干式复合奶粉包装膜加工的关键问题

【摘要】本文对干式复合奶粉包装膜工艺中的PE膜选择、复合强度和异味控制等问题进行了简要介绍和分析。

关键词：包装膜 三层共挤 复合强度 异味

一、前言 

近 年来，随着人民生活水平的日益提高及世界著名食品公司不断进入中国市场，我国奶制品行业呈现出蓬勃的发展势头，其中高质量、高营养的奶粉消耗量与日俱增。 与此相适应，有着替代铁罐趋势的干式复合奶粉软塑包装逐渐拥有越来越高的市场占有率。本文针对当前市场奶粉软塑复合包装的几个常见的问题进行简要介绍和分 析。

二、工艺路线

(一)材质设计：PET12μm//AL7μm //PE70μm。

在本结构中，PET属于受力层，具有较高的拉伸强度，同时其优良的透明性可以充分展现印刷的精美。AL箔则是光、氧气和水的阻隔层，对于奶粉的保质保香起着关键作用。内层PE膜属热封层和与奶粉直接接触的材料。

(二)工艺流程：PET印刷——与AL光亮面复合(一遍复合) ——与PE膜复合(二遍复合)——熟化——分切——出厂

三、几个关键问题

(一)PE膜的选择

高速自动包装机的普遍使用，对奶粉包装膜提出了更高的要求，尤其是PE膜的热封性能、耐污染性能和摩擦系数(C.O.F)。采用三层共挤技术，对不同挤出层进行不同的设计，可达到既保证产品的性能要求，又可有效地控制成本的目的。可设计如下配比：

需要特别指出的是，茂金属聚乙烯(mPE)经过近10年的生产应用和EXXON、DOW等公司的研究与开发，得到了巨大发展。茂金属聚乙烯(mPE)相对分子质量分布比较窄，其重均相对分子质量(MW)和数均相对分子质量(MS)之比为2，远低于一般PE的3-5，有着优异的低温热封性能和较高的热封强度。DOW公司还利用INSTTE技术在mPE中引入了长支链结构，较大改善了加工性能，从而使其在高档软塑包装产品中得到了广泛应用，上表中的PE设计即可满足用户的要求。

(二)复合强度

在PET12μm//AL7μm//PE70μm结构中，各层的剥离力大小直接影响着复合膜的封口强度，如前所述，采用上述PE膜后，只要保证PE膜的电晕强度在38-40dyn/cm之间，上胶量在2.5-3.5g/m2，熟化温度45-50℃，熟化时间48小时，就可保证AL层与PE之间的复合强度没有问题。但PET与AL之间的复合强度是个薄弱环节，实验证明，在正常工艺条件下，如果PET电晕强度只有45dyn/cm，则油墨层会转移至AL面，剥离力极低。为此，提高PET电晕强度至50dyn/cm，就可避免出现油墨风象，测试结果为不可剥离(PET撕裂)。另外，粘合剂层的状态也不容忽视。粘合剂中的固化剂多为聚多异氰酸酯，其活性基团—NCO会与—OH、--OOOH、--NH2、--RNH等基团发生反应，从而影响粘合剂固化效果。所以，必须严格控制乙酯溶剂中的水分含量以及容器的清洁，防止含有上述活性基团的物质的不良影响。

(三)异味

奶粉产品对包装材料的异味是非常敏感的，严重的外来气味会使奶粉的风味发生改变，甚至危害消费者的健康。复合膜异味主要有两个来源：一是残留溶剂，一是PE树脂。下面分别对这两个问题进行阐述。

1、残留溶剂的控制

残留溶剂来自印刷和复合两个工序。目前，凹版印刷基本上使用苯类油墨，溶剂为甲苯、乙酯和丁酮。我们在实践中，从以下几个方面控制，效果较好。

1)由于丁酮气味较重，可要求油墨供应商禁用。

2)减少慢干溶剂的加入。环境温度越高，溶剂挥发速度越快，为了防止堵版，常加入二甲苯、异丙醇等挥发速度较慢的溶剂。在生产车间安置空调，控制环境温度在20--30℃之间，基本上不再需要加入这类溶剂。

3)合理设置干燥箱温度和排风量。层次版设定在55--60℃，大面积满版印刷设定在70--85℃。进风压和排风压并非越大越好(过大会引起墨层划伤或断膜)，而是要使两者达到平衡。一般进风压和排风压设在80—90mmHg.

4)由于满版油墨常在最后一个机组印刷，较前面层次版经过的干燥箱次数少，所以在许可的条件下，再空跑1—2个机组后收卷，可最大限度地减少溶剂残留。在印刷工序，残留溶剂总量应控制在3mg/m2以下，其中甲苯要低于2mg/m2。

复合工序一般采用双组份聚氨酯胶粘剂，溶剂为乙酯。残留溶剂控制的方法为：

1)在满足要求的情况下，通过对比试验，选择对乙酯溶剂释放性好的胶粘剂，然后确定供应商。这一点常常被忽视，应引起印刷厂家的注意。

2)控制上胶量。在复合强度及表现符合要求的前提下，应减少上胶量。与增加乙酯来稀释胶粘剂相比，选择适当的网线辊调节上胶量的办法更有效。

3)三段式干燥：干燥箱入口至出口的温度设置60、70、80三段梯度，渐进式提高。第一段温度过高，会使粘合剂表层干燥成膜，从而不利于深层溶剂的释放。

4)尽可能地提高排风量。

5)熟化：这既是胶粘剂固化过程，也是在一定程度上降低残留溶剂的过程。

6)包装方式：膜卷包装可用纸代替通常用的塑料，由于纸的透气性非常高，会使残留溶剂在使用之前的运输与贮存过程中得以不断地释放。

2、PE树脂异味

树脂异味的控制主要从两个方面考虑。一是加工温度。温度过高会使树脂氧化，产生异味，一般来讲，吹塑PE膜异味要比挤出流延膜的异味低得多。二是树脂中的低分子物如增塑剂、爽滑剂或其它添加剂的析出。在这方面，寻求树脂供应商的支持和建议是必要的。

四、产品主要指标

通过前述几个关键点的控制，包材质量完全符合用户的要求，取得了较好的经济效益。

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