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干式復(fù)合奶粉包裝膜加工的關(guān)鍵問題

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-09-18
   一、 前言

    近年來,隨著人民生活水平的日益提高及世界著名食品公司不斷進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),我國(guó)奶制品行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展勢(shì)頭,其中高質(zhì)量、高營(yíng)養(yǎng)的奶粉消耗量與日俱增。與此相適應(yīng),有著替代鐵罐趨勢(shì)的干式復(fù)合奶粉軟塑包裝逐漸擁有越來越高的市場(chǎng)占有率。本文針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)奶粉軟塑復(fù)合包裝的幾個(gè)常見的問題進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和分析。

    二、 工藝路線

    (一)材質(zhì)設(shè)計(jì):PET12 μm//AL7μm//PE70 μm
    在本結(jié)構(gòu)中,PET屬于受力層,具有較高的拉伸強(qiáng)度,同時(shí)其優(yōu)良的透明性可以充分展現(xiàn)印刷的精美。AL箔則是光、氧氣和水的阻隔層,對(duì)于奶粉的保質(zhì)保香起著關(guān)鍵作用。內(nèi)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(fù)合(一遍復(fù)合)→與PE膜復(fù)合(二遍復(fù)合)→熟化→分切→出廠

    三、 幾個(gè)關(guān)鍵問題

    (一)PE膜的選擇高速自動(dòng)包裝機(jī)的普遍使用,對(duì)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(shù)(C.O.F)。采用三層共擠技術(shù),對(duì)不同擠出層進(jìn)行不同的設(shè)計(jì),可達(dá)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(shè)計(jì)如下配比:

    需要特別指出的是,茂金屬聚乙烯(mPE)經(jīng)過近10年的生產(chǎn)應(yīng)用和EXXON、DOW等公司的研究與開發(fā),得到了巨大發(fā)展。茂金屬聚乙烯(mPE)相對(duì)分子質(zhì)量分布比較窄,其重均相對(duì)分子質(zhì)量(MW)和數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量(M S)之比為2,遠(yuǎn)低于一般PE的3-5,有著優(yōu)異的低溫?zé)岱庑阅芎洼^高的熱封強(qiáng)度。DOW公司還利用INSITE技術(shù)在mPE中引入了長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu),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(yīng)用,上表中的PE設(shè)計(jì)即可滿足用戶的要求。

    (二)復(fù)合強(qiáng)度在PET12μm//AL7μm//PE70μm結(jié)構(gòu)中,各層的剝離力大小直接影響著復(fù)合膜的封口強(qiáng)度,如前所述,采用上述PE膜后,只要保證PE膜的電暈強(qiáng)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(fù)合強(qiáng)度沒有問題。但PET與AL之間的復(fù)合強(qiáng)度是個(gè)薄弱環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)證明,在正常工藝條件下,如果PET電暈強(qiáng)度只有45dyn/cm,則油墨層會(huì)轉(zhuǎn)移至AL面,剝離力極低。為此,提高PET電暈強(qiáng)度至50dyn/cm,就可避免出現(xiàn)油墨風(fēng)象,測(cè)試結(jié)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(tuán)-NCO 會(huì)與-OH、-OOOH、-NH2、-RNH 等基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),從而影響粘合劑固化效果。所以,必須嚴(yán)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(tuán)的物質(zhì)的不良影響。

 
    (三)異味

    奶粉產(chǎn)品對(duì)包裝材料的異味是非常敏感的,嚴(yán)重的外來氣味會(huì)使奶粉的風(fēng)味發(fā)生改變,甚至危害消費(fèi)者的健康。復(fù)合膜異味主要有兩個(gè)來源:一是殘留溶劑,一是PE樹脂。下面分別對(duì)這兩個(gè)問題進(jìn)行闡述。

    1?殘留溶劑的控制

    殘留溶劑來自印刷和復(fù)合兩個(gè)工序。目前,凹版印刷基本上使用苯類油墨,溶劑為甲苯、乙酯和丁酮。我們?cè)趯?shí)踐中,從以下幾個(gè)方面控制,效果較好。1)由于丁酮?dú)馕遁^重,可要求油墨供應(yīng)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)車間安置空調(diào),控制環(huán)境溫度在20-30℃之間,基本上不再需要加入這類溶劑。3)合理設(shè)置干燥箱溫度和排風(fēng)量。層次版設(shè)定在55-60℃,大面積滿版印刷設(shè)定在70-85℃。進(jìn)風(fēng)壓和排風(fēng)壓并非越大越好(過大會(huì)引起墨層劃傷或斷膜),而是要使兩者達(dá)到平衡。一般進(jìn)風(fēng)壓和排風(fēng)壓設(shè)在80-90mmHg.4)由于滿版油墨常在最后一個(gè)機(jī)組印刷,較前面層次版經(jīng)過的干燥箱次數(shù)少,所以在許可的條件下,再空跑1-2個(gè)機(jī)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(yīng)控制在3mg/m2以下,其中甲苯要低于2mg/m2。

    復(fù)合工序一般采用雙組分聚氨酯膠粘劑,溶劑為乙酯。殘留溶劑控制的方法為:1)在滿足要求的情況下,通過對(duì)比試驗(yàn),選擇對(duì)乙酯溶劑釋放性好的膠粘劑,然后確定供應(yīng)商。這一點(diǎn)常常被忽視,應(yīng)引起印刷廠家的注意。2)控制上膠量。在復(fù)合強(qiáng)度及表現(xiàn)符合要求的前提下,應(yīng)減少上膠量。與增加乙酯來稀釋膠粘劑相比,選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)線輥調(diào)節(jié)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(shè)置60、70、80三段梯度,漸進(jìn)式提高。第一段溫度過高,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程,也是在一定程度上降低殘留溶劑的過程。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(yùn)輸與貯存過程中得以不斷地釋放。

    2?PE樹脂異味

    樹脂異味的控制主要從兩個(gè)方面考慮。一是加工溫度。溫度過高會(huì)使樹脂氧化,產(chǎn)生異味,一般來講,吹塑PE膜異味要比擠出流延膜的異味低得多。二是樹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,尋求樹脂供應(yīng)商的支持和建議必要的。

    四、 產(chǎn)品主要指標(biāo) 

     通過前述幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的控制,包材質(zhì)量完全附合用戶的要求,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

 
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