金机型正在升级产,而六碳线性及八碳线性多是进口的。六碳线性生产企业比较多,而八碳线性在国内销售的只有美国 DOW 化学的 DOWLEX 树脂。而用于复合热封层的聚乙烯,主要是低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯(也有些产品选用中密度和高密度聚乙烯薄膜做热封层),而且一般多采用两种聚乙烯按一定比例共混后使用。根据加工方法不同,可分为吹塑薄膜、流延薄膜及挤出涂布。复合用聚乙烯薄膜的厚度,根据被包装物的要求,选择不同的厚度,薄的可以在 20μ左右,厚的可以大于 100μ。由于生产薄膜用的树脂中有很多添加剂,特别是滑爽剂,在生产时要注意添加剂的迁移(详细内容见 2006 年 2 月 20 日《中国包装报》笔者的文章)。薄膜的加工工艺不同,对树脂要求也不同,吹塑薄膜用的树脂,其熔融指数(MI)在 1-4 左右吹塑薄膜级树脂,流延薄膜及挤出涂布用的树脂,其熔融指数(MI)在 6-10 左右的流延薄膜级及挤出涂布级树脂。对于热封强度要求高的包装材料,可选用六碳线性、八碳线性与低密度聚乙烯共混。

近几年推出的茂金属聚乙烯可以说是聚乙烯树脂的一次革命,首先是美国埃克森公司投入工业化生产。目前在国内市场上销售的有埃克森公司、DOW 化学、菲利普公司及三井化学等。由于茂金属聚乙烯可以设定分子的大小,分子量分布很窄,密度从 0.9 以下至 0.93 以上,使得用茂金属聚乙烯做成的薄膜,有很好的热粘强度、热封强度,有一定抗封口污染性能。目前茂金属聚乙烯与低密度聚乙烯共混生产的薄膜,已经在油料包、洗发液包、洗衣粉包等方面广泛运用。目前复合包装的热封层极大部分用聚乙烯做成的,如方便面、饼干、榨菜、酱菜类等。吹塑料薄膜和流延薄膜在加工过程中部要经过电火花处理,使薄膜表面张力大于 38 达因/厘米。

二、聚丙烯薄膜

目前市场上供廊的薄膜级的聚丙烯有均聚丙烯和共聚丙烯二种,均聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的,但它的热封性很差,不能作为内层热封。共聚丙烯是由丙烯和 5%~7%的乙烯共聚而成,由于乙烯的加入,使丙稀的耐寒性提高,柔软性增加,冲击强度提1、压剪实验机的选择技能高,熔点低,透明性好,适用于复合材料的内层。除乙烯外,丙稀也可和戊烯等α-烯烃共聚,生成其它类型的嵌段共聚物或三元聚合物。聚丙烯薄膜也可分为吹塑薄膜(下吹水冷法)、流延薄膜及挤出涂布。在聚丙烯薄膜中,流延聚丙烯薄膜(即 CPP 薄膜)是用得最多的一种,它主要用在耐高温蒸煮的包装、透明度要求高的包装,用 CPP 薄膜镀铝做成镀铝 CPP(VmCPP)后,用在膨化食品的包装、方便面的包装等。耐高温蒸煮的 CPP 及镀铝用 CPP 的原料和普通 CPP 用的原料不同,有特殊的要求,耐高温蒸煮除了一般的二元共聚物外,用嵌段共聚物,它的耐高温性应该是最好的;而镀铝 CPP 的原料最好是三元共聚物。这些原料及大部分是从韩国、日本、新加坡、北欧等地进口。有的企业为了节省成本,对要求不高的产品,用聚丙烯吹塑薄膜作内层也足可以的。挤出涂布在生产上也有使用,在日本较多,而我国相对较少。在生产薄膜时表而也要进行过电火花处理,最好使薄膜表面张力大于 40 达因/厘米。

三、封盖薄膜

市场上供应的果冻、冷饮、酸奶、果奶等食品大部分是用塑料杯和塑料瓶包装的,而杯子和瓶子的材料主要是以聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚苯乙烯(PS)等材料制成。药品包装也有很多是用高密度聚乙烯(HDPE)、聚酯(PET)做成的瓶子的。而杯子和瓶子上面都以薄膜加以密封。有的要求可以揭开,而有的不用揭开。不用揭开的热封层一般都用在牛奶、果奶等包装上,杯体或瓶体基本上是以高密度聚乙烯(HDPE)树脂为原料做成的。内层材料只要用与杯体(瓶体)相同的材料做成即可。一方面要有较好的密封强度,另一方而又要有可揭性能,对于这种比较特殊的要求,热封层的选择是很重要的。目前,同时具备两种功能的材料是改性的 EVA。EVA-乙烯-醋酸乙烯共聚物,它与聚丙烯、聚苯乙烯等具有良好的粘结性,但它与聚丙烯、聚苯乙烯分子结构不同,在热封粘结时,两种树脂不能完全扩散、渗透、熔融在一起。只能形成有明显界面的粘结力。所以选用改性 EVA 作为封盖薄膜的热封层,既有足够的热封强度,又有易揭的可剥离性。目前,EVA 改性树脂国内尚无生产,在国内市场上主要有日本洋油墨株式会社、大日本油墨株式会社、美国杜邦公司等。

四、特殊的热封材料

在一些特殊场合的包装中,如咖啡的包装、肉类的包装、贴体包装等,会用到一些特殊的热封材料,如离子型聚合物、EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯)、EMAA(乙烯-甲基丙烯酸)等。这些特殊材料都需要从欧美、日本等发达国家进口,原来在国内比较少用。但是,随着我国国民经济的快速发展,对包装材料的要求也越来越高。这些特殊的热封材料的运用也越来越广泛。象美国杜邦公司的“沙林、牢靠、拜牢树脂”,DOW 氏化学的“百马树脂”等,都属于此类材料。

五、共挤薄膜

随着包装工业的发展,市场竞争的激烈,单层薄膜的较多缺点逐步显现,制约了树脂的推广应用。利用共挤吹膜或共挤流延工艺生产共挤薄膜,具有以下优点:

1.降低生产成本:如为了改善薄膜的热封性能,现在有好多厂家用 LDPE 和 mLLDPE 共混来生产薄膜。用单层设备生产,每吨材料成本要上升 800 元左右;用多层共挤设备生产,每吨材料成本要上升要小于 300 元。

2.改善热封层的性能:(1)阻隔性能,在生产共挤薄膜时,选用 NY 及 EVOH 等高阻隔材料,可大幅提高薄膜对气体的阻隔性能。(2)热封性能,选用合适的 mLLDPE,可以改善薄膜的热封强度、热粘强度、起封温度及热封温度的范围。(3)物理性能,选用合适的树脂,可改善薄膜的拉伸强度、撕裂强度、抗冲击强度及断裂伸长率。另外,根据客户不同的要求,选择不同的树脂和不同牌号的树脂,用于改善薄膜的挺度、光学性能、表面摩擦系数等。总之,由于共挤薄膜优良的性能和合理的价格,得到了较快的发展。目前,共挤薄膜从二层,三层发展到五层、七层、九层甚至更多。

在我国,复合薄膜内层材料从最初单层 LDPE 膜,经过 20 多年的发展,各种性能的共挤已经得到广泛的使用。随着世界科学技术的发展,新材料的不断推出,生产工艺及生产设备的不断完善,复合膜热封层也将会进一步发展。

作者:方震宇

信息来源:中国包装报

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