茶葉要求防潮、避光、隔氧、防臭。因此,包裝材料需要對(duì)水、空氣和光具有良好的阻隔性。目前茶葉最有效的包裝材料是復(fù)合膜,有阻隔性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),但也有刺鼻的氣味。這些氣味大多來自復(fù)合膜的原料和印刷,主要是各種碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)溶劑等。其中有一定的隱患:
擠出機(jī)溫度或樹脂溫度過高,導(dǎo)致樹脂分解并有異味;氣隙過大,樹脂被過度氧化,表面產(chǎn)生各種有異味的含氧基團(tuán),使復(fù)合膜有異味;樹脂本身有異味,與其擠出復(fù)合后的復(fù)合膜也會(huì)有異味;底漆中使用沸點(diǎn)高、不易揮發(fā)的溶劑,導(dǎo)致部分溶劑殘留,產(chǎn)生復(fù)合膜異味;熱封時(shí),樹脂分解,產(chǎn)生氣味。
溶劑在干燥過程中散發(fā)的有機(jī)化合物、酒精潤(rùn)濕液中的異丙醇、無線裝訂用熱熔膠、上光涂料的揮發(fā)性氣體等。都污染空氣,對(duì)人體健康有害。
在復(fù)合膜的制造和印刷過程中發(fā)現(xiàn),以聚酯膜、乙烯-乙烯醇共聚物和聚丙烯膜為原料,采用多層共擠流延法制作鍍鋁復(fù)合膜,再靈活地用水溶性油墨和UV油墨進(jìn)行印刷,是一種環(huán)保的方式。目前最有效的阻隔材料偏二氯乙烯的聚合物由于含有氯,對(duì)環(huán)境不友好,但由于其功能強(qiáng)大,在許多苛刻條件下仍是首選。
復(fù)合膜的加工方法
常用的共擠法是兩臺(tái)或三臺(tái)擠出機(jī)同時(shí)成型加工兩層以上的薄膜。有T模法和吹塑法,可用于各種復(fù)合,可生產(chǎn)超薄薄膜。流延膜采用“多層共擠流延法”,吹膜采用“多層共擠吹塑法”。這兩種制作工藝是電影制作領(lǐng)域最常見的兩種工藝。用多臺(tái)擠出機(jī)擠出相同或不同的樹脂,將熔融的樹脂冷卻成型為功能性多層膜,一般可分為熱封層、支撐層和電暈層三層。
吹膜機(jī)是將塑料顆粒加熱熔化,然后吹成薄膜。吹膜有單層、雙層、三層、多層。由于吹塑薄膜、炭黑、石墨等的取向。形成取向結(jié)構(gòu),加工方向?qū)щ娦宰詈?,但橫向?qū)щ娦暂^差,產(chǎn)生導(dǎo)電各向異性。吹塑法,因?yàn)槿廴诒∧び幸粋€(gè)膨脹過程,并依靠空氣或水來冷卻和成型。產(chǎn)品定型時(shí)間過長(zhǎng),定型前變化較大(一般膨脹4 ~ 7倍)。在熔膜階段,受外界和自身因素的影響,產(chǎn)品質(zhì)量控制難度大,穩(wěn)定性差。
流延膜是通過熔融流涎淬火生產(chǎn)的非拉伸、非取向的扁平擠出薄膜。由于流延膜沒有明顯的取向,某一方向的電性能不占優(yōu)勢(shì),導(dǎo)電性也不顯著。流延過程中壓延輥對(duì)流延膜的壓力會(huì)破壞永久性導(dǎo)電填料結(jié)構(gòu)(比如長(zhǎng)徑比會(huì)變小),也會(huì)使材料失去很多導(dǎo)電性。流延法生產(chǎn)效率極高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)過程中廢料少,容易實(shí)現(xiàn)廢料在線回收,材料利用率高。涂布法是擠出熔融流延膜的一種,其基本原理是通過涂布頭腔體的壓力注入粘合劑,涂布頭的頂部是一個(gè)大小可調(diào)的狹縫。涂布時(shí),隨著原紙的運(yùn)行,粘合劑從涂布頭的縫隙中均勻流出,涂布在原紙表面。
塑料粘合劑主要有丁苯橡膠、聚氨酯、硝酸纖維素、聚醋酸乙烯酯等溶劑型粘合劑。水溶性粘合劑,例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物;乳液粘合劑,例如乙烯基樹脂和丙烯酸樹脂;由熱塑性樹脂如聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等組成的熱熔粘合劑。
其他方法有:
干法復(fù)合法,是用復(fù)合機(jī)在基材表面涂布粘合劑,用加熱輥將其層壓在其他薄膜上的方法。
濕法復(fù)合法:水溶性粘合劑(明膠、淀粉)和水分散性粘合劑(醋酸乙烯乳液等。)在濕態(tài)下涂覆在基材表面并與其他材料復(fù)合,然后輥壓干燥。
擠出法是復(fù)合加工中最常用的方法。PP、PE、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)離子樹脂通過擠出機(jī)擠出成薄膜,涂在混有加工助劑(聚乙烯亞胺、聚氨酯樹脂等)的各種薄膜上。)進(jìn)行混合,然后冷卻和固化。
熱熔復(fù)合法,一種將基礎(chǔ)樹脂與松香、二甲苯樹脂、苯乙烯樹脂等粘合劑混合,將石蠟等粘合劑基礎(chǔ)還原劑的熱熔劑涂布在薄膜、紙張、鋁箔表面,然后立即復(fù)合在其他基材上冷卻的方法。
復(fù)合膜的組成和結(jié)構(gòu)
主要原材料:
復(fù)合膜最常見的四種原料PE、PP、PA、PC都來自塑料行業(yè)。塑料原料可分為兩類:在一定溫度下具有可塑性,冷卻后固化并能重復(fù)這一過程的熱塑性塑料,以及加熱到一定溫度后變得固化的熱固性塑料,其產(chǎn)品(如輪胎)存在諸多環(huán)境問題。"
PE是PE的縮寫,是普通塑料。常用于制作復(fù)合塑料包裝的熱封層和防潮層。
PP是聚丙烯的簡(jiǎn)稱,是一種綜合性能比PE更好的塑料。容易老化,變脆,變形。日常生活中,常用的保鮮盒是PP材質(zhì)的。
PA是聚酰胺的縮寫,俗稱尼龍。聚酰胺的主鏈含有許多重復(fù)的酰胺基團(tuán)。用作塑料時(shí)稱為尼龍,用作合成纖維時(shí)稱為尼龍。PA具有良好的綜合性能,包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)性和自潤(rùn)滑性,并具有低摩擦系數(shù)、一定的阻燃性和易加工性。PC是聚碳酸酯的縮寫。它是一種堅(jiān)韌的熱塑性樹脂,是一種幾乎無色玻璃態(tài)的無定形聚合物,具有良好的光學(xué)性能、耐熱性和抗沖擊性。主要性能缺陷是抗水解穩(wěn)定性不夠高,不能用于反復(fù)經(jīng)受高壓蒸汽的產(chǎn)品。有機(jī)耐化學(xué)性,耐劃傷性差,長(zhǎng)期暴露在紫外線下會(huì)發(fā)黃。PC和其他樹脂一樣,容易被一些有機(jī)溶劑侵蝕,具有阻燃性和抗氧化性。
一級(jí)結(jié)構(gòu)
1.基層起到美觀、印花、防潮等作用。一般用作復(fù)合膜的外層膜:
BOPP,即雙向拉伸聚丙烯,具有質(zhì)輕、無毒、無味、防潮、機(jī)械強(qiáng)度高、抗沖擊強(qiáng)度高、透明度好、光澤度好、耐低溫、尺寸穩(wěn)定性好、印刷性能好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是伸長(zhǎng)率低于PP,熱封性能差,獨(dú)立使用時(shí)不易密封。
由于雙向拉伸聚丙烯表面為非極性,結(jié)晶度高,表面自由能低,印刷性能差,對(duì)油墨和膠粘劑的附著力差,因此在印刷復(fù)合前需要進(jìn)行表面處理。
雙向拉伸聚酯薄膜。與POPP相比,它具有更好的耐熱性、耐蒸煮性、耐低溫冷凍性、耐油性和耐化學(xué)性。優(yōu)異的耐磨性、耐折性、抗針孔性和抗撕裂性;其拉伸強(qiáng)度是PC膜和尼龍膜的3倍,沖擊強(qiáng)度是BOPP膜的3-5倍。熱收縮很小,120時(shí),15分鐘后只有1.25%;具有良好的抗靜電性能,易于真空鍍鋁。對(duì)于高速淺網(wǎng)印刷,為了提高油墨的牢度和真空鍍鋁的附著力,需要提高BOPET薄膜的表面張力、粗糙度和清潔度。
PET是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的縮寫,俗稱聚酯。聚酯作為極性高分子材料,透明度高,光澤度好;它具有優(yōu)異的阻氣、阻油和留香性能;剛性強(qiáng),韌性好,拉伸強(qiáng)度是PE的5-10倍,PA的3倍,能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持其優(yōu)異的物理機(jī)械性能?;瘜W(xué)穩(wěn)定性好,耐稀酸、堿和常見有機(jī)溶劑。
BOPA是雙向拉伸尼龍膜的英文縮寫,是一種新型包裝材料,是僅次于BOPP和BOPET薄膜的第三大包裝材料。與BOPET相比,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐穿刺性和自潤(rùn)滑性。缺點(diǎn)是吸水性強(qiáng)。與傳統(tǒng)的PVC薄膜和聚酯薄膜相比,BOPA薄膜具有優(yōu)異的性能特點(diǎn),如抗裂性、抗沖擊性、耐穿刺性和氣味阻隔性。與PE和BOPP薄膜相比,BOPA薄膜比EVOH和PVDC薄膜具有更高的強(qiáng)度、更低的成本和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。是食品保鮮、留香的理想材料,特別適合冷凍、蒸、抽真空,無毒無害。BOPA的原料聚酰胺6含有極性酰胺基團(tuán)(-CO-NH-),其中-NH-基團(tuán)可與-C=O基團(tuán)形成氫鍵。氫鍵的形成是聚酰胺結(jié)晶度高的重要因素之一,無定形聚酰胺分子鏈中的一些酰胺基可以與水分子配位,即具有吸水性。
2.功能層具有遮光、避光等功能。
聚酯鍍鋁薄膜。它兼具塑料薄膜和金屬的特性。薄膜表面鍍鋁用于遮光和防紫外線,便宜美觀,阻隔性能好。鋁涂層廣泛應(yīng)用于復(fù)合包裝,主要用于餅干等干燥膨化食品的包裝,以及一些藥品、化妝品的外包裝。
乙烯/乙烯醇共聚物。作為一種無毒環(huán)保的材料,一直是應(yīng)用最廣泛的高阻隔材料,將其制成復(fù)合膜的中間阻隔層,用于所有軟硬包裝。EVOH的特征在于優(yōu)異的氣體阻隔性和優(yōu)異的加工性,并且阻隔性能取決于乙烯含量。一般來說,聚乙烯醇的透氣性最低,但它是水溶性的,很難加工。當(dāng)乙烯含量增加時(shí),阻氣性降低,但易于加工。新EVOH膜的氣體阻隔性能是現(xiàn)有高性能非拉伸EVOH膜的三倍。透明度、光澤度、機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性、耐磨性、耐寒性、表面強(qiáng)度都很優(yōu)秀,EVOH塑料容器完全可以替代玻璃和金屬容器。
PVDC,聚偏二氯乙烯,偏二氯乙烯的聚合物,俗稱沙林。作為含氯塑料,在反對(duì)白色污染的環(huán)保運(yùn)動(dòng)中受到了很大的抵制,但它的耐油性、高耐氧性(防止漏油和油脂氧化)、高耐濕性(防止餅粕失水變干變硬)、高耐氧性(防止有效成分被氧化)、高耐濕性(防止受潮、發(fā)霉變質(zhì))、高耐光性(防止葉綠素被陽(yáng)光改變)、高香氣(防止茶香因香氣成分而流失;同時(shí)可以防止茶葉吸收外界異味),使其廣泛應(yīng)用于保鮮膜和涂層。到目前為止,還沒有一種材料超越了其包裝產(chǎn)品保質(zhì)期可達(dá)3年的優(yōu)勢(shì)。