CN104608459B - 一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺 - Google Patents

一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，包括以下步骤：1)原料的选择：A、基材选用双面铜版纸；B、淋底膜的树脂选用LDPE树脂；C、淋热固封膜的树脂选择EVA树脂；2)淋膜：在单面淋膜机上分两次进行淋膜或者是在双模头分工段的淋膜机上分两段进行淋膜,具体过程如下：2‑1)第一次电晕处理；2‑2)淋底膜,得到第一复合基材；2‑3)第二次电晕处理；2‑4)淋热固封膜,得到第二复合基材；3)将第二复合基材进行收卷,即得到纸塑复合膜。本发明所述工艺制作的纸塑复合膜具有稳定性高，热固封温度低和低污染的特点。

Description

一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺
技术领域
本发明涉及一种纸塑复合膜的制作工艺，具体来说是涉及一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺。
背景技术
目前，市场上常见使用的食品包装热固封纸塑复合膜都是采用PE材质的纸塑复合膜，由于PE的熔点高，使得在热固封时温度高达130℃-140℃之间，一方面，高的热固封温度可产生较大的能源浪费，而另一方面，高温固封下容易产生有害环境的气体(乙酸气体)，所以，研究一种可在相对较低温情况下能够热固封的包装材料，不但可节省能源，而且可降低因生产过程中产生的有害气体。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、能耗低的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺,采用该工艺制作的纸塑复合膜具有稳定性高，热固封温度低和低污染的特点。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于,包括以下步骤：
1)原料的选择：
A、基材选用双面优质铜版纸，铜版纸的克重可根据不同产品选择在90-150g/m2，平滑度在600-1000s。同时，如果对后续不用印刷的产品或要求印刷质量不高情况下也可以使用其他的纸如书写纸等，但须注意兼顾考虑产品的挺度和相关性能；
B、淋底膜的树脂选用低密度聚乙烯(LDPE树脂)，其熔融指数在6以上；主要是要求较高的熔融指数，如熔融指数在6以上，以使PE布能均匀分布，减少爆筋和降低加工温度；
C、淋热固封膜的树脂选择EVA树脂,EVA树脂的醋酸乙烯的含量低于5％；它是该项目的核心关键，必须考虑在能低温固封的同时不能有毒性，本项目使用EVA(乙烯-醋酸乙烯)树脂，其中,醋酸乙烯的含量低于5％，否则，可能会引起不符合卫生标准如FDA等。
2)淋膜：在单面淋膜机上分两次进行淋膜或者是在双模头分工段的淋膜机上分两段进行淋膜,具体过程如下：
2-1)第一次电晕处理:对基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22-25W/m2；
2-2)淋底膜:将LDPE(低密度聚乙烯)淋膜于经过第一次电晕处理的基材上，淋膜量为10-20g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第一复合基材,所述第一复合基材包括基材及复合于基材表面上的LDPE膜；
2-3)第二次电晕处理:对第一复合基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22-25W/m2；
2-4)淋热固封膜:将EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)淋膜于经过第一复合基材的LDPE膜上，控制淋膜量为10-20g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第二复合基材,所述第二复合基材包括基材及依次复合于基材表面上的LDPE膜、EVA膜；
3)将第二复合基材进行收卷,即得到纸塑复合膜。
本发明中，在淋膜复合前分别引入电晕工序，电晕控制值应在20-30W/m2，在复合时压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；能够确保淋膜纸的基材与PE膜的附着强度。当然，也是基于最为主要的压合附着力的提高，也可以根据设备的特性进行调整。
作为优选，在步骤2)中，所采用的淋膜机的拉伸比大于1:150；之所以控制拉伸比大于1:150，是为了能淋出很薄的效果，否则会出现漏膜现象。
作为优选，为确保淋膜纸的附着强度，在步骤2-2)进行淋底膜之前，必须测量LDPE膜和铜版纸的接着强度(附着牢度)，LDPE膜和铜版纸的接着强度采用180°剥离力方法测试，其值须≥150g/25mm；否则应调整其电晕值和PE复合的冷却温度(一般是提高温度)，必要时可降低淋膜速度以提高压合时间，高的压合强度、高的电晕值和增加压合时间有利于提高产品的附着强度。
作为优选，为了确保其EVA膜(固封膜)和LDPE膜(底膜)的接着强度，在进行步骤2-4)淋热固封膜之前，应测量LDPE膜的表面张力值(达因值)，一般要求其表面张力值≥40达因；否则，应调整其电晕值，电晕值提高有利于表面张力值的提高，或可通过降低淋膜速度来获得表面能提高(达因值的提高)；
作为优选，在步骤2-2)中，淋底膜的淋膜机的螺筒的温度要分区设定，设置如下：喂料区：190℃-220℃；第二区：230℃-250℃；第三区：260℃-290℃；第四区：280℃-315℃；第五区：320℃-345℃；接头区：320℃-350℃；模头区：330℃-350℃。
作为优选，在步骤2-4)中，淋热固封膜的淋膜机的螺筒的温度也要分区设定，设置如下：喂料区：135℃-145℃；第二区：180℃-190℃第三区：205℃-215℃；第四区：230℃-240℃；第五区：230℃-240℃；接头区：230℃-240℃模头区：230℃-240℃。
作为优选，在淋膜产品的收卷前应引入是洒粉工序，适当的洒粉有助于解决产品的层间粘连，使解卷容易。洒粉的选择应选用食品级粉体，如可选用玉米粉的改性淀粉，严禁使用钛白粉、滑石粉等无机物粉体；洒粉量的控制应以使收卷后的纸不粘膜为原则，其值可根据膜的表面光泽度调整，一般情况下，光泽度越高，洒粉值也相对增加，否则可适当减小。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过对原料组成及工艺步骤和参数的优化，利用容易得到的材料，制造出稳定性高，热固封温度低和低污染热固封包装材料。其生产方法简单直接，可广泛推广生产。通过该工艺生产的产品，比现有的传统生产工艺产品相对减少能耗超过25％。
2、本发明采用高质量的LDPE(低密度聚乙烯)，为了增加其和基材的结合强度，我们在淋膜前引入电晕处理，这基于，电晕处理可增加纸的结合面积的同时由于在电晕过程中产生的臭氧亦可增加PE和纸的结合强度，这过程是基于臭氧有很强氧化能力，氧化在淋膜的热复合有加强淋膜的复合强度；c.淋热固封膜：低温热固封层的选材有较高要求，在这里主要体现在该材料要满足低温热固封的同时也要兼顾材料的强度和食品的卫生，所采用EVA醋酸聚乙烯的含量不能过高，因为醋酸聚乙烯有一定的毒性(低毒)我们选用了杜帮的食品级EVA(乙烯-醋酸聚乙烯)，经产品测试完全能达到美国食品与药品管理局资格(FDA)标准。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例1：
一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，包括以下步骤：
1)原料的选择：
A、基材选用双面优质铜版纸，铜版纸的克重可根据不同产品选择在90g/m2，平滑度在600s。将经过测试达到标准的铜版纸(本实施例为定量90g/m2)装卷在淋膜机的放卷台，调整适当的放卷张力(本实施例为30kg)；
B、淋底膜的树脂选用低密度聚乙烯(LDPE树脂)，其熔融指数在6以上；
C、淋热固封膜的树脂选择EVA树脂,EVA树脂的醋酸乙烯的含量低于5％。
2)淋膜：在双模头分工段的淋膜机上分两段进行淋膜,所采用的淋膜机的拉伸比为1:180；具体过程如下：
2-1)第一次电晕处理:对基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22W/m2；
2-2)淋底膜:将LDPE(低密度聚乙烯)淋膜于经过第一次电晕处理的基材上，淋膜量为10g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第一复合基材,所述第一复合基材包括基材及复合于基材表面上的LDPE膜；
2-3)第二次电晕处理:对第一复合基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22W/m2；
2-4)淋热固封膜:将EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)淋膜于经过第一复合基材的LDPE膜上，控制淋膜量为10g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第二复合基材,所述第二复合基材包括基材及依次复合于基材表面上的LDPE膜、EVA膜；
机台升温，淋膜机(也可叫挤出复合机)的螺筒的温度(本实施例为双模头分工段的淋膜机)按以下区域设定，淋底膜模头：喂料区：190℃；第二区：230℃；第三区：260℃；第四区：300℃；第五区：320℃；接头区：320℃；模头温度设定在：330℃；
淋热固封膜模头：喂料区：135℃；第二区：180℃第三区：205℃；第四区：230℃；第五区：230℃；接头区：230℃；模头区：230℃；并根据模头的横向厚薄适当修正模头各区的温度。
调校淋膜复合的冷却温度(可调冷却水的温度达到)，初期可适当提高，待淋膜正常时，可适当根据附着力进行修正，建议初期调整为25℃。
调整电晕机的功率设定值，功率的设定可参考机台速度，和电晕强度设定，电晕强度设定值应在20W/m2，并可根据复合着力的测试结果和底膜的表面张力值的测试结果进行调整，当然也可以按现有生产经验进行修正。
调整个区域的张力，以双模头机台为例参考以下设定：放卷：25kg；引入：25kg；复合：28kg；二段复合：30kg；引出：30kg；收卷：25kg。
进机：进机时先适当从慢速进机，并调整好淋头宽度和切边刀当个各工序调整检查好后，进行切换卷，在切换卷后，马上测量淋膜的定量值、横向均匀度值和复合强度值，一切正常后可加速到正常的生产速度。
3)将第二复合基材依次进行洒粉、收卷及分条,即得到纸塑复合膜。
洒粉过程中，调整洒粉机的速度设定，洒粉量可参考洒粉机说明书的最大洒粉量进行，以不粘膜为原则进行调整。
收卷时，检查收卷整齐度，并控制在±5mm，当够长度时可换卷进行包装，包装方式根卷客户要求，如无特殊要求可根据企业标准或相关的行业标准，如产品需要分条时可作适当的简单包装。
分条：分条时分条刀一定要采用铰剪刀(上下切刀)进行分条，否则容易引起产品肿边而导致产品在二次放卷(后印刷或裁切冲型工序)造成产品粘边而拉破基材。
经上述步骤制造出的低温固封食品包装用淋膜纸性能非常稳定，可满足低温固封的食品包装用基材，热固封效能比现有产品可提高25％，具有极高产品附加值和广阔发展市场空间。
实施例2：
一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，包括以下步骤：
1)原料的选择：
A、基材选用双面优质铜版纸，铜版纸的克重选择在120g/m2，平滑度在800s。将经过测试达到标准的铜版纸(本实施例为定量120g/m2)装卷在淋膜机的放卷台，调整适当的放卷张力(本实施例为30kg)；
B、淋底膜的树脂选用低密度聚乙烯(LDPE树脂)，其熔融指数在6以上；
C、淋热固封膜的树脂选择EVA树脂,EVA树脂的醋酸乙烯的含量低于5％。
2)淋膜：在双模头分工段的淋膜机上分两段进行淋膜,所采用的淋膜机的拉伸比为1:200；具体过程如下：
2-1)第一次电晕处理:对基材进行电晕处理，电晕控制值控制在23W/m2；
2-2)淋底膜:将LDPE(低密度聚乙烯)淋膜于经过第一次电晕处理的基材上，淋膜量为15g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第一复合基材,所述第一复合基材包括基材及复合于基材表面上的LDPE膜；
2-3)第二次电晕处理:对第一复合基材进行电晕处理，电晕控制值控制在23W/m2；
2-4)淋热固封膜:将EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)淋膜于经过第一复合基材的LDPE膜上，控制淋膜量为15g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第二复合基材,所述第二复合基材包括基材及依次复合于基材表面上的LDPE膜、EVA膜；
机台升温，淋膜机(也可叫挤出复合机)的螺筒的温度(本实施例为双模头分工段的淋膜机)按以下区域设定，淋底膜模头：喂料区：220℃；第二区：250℃；第三区：290℃；第四区：315℃；第五区：345℃；接头区：50℃；模头温度设定在：350℃；
淋热固封膜模头：喂料区：145℃；第二区：190℃第三区：215℃；第四区：240℃；第五区：240℃；接头区：240℃模头区：240℃；并根据模头的横向厚薄适当修正模头各区的温度。
调校淋膜复合的冷却温度(可调冷却水的温度达到)，初期可适当提高，待淋膜正常时，可适当根据附着力进行修正，建议初期调整为30℃.
调整电晕机的功率设定值，功率的设定可参考机台速度，和电晕强度设定，电晕强度设定值应在30W/m2，并可根据复合着力的测试结果和底膜的表面张力值的测试结果进行调整，当然也可以按现有生产经验进行修正。
调整个区域的张力，以双模头机台为例参考以下设定：放卷：35kg；引入：35kg；复合：40kg；二段复合：40kg；引出：40kg；收卷：50kg。
进机：进机时先适当从慢速进机，并调整好淋头宽度和切边刀当个各工序调整检查好后，进行切换卷，在切换卷后，马上测量淋膜的定量值、横向均匀度值和复合强度值，一切正常后可加速到正常的生产速度。
3)将第二复合基材依次进行洒粉、收卷及分条,即得到纸塑复合膜。
洒粉过程中，调整洒粉机的速度设定，洒粉量可参考洒粉机说明书的最大洒粉量进行，以不粘膜为原则进行调整。
收卷时，检查收卷整齐度，并控制在±5mm，当够长度时可换卷进行包装，包装方式根卷客户要求，如无特殊要求可根据企业标准或相关的行业标准，如产品需要分条时可作适当的简单包装。
分条：分条时分条刀一定要采用铰剪刀(上下切刀)进行分条，否则容易引起产品肿边而导致产品在二次放卷(后印刷或裁切冲型工序)造成产品粘边而拉破基材。
经上述步骤制造出的低温固封食品包装用淋膜纸性能非常稳定，可满足低温固封的食品包装用基材，热固封效能比现有产品可提高25％，具有极高产品附加值和广阔发展市场空间。
实施例3：
一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，包括以下步骤：
1)原料的选择：
A、基材选用双面优质铜版纸，铜版纸的克重可根据不同产品选择在150g/m2，平滑度在1000s。将经过测试达到标准的铜版纸(本实施例为定量150g/m2)装卷在淋膜机的放卷台，调整适当的放卷张力(本实施例为30kg)；
B、淋底膜的树脂选用低密度聚乙烯(LDPE树脂)，其熔融指数在6以上；
C、淋热固封膜的树脂选择EVA树脂,EVA树脂的醋酸乙烯的含量低于5％。
2)淋膜：在单面淋膜机上分两次进行淋膜,所采用的淋膜机的拉伸比为1:200；具体过程如下：
2-1)第一次电晕处理:对基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22-25W/m2；
2-2)淋底膜:将LDPE(低密度聚乙烯)淋膜于经过第一次电晕处理的基材上，淋膜量为20g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第一复合基材,所述第一复合基材包括基材及复合于基材表面上的LDPE膜；
2-3)第二次电晕处理:对第一复合基材进行电晕处理，电晕控制值控制在25W/m2；
2-4)淋热固封膜:将EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)淋膜于经过第一复合基材的LDPE膜上，控制淋膜量为20g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s；得到第二复合基材,所述第二复合基材包括基材及依次复合于基材表面上的LDPE膜、EVA膜；
机台升温，淋膜机(也可叫挤出复合机)的螺筒的温度(本实施例为单面淋膜机)按以下区域设定，模头：喂料区：210℃-220℃；第二区：235℃-250℃；第三区：275℃-290℃；第四区：300℃-315℃；第五区：330℃-345℃；接头区：335℃-350℃；模头温度设定在：335℃-350℃；
调校淋膜复合的冷却温度(可调冷却水的温度达到)，初期可适当提高，待淋膜正常时，可适当根据附着力进行修正，建议初期调整为30℃。
调整电晕机的功率设定值，功率的设定可参考机台速度，和电晕强度设定，电晕强度设定值应在25W/m2，并可根据复合着力的测试结果和底膜的表面张力值的测试结果进行调整，当然也可以按现有生产经验进行修正。
调整个区域的张力，以下设定：放卷：25kg-35kg；引入：25kg-35kg；复合：28kg-40kg；二次复合：30kg-40kg；引出：30kg-40kg；收卷：25kg-50kg。
进机：进机时先适当从慢速进机，并调整好淋头宽度和切边刀当个各工序调整检查好后，进行切换卷，在切换卷后，马上测量淋膜的定量值、横向均匀度值和复合强度值，一切正常后可加速到正常的生产速度。
3)将第二复合基材依次进行洒粉、收卷及分条,即得到纸塑复合膜。
洒粉过程中，调整洒粉机的速度设定，洒粉量可参考洒粉机说明书的最大洒粉量进行，以不粘膜为原则进行调整。
收卷时，检查收卷整齐度，并控制在±5mm，当够长度时可换卷进行包装，包装方式根卷客户要求，如无特殊要求可根据企业标准或相关的行业标准，如产品需要分条时可作适当的简单包装。
分条：分条时分条刀一定要采用铰剪刀(上下切刀)进行分条，否则容易引起产品肿边而导致产品在二次放卷(后印刷或裁切冲型工序)造成产品粘边而拉破基材。
经上述步骤制造出的低温固封食品包装用淋膜纸性能非常稳定，可满足低温固封的食品包装用基材，热固封效能比现有产品可提高25％，具有极高产品附加值和广阔发展市场空间。
将本发明实施例1-3所得到的食品包装用纸塑复合纸及普通温度纸塑复合膜、低温度纸塑复合膜的热封压合性能进行对比，试验参考JISZ1526-1976,具体结果见表1-表3：
表1普通温度PE/纸塑复合膜热封压合性能
表2低温PE/纸塑复合膜热封压合性能
试样3：实施例1-3所述纸基复合膜热封压合性能
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于,包括以下步骤：
1)原料的选择：
A、基材选用双面优质铜版纸，铜版纸的克重选择在90-150g/m2，平滑度在600-1000s；
B、淋底膜的树脂选用LDPE树脂，其熔融指数在6以上;
C、淋热固封膜的树脂选择EVA树脂, EVA树脂的醋酸乙烯的含量低于5%;
2)淋膜：在单面淋膜机上分两次进行淋膜或者是在双模头分工段的淋膜机上分两段进行淋膜,具体过程如下：
2-1） 第一次电晕处理:对基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22-25W/m2;
2-2）淋底膜:将LDPE淋膜于经过第一次电晕处理的基材上，淋膜量为10-20g/m2，压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s;得到第一复合基材,所述第一复合基材包括基材及复合于基材表面上的LDPE膜；
2-3）第二次电晕处理:对第一复合基材进行电晕处理，电晕控制值控制在22-25W/m2;
2-4）淋热固封膜: 将EVA淋膜于第一复合基材的LDPE膜上，控制淋膜量为10-20g/m2,压合强度大于7.5kg/cm2、压合时间大于0.2s; 得到第二复合基材,所述第二复合基材包括基材及依次复合于基材表面上的LDPE膜、EVA膜；
3)将第二复合基材进行收卷, 即得到纸塑复合膜；在第二复合基材的收卷前引入洒粉工序,洒粉的粉料选用食品级粉体。
2.根据权利要求1所述的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于:在步骤2）中，所采用的淋膜机的拉伸比大于1:150。
3.根据权利要求1所述的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于:在步骤2-2）进行淋底膜之前，测量LDPE膜和铜版纸的接着强度，LDPE膜和铜版纸的接着强度采用180°剥离力方法测试，其值须≥150g/25mm。
4.根据权利要求1所述的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于:在进行步骤2-4）淋热固封膜之前，测量LDPE膜的表面张力值，要求其表面张力值≥40达因。
5.根据权利要求1所述的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于:在步骤2-2）中，淋底膜的淋膜机的螺筒的温度要分区设定，设置如下：喂料区：190℃-220℃；第二区：230℃-250℃；第三区：260℃-290℃；第四区：280℃-315℃；第五区：320℃-345℃；接头区：320℃-350℃；模头区：330℃-350℃。
6.根据权利要求1所述的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于:在步骤2-4）中，淋热固封膜的淋膜机的螺筒的温度要分区设定，设置如下：喂料区：135℃-145℃；第二区：180℃-190℃第三区：205℃-215℃；第四区：230℃-240℃；第五区：230℃-240℃；接头区：230℃-240℃模头区：230℃-240℃。
7.根据权利要求1所述的食品包装用纸塑复合膜的制作工艺，其特征在于: 所述洒粉的粉料选用玉米粉的改性淀粉。
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