奶粉包裝袋材質要求和生產控制
目前,市場上銷售的奶粉包裝袋要有金屬罐和塑料軟包裝袋兩種形式。金屬罐的密封性好,保質期長,但其生產和運輸成本都比較高,故而,只有幾家大型的知名乳品企業在部分產品上應用這種包裝形式。相同品質的罐裝奶粉,市場售價一般會比袋裝奶粉貴30%以上。因此,隨著乳品行業競爭的加劇,受成本因素影響,金屬罐包裝有逐漸被輕質塑料包裝取代的可能性。
一、奶粉包裝袋的材質結構
鍍鋁結構包裝袋比BOPP結構更安全。其中,含鋁箔結構的包裝成本比較高,但保質期較長,一般可達到一年半到兩年。鍍鋁結構的包裝成本相對較低,但是保質期也比較短,一般不超過一年半。而對于BOPP結構,由于BOPP材料本身的耐熱性能不好,一般不適合在自動包裝機上使用,主要用來制作預制袋,進行手工包裝。
鋁箔具有良好的防潮、防銹、阻氣、遮光及耐腐蝕性,其挺度、機械強度適中,延展性好,便于加工,可以與紙張、塑料復合制成高阻隔、耐高溫鋁塑復合材料,適用于高溫殺菌包裝、真空包裝等。采用鋁箔復合材料可有效提高產品的保質期,抵抗油脂向包裝的滲透浸染。
鋁塑包裝也有自身的局限性,比如鋁箔不耐折,在真空包裝抽真空或者產品流通過程中鋁箔容易出現針孔、穿孔、斷裂等問題。鋁塑包裝經揉搓后阻隔性能大幅下降,甚至出現了貫穿性的穿孔。但是,如果復合層中添加PA、EVOH等高阻隔層,則不僅可以起到保護鋁箔的作用,而且可以使出現鋁箔穿孔的材料的阻隔性保持在較高的水平。因此,當奶粉包裝袋距離運輸或者儲運過程中包材易擠壓揉搓時,如選擇此類包裝,則與鋁箔所復合的材料的性能至關重要,常用的復合材料設計有PET/AL/CPP、PET/AL/PA/CPP、PET/NY/AL/NY/CPP等。
一般情況下,鋁塑復合膜的氧氣透過量小于12.5px3/.24h.0.1MPa,水蒸氣透過量小于0.5g/.24h,是奶粉常用的包裝材料。相對而言,復合層數越多,阻隔性能和物理性能越好,然而其成本也越高,過度提高包裝性能是浪費的也是不必要的。在包裝材料設計時,應結合奶粉包裝袋藝及貨架期需求合理選擇包裝。
二、奶粉包裝袋的工藝流程
PET印刷——與AL光亮面復合(一遍復合) ——與PE膜復合(二遍復合)——熟化——分切——出廠
幾個關鍵問題
(一)PE膜的選擇
高速自動包裝機的普遍使用,對奶粉包裝袋膜提出了更高的要求,尤其是PE膜的熱封性能、耐污染性能和摩擦系數(C.O.F)。采用三層共擠技術,對不同擠出層進行不同的設計,可達到既保證產品的性能要求,又可有效地控制成本的目的。
(二)復合強度
在PET12μm//AL7μm//PE70μm結構中,各層的剝離力大小直接影響著復合膜的封口強度,如前所述,采用上述PE膜后,只要保證PE膜的電暈強度在38-40dyn/cm之間,上膠量在2.5-3.5g/m2,熟化溫度45-50℃,熟化時間48小時,就可保證AL層與PE之間的復合強度沒有問題。為此,提高PET電暈強度至50dyn/cm,就可避免出現油墨風象,測試結果為不可剝離(PET撕裂)。另外,粘合劑層的狀態也不容忽視。粘合劑中的固化劑多為聚多異氰酸酯,其活性基團—NCO會與—OH、--OOOH、--NH2、--RNH等基團發生反應,從而影響粘合劑固化效果。所以,必須嚴格控制乙酯溶劑中的水分含量以及容器的清潔,防止含有上述活性基團的物質的不良影響。
(三)異味
奶粉產品對包裝材料的異味是非常敏感的,嚴重的外來氣味會使奶粉的風味發生改變,甚至危害消費者的健康。復合膜異味主要有兩個來源:一是殘留溶劑,一是PE樹脂。下面分別對這兩個問題進行闡述。
1、殘留溶劑的控制
1)由于丁酮氣味較重,可要求油墨供應商禁用。
2)減少慢干溶劑的加入。環境溫度越高,溶劑揮發速度越快,為了防止堵版,常加入二甲苯、異丙醇等揮發速度較慢的溶劑。
3)合理設置干燥箱溫度和排風量。層次版設定在55--60℃,大面積滿版印刷設定在70--85℃。進風壓和排風壓并非越大越好(過大會引起墨層劃傷或斷膜),而是要使兩者達到平衡。
4)由于滿版油墨常在最后一個機組印刷,較前面層次版經過的干燥箱次數少,所以在許可的條件下,再空跑1—2個機組后收卷,可最大限度地減少溶劑殘留。在印刷工序,殘留溶劑總量應控制在3mg/m2以下,其中甲苯要低于2mg/m2。
5)在滿足要求的情況下,通過對比試驗,選擇對乙酯溶劑釋放性好的膠粘劑,然后確定供應商。這一點常常被忽視,應引起印刷廠家的注意。
6)控制上膠量。在復合強度及表現符合要求的前提下,應減少上膠量。與增加乙酯來稀釋膠粘劑相比,選擇適當的網線輥調節上膠量的辦法更有效。
7)盡可能地提高排風量。
8熟化:這既是膠粘劑固化過程,也是在一定程度上降低殘留溶劑的過程。
2、PE樹脂異味
樹脂異味的控制主要從兩個方面考慮。一是加工溫度。溫度過高會使樹脂氧化,產生異味,一般來講,吹塑PE膜異味要比擠出流延膜的異味低得多。二是樹脂中的低分子物如增塑劑、爽滑劑或其它添加劑的析出。通過前述幾個關鍵點的控制,包材質量完全符合用戶的要求,取得了較好的經濟效益。
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