第六章-复合包装材料

第六章复合包装材料,由两个或两个以上的独立的物理相，包括粘结材料（基体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物，称为复合材料。（GB3961）复合材料就是用两种或两种以上不同性能，不同形态的组分材料，通过复合手段组合而成的一种多相材料。,1复合材料的定义,复合包装材料,2、复合包装材料定义,是由层合、挤出贴面、共挤出等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构包装材料。以满足运输、贮存、销售等对包装功能的要求。以满足现代包装技术的特殊要求。,复合包装材料,现代包装技术：真空包装气体置换包装封入脱氧剂包装干燥食品包装无菌充填包装蒸煮包装液体热充填包装3复合包装材料结构纸/塑、纸/铝箔/塑、塑/塑、塑/无机氧化物/塑,复合包装材料,外层基材（结构层）：支撑阻隔层的材料。要求：机械强度好，耐热、耐磨、印刷和光学性好；常见材料：覆膜纸、玻璃纸、聚乙烯、拉伸聚丙烯、聚酯、尼龙、聚氯乙烯等材料阻隔层：防潮、阻氧、保香常见材料：铝箔和蒸镀金属，EVOH、PVDC、PVA、PA等内层（热封层）常见材料：PE、CPP、PVC等,复合包装材料,复合包装材料,5复合包装材料制造技术,一.层合（一）湿法粘结层合将液体粘合剂涂布基材，然后立即与第2层材料复合在一起，从而干燥、冷却制得层合材料的工艺。干酪素硅酸钠水基粘合剂：基材至少有一种是吸水性的。溶剂型粘合剂：基材至少有一种是渗透性的。,复合包装材料,（二）干法粘结层合,A定义基材表面上涂布一层溶剂型粘接剂，经过覆膜机烘道除去溶剂而干燥，在热压状态下与其它的复合基材(塑料薄膜或铝箔)粘合成复合膜。,复合包装材料,复合包装材料,B工艺流程图,复合包装材料,（1）涂胶凹版辊涂胶光辊涂胶,C工艺过程,复合包装材料,（2）干燥透明度复合强度气味卫生,分段加热干燥,a、蒸发区：约5060b、硬化区：约70c，排除异味区：7580,干燥温度：基材耐热性、复合速度、溶剂种类,复合包装材料,（3）复合,复合装置：橡胶辊钢辊,复合参数：压力温度,（4）冷却固化,复合包装材料,（5）收卷,收卷张力收卷作用,（6）熟化交联,复合包装材料,D常见质量问题,1、操作环境对产品质量的影响。(1)空间环境的相对湿度(2)环境温度控制在1823较为理想(3)应有完善的溶剂排放装置或回收装置(4)环境密闭，以防灰尘、杂物，昆虫等混入.(5)换气装置。以保证空间空气新鲜。,复合包装材料,2、复合膜的透明性胶粘剂本身颜色太深。胶液中混有灰尘等微粒。基膜的表面张力不高。胶粘剂的流动性不足，展平性差。上胶不足，有空白处，夹有小气泡，造成花斑或不透明。,复合包装材料,胶粘剂本身吸湿，造成胶层变浊，有不溶物。烘道温度太高，干燥太快，使胶液层表面结皮。复合橡胶辊有缺陷，某一点压不着，形成空档。,复合包装材料,复合包装材料,3、复合膜有小气泡问题基膜表面张力太小，浸润性差，造成上胶不均匀。复合辊的压力不足，或钢辊表面温度太低，使胶粘剂活化不足，流动性不足，造成胶粒流不平，有微小的空隙，形成气泡。有灰尘粘附在膜表面，形成气泡。胶粘剂中混有微量水份，胸部粘剂中的与水反应，生成CO2，形成气泡：残留溶剂多，且该溶剂的透过性差,（4）复合膜发皱基膜复合张力不等，造成相对位移，产生皱纹。残留溶剂太多，胶粘剂的干燥不足，粘接力太小，给两种基材的相对位移提供了可能。胶粘剂的初粘力不足，凝聚力太小。涂胶量不足、不均匀，引起粘接力不好，不均匀产生局部地方出现皱纹。收卷张力在小，卷得不紧。,复合包装材料,（5）粘接牢度不好胶粘剂的品种、质量与要复合的基材不相适应；复合温度太低，以致粘合剂的活化不足，复合时的粘性不高；上胶量不足；胶粘剂对油墨的渗透性差，浮在油墨的表面；薄膜表面的电晕处理不好；残留溶剂太高，复合后会产生许多微小的气泡；复合好后，熟化不完全；稀释剂的纯度不高，含有水，醇等活性物。薄膜中的添加剂的影响到粘接牢度的下降。,三、挤出复合法,以热熔胶树脂为胶粘剂，用塑料挤出机将聚乙烯树脂或其它树脂加热熔融注入一个平片模具内，再由模具的模口流出片状固化的薄膜后，立即与另一种或两种薄膜通过复合夹辊复合在一起，然后冷却固化。,挤出复合工艺流程图,四、热熔复合法,此法是将聚乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、石腊放在一起加热熔融，然后涂布在基材上，立即与其它复合材料复合后冷却即成。优点：复合时间短、无溶剂公害问题缺点：耐热性、透明性欠佳。,热熔复合方式一,热熔复合方式二,热熔复合设备,五共挤出,将多种不同性能的塑料树脂通过多台挤出机共挤进入模具复合成膜，也称为多层挤出复合。,共挤出平膜,共挤出管膜,六、涂布复合,A定义在基材的单面或双面挤涂一层另外的熔体或乳液状的材料（聚乙烯或醋酸乙烯）。B涂层作用改善基材的热合性能和改善其阻透性C挤出涂布与挤出复合的区别挤出涂布：熔融的聚合物涂覆在基材上挤出复合：熔融的聚合物涂覆在铬辊上。,七、浸渍涂布,八、刷涂法复合,九、辊涂法涂布,十、无机氧化物镀覆薄膜,SiOx蒸镀薄膜（GT膜，氧化硅涂覆膜）：气体阻隔性、透明、耐热、耐破裂、耐折叠、耐化学药品侵蚀、容易加工复合等。比铝塑复合材料容易回收，无污染。,十、无机氧化物镀覆薄膜,物理气相淀积（PVD）：x=1.51.7。由于是干法层合，镀层呈多层化。虽镀层本身气密性不差，但由于实际加工时镀覆物与高温状态的基材（如PE）接触，蒸镀层会产生裂纹，使气密性能下降。,化学气相淀积（CVD）：,CVD法产生涂层比PVD法致密，气密性好，不易产生裂纹。,利用氩离子溅射技术在PET材料上镀覆SiO2膜。利用电子束（EB）蒸发和等离子体结合的方法制备SiO2镀覆膜。EB法、PVD法、CVD法制氧化铝蒸镀膜。,2.结构与性能：（1）结构：塑料膜SiOx塑料膜蒸镀SiOx基材：PET、LDPE、OPP、ON等。复合膜：PP、PS、PA等。,含SiOx蒸镀复合材料的阻隔性,（2）性能：与用PVDC作阻隔层的复合材料相比，GT薄膜复合材料的透气性受温度影响较小。,3.前景：GT薄膜是铝箔复合材料的理想替代品。由于它非常薄，不会啬包装废弃物回收的困难。广泛用于干燥食品及水分高的食品或液体食品；药剂、化妆品等产品的热封或冷封的外包装；还可以用于牙膏、调味品、一次性医用包装及各种工业品、化工产品的复合包装。,使用强度好而且成本低的塑料以满足机械强度方面的要求，而用阻隔性能好价格贵的树脂作阻隔层。,二.多层复合塑料,1.多层塑料瓶：,思路：,含水产品：PE、PP、PVDC；需阻氧的产品：PA、PET、PVC；层合结构中阻隔型树脂：乙烯乙烯醇、PVDC、PAN；,（1）阻隔层树脂：,LDPE：改进柔性。PP：比HDPE有更好的耐热性与接触透明度。PVC：抵抗化学药品的侵蚀。PS：透明、有刚性、低成本，但脆。PC：价贵，对氧与水的阻隔性不佳，但能承受高温。在多层容器中作为热充填、高温灭菌、蒸煮包装中不耐热材料的支撑材料。,Next,（2）结构层树脂：,（3）粘合剂和粘合材料：（4）举例：以EVOH为阻隔层：包装农药和药品，对饮料中的香精油等物质吸附极少，故也广泛用作桔汁饮料的包装。HDPE/改性PE/EVOH/改性PE/HDPEHDPE/改性PE/EVOH/改性PE/EVOH,PET单层瓶：用作汽水、矿泉水、茶等饮料的包装。PVDC涂覆PET瓶、PET/MXD6（尼龙）：易氧化的葡萄酒、啤酒等。PET/EVOH/PET/EVOH/PET5：灌装蕃茄酱。聚萘二甲酸乙二酯（PEN）：替代PET，气密性及耐热性均优，但价高。,这种层合材料先制成大卷片材，以利于制管时分切成适当宽度。分切的卷筒被送到制管厂制成管筒。由于层合材料中采用不渗透的铝箔作阻隔层，因此可能发生渗透的部位是搭接缝。,2.层合软管：,1.外表面2.LDPE和抗静电层3.印刷油墨4.白色LDPE5.纸基材6.LDPE7.乙烯丙烯酸共聚物8.铝箔9.乙烯丙烯酸共聚物10.LDPE,防尘层,印刷层,印刷底层,纸（非拉伸基材）,纸底层,粘合剂层,阻隔层,粘合剂层,密封层,内表面,12345678910,层合软管材料的典型结构,（2）防止氧化的钢箔类复合无菌容器用于桔子、菠萝、桃子等水果害及蘑菇、藕、土豆等蔬菜类。使内容产品于常温下在一年内完好无损，并保持食品的色、味及内在质量。,3.塑料金属箔材料,钢箔比铝箔刚性好，不易变形，消除了形成容器时常见的褶皱现象，外形美观。,（1）PP(40um)/钢箔（75um)/PP（70um)用于甜冻食品、烧鸡、田螺以及婴儿食品包装。,PET/LCP：两种成分比例为9：1。不透明