茶葉要求防潮、避光、隔氧、防臭。因此,包裝材料需要對水、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合膜,有阻隔性強的優點,但也有刺鼻的氣味。這些氣味大多來自復合膜的原料和印刷,主要是各種碳氫化合物和有機溶劑等。其中有一定的隱患:
擠出機溫度或樹脂溫度過高,導致樹脂分解并有異味;氣隙過大,樹脂被過度氧化,表面產生各種有異味的含氧基團,使復合膜有異味;樹脂本身有異味,與其擠出復合后的復合膜也會有異味;底漆中使用沸點高、不易揮發的溶劑,導致部分溶劑殘留,產生復合膜異味;熱封時,樹脂分解,產生氣味。
溶劑在干燥過程中散發的有機化合物、酒精潤濕液中的異丙醇、無線裝訂用熱熔膠、上光涂料的揮發性氣體等。都污染空氣,對人體健康有害。
在復合膜的制造和印刷過程中發現,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合膜,再靈活地用水溶性油墨和UV油墨進行印刷,是一種環保的方式。目前最有效的阻隔材料偏二氯乙烯的聚合物由于含有氯,對環境不友好,但由于其功能強大,在許多苛刻條件下仍是首選。
復合膜的加工方法
常用的共擠法是兩臺或三臺擠出機同時成型加工兩層以上的薄膜。有T模法和吹塑法,可用于各種復合,可生產超薄薄膜。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域最常見的兩種工藝。用多臺擠出機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。形成取向結構,加工方向導電性最好,但橫向導電性較差,產生導電各向異性。吹塑法,因為熔融薄膜有一個膨脹過程,并依靠空氣或水來冷卻和成型。產品定型時間過長,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,產品質量控制難度大,穩定性差。
流延膜是通過熔融流涎淬火生產的非拉伸、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勢,導電性也不顯著。流延過程中壓延輥對流延膜的壓力會破壞永久性導電填料結構(比如長徑比會變小),也會使材料失去很多導電性。流延法生產效率極高,產品質量穩定。生產過程中廢料少,容易實現廢料在線回收,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大小可調的狹縫。涂布時,隨著原紙的運行,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:
干法復合法,是用復合機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。)在濕態下涂覆在基材表面并與其他材料復合,然后輥壓干燥。
擠出法是復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。)進行混合,然后冷卻和固化。
熱熔復合法,一種將基礎樹脂與松香、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還原劑的熱熔劑涂布在薄膜、紙張、鋁箔表面,然后立即復合在其他基材上冷卻的方法。
復合膜的組成和結構
主要原材料:
復合膜最常見的四種原料PE、PP、PA、PC都來自塑料行業。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,其產品(如輪胎)存在諸多環境問題。"
PE是PE的縮寫,是普通塑料。常用于制作復合塑料包裝的熱封層和防潮層。
PP是聚丙烯的簡稱,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的酰胺基團。用作塑料時稱為尼龍,用作合成纖維時稱為尼龍。PA具有良好的綜合性能,包括力學性能、耐熱性、耐磨性、耐化學性和自潤滑性,并具有低摩擦系數、一定的阻燃性和易加工性。PC是聚碳酸酯的縮寫。它是一種堅韌的熱塑性樹脂,是一種幾乎無色玻璃態的無定形聚合物,具有良好的光學性能、耐熱性和抗沖擊性。主要性能缺陷是抗水解穩定性不夠高,不能用于反復經受高壓蒸汽的產品。有機耐化學性,耐劃傷性差,長期暴露在紫外線下會發黃。PC和其他樹脂一樣,容易被一些有機溶劑侵蝕,具有阻燃性和抗氧化性。
一級結構
1.基層起到美觀、印花、防潮等作用。一般用作復合膜的外層膜:
BOPP,即雙向拉伸聚丙烯,具有質輕、無毒、無味、防潮、機械強度高、抗沖擊強度高、透明度好、光澤度好、耐低溫、尺寸穩定性好、印刷性能好等優點。缺點是伸長率低于PP,熱封性能差,獨立使用時不易密封。
由于雙向拉伸聚丙烯表面為非極性,結晶度高,表面自由能低,印刷性能差,對油墨和膠粘劑的附著力差,因此在印刷復合前需要進行表面處理。
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、耐油性和耐化學性。優異的耐磨性、耐折性、抗針孔性和抗撕裂性;其拉伸強度是PC膜和尼龍膜的3倍,沖擊強度是BOPP膜的3-5倍。熱收縮很小,120時,15分鐘后只有1.25%;具有良好的抗靜電性能,易于真空鍍鋁。對于高速淺網印刷,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;它具有優異的阻氣、阻油和留香性能;剛性強,韌性好,拉伸強度是PE的5-10倍,PA的3倍,能在很寬的溫度范圍內保持其優異的物理機械性能。化學穩定性好,耐稀酸、堿和常見有機溶劑。
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,具有優異的力學性能、耐腐蝕性、耐穿刺性和自潤滑性。缺點是吸水性強。與傳統的PVC薄膜和聚酯薄膜相比,BOPA薄膜具有優異的性能特點,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薄膜具有更高的強度、更低的成本和環保優勢。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(-CO-NH-),其中-NH-基團可與-C=O基團形成氫鍵。氫鍵的形成是聚酰胺結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。鋁涂層廣泛應用于復合包裝,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。作為一種無毒環保的材料,一直是應用最廣泛的高阻隔材料,將其制成復合膜的中間阻隔層,用于所有軟硬包裝。EVOH的特征在于優異的氣體阻隔性和優異的加工性,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。當乙烯含量增加時,阻氣性降低,但易于加工。新EVOH膜的氣體阻隔性能是現有高性能非拉伸EVOH膜的三倍。透明度、光澤度、機械強度、柔韌性、耐磨性、耐寒性、表面強度都很優秀,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,在反對白色污染的環保運動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、發霉變質)、高耐光性(防止葉綠素被陽光改變)、高香氣(防止茶香因香氣成分而流失;同時可以防止茶葉吸收外界異味),使其廣泛應用于保鮮膜和涂層。到目前為止,還沒有一種材料超越了其包裝產品保質期可達3年的優勢。