应用在食品行业中的冷封胶薄膜 - 郭新华

包装工程??PACKAGINGENGINEERINGVo.l27No.52006.10

应用在食品行业中的冷封胶薄膜

郭新华

(暨南大学,珠海519070)

摘要:概述了冷封胶薄膜的结构种类、制备工艺以及优点,接着陈述了冷封薄膜在软包装中的应用以及局限性,指出了实际生产中遇到的问题并对问题进行分析,提出改进方法。最后探讨了冷封薄膜未来的发展方向。

关键词:冷封胶;薄膜结构;制备工艺;优点;实际应用;局限性;发展趋势

中图分类号:TS206.4??文献标识码:A??文章编号:1001-3563(2006)05-0034-02

ColdSealingAdhesiveFilmAppliedinFoodstuffIndustry

GUOXin??hua

(PackagingEngineeringInstituteofJinanUniversity,Zhuhai519070,China)

Abstract:Thestructuretype,thepreparation,andtheadvantagesofcoldsealingadhesivefilmwerein??troduced.Theapplicationsandlimitationwerediscussed.Thentheproblemswerefoundintheflexiblepack??agingapplications.Improvementswereputforward.Thefuturetrendswerediscussed.

Keywords:coldsealingadhesive;filmstructure;preparationtechniques;advantage;application;limi??tation;developingtrend

????冷封胶是一种包装用胶。当表面涂布了冷封胶的薄膜材料之间进行封合时,不需要加热或者低温加热就能迅速实现封合,这种技术称为冷封包装技术。采用冷封胶涂布包装材料的包装过程是在??冷??的状态下进行,而热封薄膜需要在加热的状态下进行封合,所谓的\冷\是相对于热封而言的,实际还是常温封合。涂布冷封胶薄膜的封合温度一般低于40??(热封一般高于80??),在机械刀辊的压力下,基材表面的冷封胶与冷封胶封合在一起,完全能够达到大部分被包物所需的密封环境。20世纪70年代冷封技术最早出现于英国,主要应用于软包装行业。受自粘式信封的启发,最初在巧克力生产企业中进行应用[1]。现在应用范围明显扩大,适用于热敏性产品的包装和卫生要求高的医药用品包装。

BOPP(双向拉伸聚丙烯),VMBOPP(真空镀铝双向拉伸聚丙烯),PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称聚酯),VMPET(真空镀铝聚酯),CPP(流延聚丙烯),VMCPP(真空镀铝流延聚丙烯)。

2)涂布冷封胶得到的包装薄膜。(1)常用的表印冷封包装薄膜:

离层剂/ink(油墨)/pearlBOPP/冷封胶(离层剂:保护印刷色彩,防止冷封胶??反粘??在基材表面的一种化学物质;在塑料粒子中掺入珠光颜料而生产出来的含有乳白色珍珠样光泽的光滑性双向拉伸热定型BOPP薄膜,称为??珠光膜??[2];离层剂/ink/VMBOPP/冷封胶;离层剂/ink/VMPET/adh.(粘合剂)/pearlBOPP/冷封胶;离层剂/ink/VMPET/adh./BOPP/冷封胶。

(2)常见的里印冷封包装薄膜:

透明的BOPP/ink/adh./PET/冷封胶;透明的BOPP/ink/adh./CPP/冷封胶;透明的BOPP/ink/adh./VMCPP/冷封胶。

3)表印和里印结构(见图1)。两种结构的区别:

1.1??薄膜材料的种类

把冷封胶按照预先设计的涂布方案均匀地涂在基材非印刷层的一面得到的薄膜,我们称之为冷封包装薄膜。\基材\即印刷上的承印物,是指能接受印刷油墨或者吸附色料并呈现图文的各种物质。

1)常见的基材(未进行印刷及涂胶工艺之前的薄膜材料)主要有:

收稿日期:2006??06??16

作者简介:郭新华(1978-),女,山东烟台人,暨南大学助教,主要研究方向为食品包装。

表印结构需要涂布离层剂,里印结构中材料的复合用到了粘合剂。里印结构中,两层基材借助粘合剂进行复合后,可以保护印刷色彩,即材料的印刷层被透明的BOPP材料包裹在里面,所以不需要另外涂布离层剂来保护印刷层。在实际生产中,表印结构应用比较多。承印材料一般用镀铝薄膜,价格偏高。

1.2??薄膜的两种制备工艺

1)表印工艺。经检验合格的基材→上印刷机之前的表面

1??冷封胶塑料薄膜

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郭新华??应用在食品行业中的冷封胶薄膜

方涂布冷封胶,大大减少了材料浪费,见图2。

图1??冷封膜结构示意

Fig.1Printedcoldsealingfilms

处理→上印刷机→一个墨辊印刷一种颜色→进入下一个墨辊进行套印→印完所需要的各个颜色→涂布离层剂(俗称冷封光油)→在印刷层的反面涂布冷封胶→薄膜分切→成品检验合格→包装成箱→出厂。

2)里印工艺。经检验合格的单层基材→上印刷机之前的表面处理→上印刷机→一个墨辊印刷一种颜色→进入下一个墨辊进行套印→印完所需要的各个颜色→具有印刷图案的单层基材→借助粘合剂的作用与另一单层基材进行复合→在基材的反面涂布冷封胶→薄膜分切→成品检验合格→包装成箱→出厂。

3)印刷原料和设备。

(1)离层剂。是一种无色透明的液体,主要成分为PU(聚氨酯),其中连接料占35%,溶剂占3~10%,添加剂占60~70%,离层剂对低温十分敏感,应储存在12??以上的环境中[3]。

(2)冷封胶。冷封胶是含有天然橡胶水、高分子聚丙烯共聚物,以及少量润湿剂、防腐剂、稳定剂、消泡剂、乳化剂的水质性乳胶。冷封胶中的橡胶成分是提供冷封胶之间的粘结力,而高分子聚合物是提供冷封胶和所涂布基材之间的结合力。

(3)冷封薄膜。每一层材料均无异味,具有良好的印刷适性,无残留溶剂。冷封薄膜的印刷和冷封胶的涂布是在凹版印刷机上进行。

1.3??冷封胶薄膜的优点

1)冷封胶薄膜低异味、无污染,可直接与食品接触,符合食品包装的法规要求。冷封胶的主要成分是天然橡胶和水,依靠压力进行封合,故无异味和污染。而热封材料的热封层(塑料物质)在高温作用下热封层熔化后粘合在一起,此过程中可能产生异味和有害物质。

2)生产效率提高。冷封包装的封合速度可达到热封包装的5~6倍。复合薄膜在进行热封的时候,需要控制好热封温度、热封时间、热封压力这3个工艺参数才能得到满意的封口强度,而冷封胶包装只需要调整封合压力即可。节省了热传递的时间,加快了生产速度。

3)不需要加热,减少了能源损耗,降低包装设备的维护成本,并且设备的操作更加安全。

4)与热封材料相比,节省了热封层,仅仅在需要封合的地

1)生产中出现了冷封包装薄膜表面刮花、破损的现象,分析可能是以下原因导致上述缺陷产生:

(1)基材存储时间过长,导致镀铝材料局部被氧化,发生锈蚀,被锈蚀部分出现??露光??现象。

(2)局部材料的表面张力偏低(即表面张力未达到要求值),例如VMOPP30薄膜局部出现表面张力偏低的情况时,降低了印刷油墨和基材之间的附着力,受到较强外力((齿形刀的压力、折/揉/磨擦力)作用后,印刷层容易脱落。

(3)某些颜色的油墨(例如粉红色油墨)本身附着力就比较低,在较强的外力齿形刀、折/揉/摩擦力作用下,印刷色彩也易脱落。

(下转第55页)

冷封胶常应用于一次性包装品中,主要适用于对温度比较敏感的产品包装。目前除了应用在巧克力包装上,还扩展到了饼干、冰淇淋、点心、糖果、袋泡茶、文具,以及对卫生条件要求较高的药品小包装,医药行业的急救物品和消毒工具的包装[4]。另外,也小批量应用于儿童玩具和泡罩包装。目前,大型的巧克力生产厂家金帝、吉百利,德芙等均采用了冷封包装技术。

但冷封薄膜存在以下局限性:

(1)包装薄膜上涂布的冷封胶有效期比较短,储藏条件要求较高,常温下一般为6个月;(2)对印刷设备和印刷工艺要求严格,大型印刷包装公司才具有生产冷封薄膜的能力;(3)包装设备精度高,自动化程度高,价格偏高。

在图2所示的A、B方式中,B比A节省冷封胶的用量,但操作工艺要比A复杂。

5)冷封胶薄膜封口强度适中,还可以根据不同的产品作出调整,具有较好的易撕开性。

图2??冷封胶涂布图案的设计

Fig.2Coldsealingpatterndesign

2??冷封薄膜应用

3??实际应用中存在的问题

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陈石峰等??无溶剂复合机静态混合器的机理及性能研究在层流条件下静态混合器长度对混合效果的影响比较显著,长径比一般为L/D=7~10。由于粘合剂的连续相与分散相的体积百分比和粘度比相差悬殊,且混合效果与混合器长度有关。因此,根据无溶剂复合机的要求,选择的长径比L/D=8。

由于本文所述得SK型静态混合器选择得流动类型为层流区,选取??D=430/ReD=430/20=21.5,代入式(2),得:

2

??L2000??0.120.16c????p=??D??=21.5????=1720(Pa)2D20.02

剂混合的控制,提高了混合粘合剂颜色的均匀度,降低了混合粘合剂的流动粘度,有效地缩短了静态混合器的长度。对于静态混合器的清洗,应在每次工作中断时应充分地清洗静态混合器,且每周一次用新清洗的螺旋元件代替静态混合器中原来的螺旋元件。针对这点可以采用一次性的SK型静态混合器,免去了清洗的工序,节省了时间。

4??结??语

静态混合器是双组份无溶剂复合机的关键部件,决定了复合质量。通过分析静态混合器的混合机理,提出了影响混合均匀性的因素,如静态混合器的混合性能、压力降等。选择SK型静态混合器,优化了混合器的分散性能,降低了混合粘合剂的流动粘度,有效地缩短了静态混合器的长度。参考文献:

[1]??余国琮.化工机械工程手册[M].北京:化学工业出版社,2003.[2]??龚斌.流体在SK型静态混合器中作层流流动时流体阻力计算的

探讨[J].沈阳化工学院学报,2004,(12):280-283.

[3]??张奕.静态混合器在化工生产中的应用[J].杭州化工,2005,35

(1):33-34.

所以,粘合剂通过每个SK型静态混合器的压力降为1720Pa。根据混合性能,得知选定的参数满足要求。在此基础上,进行了结构设计,见图2所示。

图2??静态混合器结构

[4]??唐洪涛.静态混合器的应用设计[J].淀粉与淀粉糖,2004,(1):9

-13.

[5]??马月飞.静态混合器及其在制糖工业的研究进展[J].中国甜菜

Fig.2Thestructureofstaticmixer

在双组份无溶剂复合机中采用的SK型静态混合器,为金属外壳,内螺旋混合单元为工程塑料(不溶于有机溶剂),方便对静态混合器的清洗,其适合于对温度、颜色、流动粘度及添加

糖业,2005,(1):31-34.

[6]??宋忠俊.静态混合器在环保领域的应用[J].化工装备技术,

2003,4(1):9-11.

(上接35页)????

(4)薄膜局部离层剂的涂布量偏低(低于工艺的要求

项目,加强生产线上的过程控制。

值),例如VMOPP30工艺要求涂布量为1.2g??m-2,当涂布量低于此值时,不能很好地保护油墨和镀铝层,从而导致在外力的作用下薄膜表面的印刷图案被损坏。

(5)另外,包装机械的压力过大,运输过程中的碰撞和摩擦都可能使薄膜材料受损。

2)采取的应对措施。

(1)改进材料表面性能,加强材料表面防护性能,尽量避免材料闲置时间过长。

(2)上机印刷之前,对达因值达不到标准的材料进行电晕等表面处理。

(3)改进某些油墨(例如粉红油墨)附着力和结合力方面的性能。

(4)冷封光油使用前应充分搅拌和过滤,保证涂布均匀,同时适当加涂布量至1.5~1.6g??m-2。

(5)在保证产品密封的前提下,降低包装时的机械压力;改善薄膜材料的运输条件。

(6)冷封薄膜生产商应在成品抽查中增加搓揉、刮擦测试

参考文献:

[1]??谢文汇.浅谈冷封胶涂布包装[J].塑料包装,2004,14(1):32-33.

[2]??庾晋,白杉,周洁.软包装在食品工业中的应用[J]广东印刷,

2003,(05):44-45.

[3]??唐华康.软包装冷封工艺初探[J]印刷技术,2005,(4):64-66.[4]??黄丽容,陈康荣,徐志伟.一种合成冷封胶[J].中国胶粘剂,

1994,3(3):24-25.

4??结??语

目前,冷封胶薄膜包装应用还仅限于食品医药行业,应用范围比较窄,加上受专利保护的限制,仅限在几个大规模的公司得以实现,未来随着技术的不断发展和设备的不断改进,相信此包装能渗透到更多的领域和行业中。

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