南阳化工机械网

当前的位置是:主页 >> 化工机械厂家

PVDC涂布膜的包装应用

时间:2022-04-28 来源网站:南阳化工机械网

PVDC涂布膜的包装应用

一、基本介绍

PVDC是一种高分子材料,包装上所用的PVDC是偏二氯乙烯共聚物,这种高分子材料具有非常好的气体(氧气、氮气、二氧化碳气)阻隔性、防潮/阻湿性,有杰出的香味/气味保护性,优异的耐油性。

PVDC用于食品包装起源于上世纪三十年代,七十年的应用历史,证明了PVDC作为高阻隔包装材料的优越性能。70间尽管有EVOH等高阻隔包装材料问世,但由于包装综合性能存在明显缺陷,所以没有动摇PVDC作为高阻隔包装材料的权威性和代表性。据美国包装资料统计,1984年美国PVDC用于包装的量达到74800吨,其中PVDC乳胶为21800吨,占90%的量是用于食品和药品包装,由此可估算出涂布膜的用量约55000吨。

据德国包装行业2001年的统计,自上世纪80年代以来欧洲PVDC乳胶涂布膜的年均增长量为7%,这样到2002年欧洲的PVDC乳胶涂布膜产量为160000吨。

世界上制造PVDC乳胶涂布机的最大公司--美国PCMC公司,从1980年至1997年向世界各地提供的涂布机所具有的产能是180000吨/年。

1997年日本PVDC乳胶涂布膜的年消耗量为23900吨,其中BOPP涂布膜19900吨,占BOPP消耗量的8.23%;PET涂布膜1000吨,占PET消耗量的2.63%;尼龙涂布膜3000吨,占尼龙薄膜产量的9.07%。如果按此规律,中国的BOPP涂布膜年消耗量应当为8.23万吨。

一般而言,任何正常使用的包装材料都可以叫做“某阻隔材料”,但是通常为大家所接受的专有名词“高阻隔包装材料”只限于对氧气表现出很高阻隔性能的包装材料。称得上阻隔型聚合物是很有限的。阻隔型聚合物一般都含有下列基团中的一个:羟基(-OH)、氰基(-C≡N)、卤素(-Cl或-F)、酯基(-CO-)、酰胺基(-CNH-)O O

在多数情况下,当一种包装材料的氧气透过量≤10 cm3/m2.24h.Kpa(23℃)时,它对氮气、二氧化碳气及许多有机物蒸汽和气味也是具有好的阻隔性。同时还具有很好的表面不吸收异味性和小分子难迁移性。

在包含EVOH、PVA在内的公认的三大高阻隔包装材料中,PVDC是目前唯一被美国FDA认证可与食品接触的高阻隔性透明材料。下表是三种材料的阻隔数据

聚合物 相对湿度 氧气透过率 cm3.μm/m2.24h.Kpa 23℃ 透氧率变化 阻水(湿、潮)性能

PVA 0% 0.039 / 非常差

PVA 95% 97 增大2487倍 非常差

EVOH(70%VOH) 0% 0.066 / 非常差

EVOH(70%VOH) 95% 12 增大182倍 非常差

尼龙6 0% 5.8 / 差

尼龙6 95% 19 3.3倍 差

PVDC(90%VDC) 0% 0.97 / 非常好

PVDC(90%VDC) 95% 0.97 无变化 非常好

由一表可见,考虑到阻湿性,只有PVDC具有最佳“综合阻隔性”。

需要一提的是,我国软包装业的发展较多地受到日本的影响,PVDC涂布膜在日本叫“K涂布膜”,因而在我国大部分地区也把PVDC涂布叫K涂布膜,如PVDC涂布BOPP、PET、尼龙分别叫KOP、KPET、K尼龙。

二、典型包装示范

(一)、蛋糕(派)包装

1、产品特性:高油脂、高水分、高蛋白、浓香、含糖

2、包装目的

A、防油脂氧化:油脂易被空气中的氧气氧化,其结果是脂肪酸败,酸败的脂肪会发出刺喉的哈喇味,这严重影响蛋糕的品质。

B、持水量稳定:蛋糕失水会变硬,影响松软性;蛋糕吸水会增大水的活度,这有利霉菌的繁;水分量增大时,蛋白质可能产生水解,特别是在有氧气存在下,蛋白质的水解会很快,水解产物有腥臊味。水分变化会引起糖的形态变化,从而可能出现蛋糕外形变化;而且在糖化酶的作用下会产生酒味。

C、香味:香味应该是食品固有品质,不应当随贮藏期延长而流失,保香是必须的。

3、包材推荐

用KOP/CPP(PE)复合膜再适当选用脱氧剂。不推荐BOPP/CPP或PET/CPP,现分析如下。

1)、阻隔数据

基膜阻隔性能表

KOP22 KPET15 BOPP20 PET12 CPP30

透水(g/m2.d) 3.5 5 9.0 35 4.0

透氧(ml/m2.d) 12 7 1200 110 800

保香(48h后) 无香味泄漏 最好 无保香功能 明显泄漏 无保香功能

复合膜阻隔性能

KOP22/CPP30 KPET15/CPP BOPP20/CPP30 PET12/CPP30

透水(g/m2.d) 1.87 2.22 2.77 3.59

透氧(ml/m2.d) 11.8 6.9 480 97

保香(48h后) 无香味泄漏 最好 无保香功能 明显泄漏

2)、初步计算(市售蛋糕随机抽样)

包装袋尺寸(内装两个蛋糕);18×6×7=756(ml),面积:552 cm2=0.0552( m2)

蛋糕尺寸:直径:6cm,高:5 cm,体积:2*3.14/4*36*5=282(ml)

包装袋内空余体积:756-282=474(ml)

包装时会有残存氧气量:474*21%=100(ml)

脱氧剂选用8~9 g,其吸氧量为200 ml

包装袋内保持无氧状态时间计算表

KOP22/CPP30 KPET15/CPP BOPP20/CPP30 PET12/CPP30

氧气流量(ml/d) 0.0552*11.8 =0.65 0.0552*6.9 =0.38 0.0552*480 =26.5 0.0552*97 =5.35

无氧状态时间(d) (200-100)/0.65 =153 (200-100)/0.38 =263 (200-100)/26.5 =3.7 (200-100)/5.35 =18.7

3、基本结论

A、建议采用KPET15/CPP30包装蛋糕,它不仅保质期长(近9个月),而且保香最好,只是阻湿性略差一点,但也比其它非PVDC涂层膜要好。相比较KOP22/CPP30略差一些,但也能保持5个月的无氧状态,保香也不错。

B、更建议在保持蛋糕体积不变的情况下,减小包装袋尺寸,这不仅可节省包材费用,而且还可以提高保质期,如上例假若包装袋子的长、宽、高尺寸均减小1 cm,这时袋子的体积只有510 ml,在脱氧剂用量不变条件下,则采用KOP22/CPP30包装的保质期可提高到234天(近8个月保质期),净增加保质期近3个月;而KPET15/CPP30的保质期可达400天。

(二)、鲜牛奶/酸奶包装膜

1、概述:目前市售鲜奶、酸奶包装主要有三类,即瓶装、盒装(常称为利乐包)、袋装。袋装所使用的材料主要有三层共挤和五层共挤PE膜。三层共挤的最外层是有白色二氧化钛的高密度PE,中间层是粘合剂,里层是有黑色母料的高密度PE。五层共挤的最外层是白色二氧化钛的高密度PE在中间按排了一些具有阻氧性能的树脂如尼龙或EVOH,两边亚层是粘合剂,里层是白色二氧化钛的高密度PE。五层共挤比三层共挤有更好的阻氧性能,因而所包装的牛奶有更长的保质期,但价格要高得多。

这里介绍的高阻隔鲜奶包装膜并非属于五层共挤膜,它是在三层共挤膜表面涂一层高阻隔材料--PVDC的高阻隔涂布膜,这种工艺所生产的产品是使三层共挤鲜奶膜的阻氧性达到五层共挤的水平时,而材料的成本介于三层和五层之间,因而它是一种经济型的高阻隔鲜奶包装膜。

2、包装与材料特性:鲜奶的主要成份包括脂肪(~3.7%)、蛋白质(~3.5%)、乳糖(~4.9%)和水份(~87%)。在加工过程中常加入一些营养物质如钙、纤维素。影响鲜奶变质的主要因素有光照、氧气、温度、二氧化碳、奶的挥发与渗漏。

光照--在加工和贮藏过程中,光照会使奶中的维生素受到损失,光化学反应会在奶中进行,这也会使奶的质量变化和造成一些营养特质的分解。采用黑、白膜结构可能解决光照问题。

氧气--氧气会使奶中的酯肪酸败而变质,酸败的牛奶会发出令人恶心的气味;氧气也会使蛋白质氧化而变质从而造成品质变。三层共挤不能解决隔氧,只有五层共挤或者三层共挤/涂布PVDC才能克服氧气渗透问题。

温度--温度有利于细菌的繁殖,低温贮藏有利鲜奶、酸奶的保存。

二氧化碳--二氧化碳对鲜奶,特别是对酸奶的风味变化和微生物的生长有重要影响。三层共挤不能阻隔二氧化碳,只有五层共挤或者三层共挤/涂布PVDC才能克服二氧化碳气渗透问题。

奶的挥发与渗漏--鲜奶和酸奶中极易挥发的成份,包装必须充分采用阻隔材料。

三层共挤、五层共挤、三层共挤/涂布PVDC阻隔性对比

三层共挤 五层共挤 三层共挤/PVDC

氧气透过量(cm3/m2.24h.0.1Mpa) ~2000 2~3 2~5

二氧化碳透过量(cm3/m2.24h.0.1Mpa) ~12000 ~200 ~200

3

声明:

本文来源于网络版权归原作者所有,仅供大家共同分享学习,如作者认为涉及侵权,请与我们联系,我们核实后立即删除。

小银管眼线液笔

colorkey

小金筷眉笔