CN1055506A - 包装食品用三层塑料复合薄膜 - Google Patents
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Abstract
一种低成本包装食品用的三层塑料复合薄膜，由
双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜为面层，聚乙烯醇
(PVA)涂层(厚为1-5μ)为中间层，聚乙烯(PE)为内
层所组成。难粘合的EP或BOPP膜不用胶粘剂直
接涂布PVA水溶液制成PVA/PE，PVA/BOPP
膜。该三层复合薄膜具有成本低，强度大、无毒、易热
封和高隔氧防潮等特点，它适于包装香肠、腊肉、榨
菜，特别适用于包装花生及油炸酥脆食品，储存期在
半年以上不变质，原材料和设备立足于国内，投资少，
适合于中小企业生产。
Description
本发明属于包装食品用三层塑料复合薄膜的制造领域。
为了满足包装多种食品性能的要求，国内外已生产的塑料复合薄膜有多种，复合层数由双层至五六层。其中以双向拉伸聚丙烯（BOpP），尼龙（Nylon）和聚乙烯（PE）复合的三层薄膜（BOPP/Nylon/PE）的性能优良，但其成本高。日本公开特许81，126157将流延法或吹塑法制成的聚乙烯醇（PVA）薄膜（有的经双向拉，适当降低厚度并提高强度），再用聚氨酯等胶粘剂使PVA分别与BOPP，PE薄膜粘接复合。由于PVA的熔点与分解温度十分相近，难以用一般的吹塑法制成较薄的膜，流延法不仅生产效率低，成本高，而且只能生产出厚膜。因此BOPP/PVA（膜厚30-50μ）/PE复合薄膜的综合成本高于BOPP/Nylon/PE复合薄膜。
根据PVA有优异的成膜性和阻隔气体的特性，如在干燥环境中，PVA薄膜的透氧速度低于同样厚度的尼龙，聚酯（PET）薄膜的三十分之一;低于PE或PP薄膜的二千分之一。即0.1mm厚的PE薄膜，24小时每平方米透氧量在1000ml以上，复合0.001mm PVA后，便可下降至3ml以下。这对于防止或抑制细菌在足量氧条件下的繁殖以及脂肪性食品的氧化变质是非常重要的。
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种成本低的高隔氧防潮的三层塑料复合薄膜（BOPP/PVA<涂层1-5μ>/PE），用于包装榨菜，香肠，腊肉，风味大头菜及油炸酥脆食品。本发明制造复合薄膜的方法是不用胶粘剂，采用涂布法将PVA水溶液直接涂布并牢固地复合在用电晕放电处理过的PE或BOPP膜上，再用聚氨酯等胶粘剂与BOPP或PE膜粘接复合而成。该复合薄膜与日本专利相比，薄膜的结构组成相似，两者的防潮隔氧性均为优良，但其制造方法各不相同，本发明方法制造的三层塑料复合薄膜的成本却大大下降，更具有工业化批量生产的价值。降低成本的原因是用本发明者设计制造的专用涂布机，使PVA水溶液直接涂布在难粘的PE或BOPP膜上形成很薄的涂层，从而达到省设备，省工艺，降低成本的目的;其次是不用胶粘剂，省掉PVA膜与PE或BOPP膜的粘接复合工艺及设备;三是在PVA水溶液中加入少量的复合交链剂，增加PVA涂层与PE或BOPP膜的粘合力，提高PVA涂层的抗水性;四是PVA涂层厚度为1-5μ，较通常的PVA膜厚30-50μ降低几十倍，其成本低是不言而喻的。
本发明的关键技术之一是在于选择一种复含交链剂，使PVA涂层与难粘的PE或BOPP膜间的剥离强度及耐水性达到包装多种食品的要求。美国专利U.S.P 3，294，577在制造瓶状复合材料中，提出在PVA的乙醇与水的混合溶液中加入六甲氧基三聚氰胺（HMM）交链剂组成的涂布料，用以改进涂层的强度和耐水性。我们曾反复试验表明，该专利提出的涂布料及其工艺不适用于生产包装食品用的复合薄膜，所制得的PVA涂层与PE膜间的剥离强度及耐水性达不到包装多种食品的要求，而且在固化过程中放出甲醇、甲醛污染薄膜，也是卫生标准所不允许的。经我们大量的试验研究，发现在PVA的水溶液中加入由一至三羟甲基三聚氰胺与氯化铵，硝酸铵和硫酸铵等强酸弱碱盐或有机酸与尿素组成的复合交链剂（A）或者由一羟、二羟甲基脲与氯化铵，硝酸铵，硫酸铵及尿素等组成的复合交链剂（B）制成的PVA涂布料，其复合工艺制得的PVA涂层与PE或BOPP膜间的剥离强度及耐水性均能满足生产工艺及包装多种食品的要求。
本发明提供的制造包装食品用三层塑料复合薄膜（BOPP/PVA涂层/PE）的方法如下：
1.起始原料及配方组分
（1）PVA涂布料的配制（按重量份计）
PVA 5-15份
无离子水 85-95份
复合交链剂（可用一羟至三羟甲基三聚氰胺或一羟、二羟甲基脲与氯化铵，硝酸铵和硫酸铵等强酸弱碱盐或者有机酸与尿素所组成） 10-50%（以PVA重量计）
按上述配方称取PVA，无离子水，加入带搅拌器，温度计和回流冷凝器的反应釜中，在搅拌下于90-100℃溶解成透明溶液，涂布前加入复合交链剂，搅拌均匀后备用。
（2）PE薄膜膜厚35-60μ，表面经电晕放电处理。
（3）双组分聚氨酯胶粘剂是将甲乙组分按比例混合均匀，用醋酸乙酯稀释至10-25%浓度。
（4）BOPP薄膜膜厚15-30μ，表面经电晕放电处理。
2.复合工艺条件
（1）PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP复合工艺条件
PVA涂层（干量）厚度 1-5μ
干燥温度 90-200℃
干燥时间 10-60秒
涂布速度 5-20米/分钟
最佳工艺条件为
PVA涂布厚度 2-3μ
干燥温度 120-125℃
干燥时间 20-40秒
涂布速度 10-15米/分钟
按上述配方及工艺条件制得PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP复合膜，其剥离强度≥500克/2.5厘米，在40-60℃后固化24小时后于沸水中浸泡2小时无分层现象。
（2）BOPP/PVA（层涂）/PE复合工艺条件
聚氨酯胶层厚度（干量） 2-8μ
干燥温度 60-100℃
干燥时间 10-20秒
粘接复合速度 10-15米/分钟
在干式复合机上，于胶槽中注入配制浓度为20%的聚氨酯胶液，辊涂胶液至BOPP的一面，在上述工艺条件下与PVA（涂层）/PE复合膜的PVA面进行热压粘接复合，制得的BOPP/PVA（涂层）/PE复合膜总厚为60-80μ，透氧量＜3毫升/米2，24小时，24℃（按GB1038-70测定）
本发明的包装食品用三层塑料复合薄膜具有如下优点：
1.PVA涂层与PE膜层间的剥离强度≥500克/2.5厘米，在40-60℃后固化24小时后，于沸水中浸泡2小时无分层和溶胀现象;不用复合交链剂时，其剥离强度≤150克/2.5厘米，在40-60℃后固化24小时于沸水中浸泡2小时后，PVA涂层完全溶解。BOPP/PVA（涂层）/PE三层复合膜透氧量（按GB1038-70测定）小于3毫升/米2，24小时，24℃，不涂布PVA膜的BOPP（膜厚20μ）/PE（膜厚50μ）复合膜，其透氧量为750毫升/米2，24小时，24℃。
2.具有成本低，强度大，无毒，高隔氧防潮性能优良等特点，它适用于包装香肠，腊肉，榨菜，风味大头菜，特别适用于包装花生及油炸酥脆食品，储存期在半年以上不变质。
3.操作简便，原材料和设备立足于国内，投资少，成本低，适用于中小企业生产，有显著的经济效益和社会效益。
实施例1
（1）PVA涂布料液的配制
在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的5000毫升三颈瓶中加入PVA350克，无离子水3150克，搅拌、加热升温至95℃，保持1.5小时，PVA完全溶解成透明无色溶液，加入由一羟至三羟甲基三聚氰胺100克，溶解并冷至室温后，加入氯化铵4克及尿素2克，搅拌均匀后常温涂布。配成的PVA涂布料液一次用完，不宜存放。
（2）PE膜（膜厚50μ）或BOPP（20μ）膜表面经由电晕放电处理。
（3）在自行设计的专用涂布机上按下列工艺条件进行涂布复合：
PVA涂层（干量） 2-3μ
干燥温度 120-125℃
干燥时间 20-40秒
涂布速度 10-12米/分钟
按上述配方组分和工艺条件制得的PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP膜层间的剥离强度为560克/2.5厘米，50℃后固化24小时后于沸水中浸泡2小时无分层及明显溶胀发粘现象。
（4）BOPP（20μ）/PVA（涂层2-3μ）/PE（50μ）三层复合膜的制造是在干式复合机上，在胶槽中注入配制浓度为20%的聚氨酯胶液，并辊涂至BOPP膜或者PE膜经电晕放电处理的表面上，在干燥温度70-75℃，干燥时间10-20秒，复合速度10-12米/分钟条件下与PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP复合膜的PVA面进行热压粘接复合。
按上述工艺制得的三层复合膜总厚为68-73μ透氧量＜3毫升/米2，24小时，24℃，（按GB1038-70测定），不涂布PVA膜的BOPP（20μ）/PE（50μ）膜其透氧量为750毫升/米224小时，24℃
实施例2
（1）PVA涂布料的配制
在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的5000毫升三颈瓶中加入PVA420克，无离子水3080克，搅拌、加热升温至95℃，保持1.5小时，PVA完全溶解成透明无色溶液，加入一羟、二羟基脲42克，溶解混合均匀后冷至室温，在涂布前加入硝酸铵4.2克，尿素1.5克，搅拌混匀后常温涂布。配成的PVA涂布液应一次用完，不宜存放。
（2）PE（50μ）或BOPP（20μ）膜表面经电晕放电处理。
（3）在自行设计的专用涂布机上按下列条件进行涂布复合。
PVA涂层（干量）厚度 1-5μ
干燥温度 120-125℃
干燥时间 20-30秒
涂布速度 10-12米/分钟
按上述配方组分和工艺条件制得PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP膜间的剥离强度为545克/2.5厘米，在40℃后固化24小时，于50℃热水中浸泡24小时后无脱层和明显溶胀现象;不加复合交链剂，剥离强度为130克/2.5厘米，在20-30℃水中浸泡24小时后，有明显脱层和溶胀现象。
（4）BOPP（20μ）/PVA（涂层1-5μ）/PE（50μ）复合膜的制造。
在干式复合机上，在胶槽中注入配制浓度为20%的聚氨酯胶液，并辊涂胶液至BOPP或PE膜经由电晕放电处理的表面上，在干燥温度75-80℃干燥时间10-20秒，复合速度10-12米/分钟条件下与PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP复合膜的PVA面进行热压粘接复合。
按上述工艺制得的三层复合膜总厚为73-75μ透氧量＜3毫升/米2，24小时，24℃，不涂布PVA的BOPP（20μ）/PE（50μ）复合膜透氧量为750毫升/米2，24小时，24℃。
实施例3
配方组分和工艺条件同实施例1，仅在交链剂中的氯化铵4克改用硫酸铵4克，醋酸2克，尿素2克，制得的产品性能接近实施例1。
Claims (3)
1、一种包装食品用的三层塑料复合薄膜，其特征在于由双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜为面层，涂布法制得的聚乙烯醇(PVA)涂层(厚为1-5μ)为中间层，聚乙烯(PE)为内层所组成(BOPP/PVA/PE)。
2、按照权利要求1所述包装食品用的三层塑料复合薄膜的制造方法，其特征在于：
（1）起始原料及配方组分
①PVA涂布料的制备（按重量份计）
PVA 5-15份
无离子水 85-95份
复合交链剂 10-50%（以PVA重量计）
按上述配方称取PVA，无离子水，加入带搅拌器，温度计和回流冷凝器的反应釜中，在搅拌下于90-100℃溶解成透明溶液，涂布前加入复合交链剂，搅拌均匀后备用。
②PE薄膜膜厚35-60μ，表面经电晕放电处理。
③双组分聚氨酯胶粘剂是将甲乙组分按比例混合均匀，用醋酸乙酯稀释至10-25%浓度。
④BOPP薄膜膜厚15-30μ，表面经由电晕放电处理。
（2）复合工艺条件
①PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP复合工艺条件
PVA涂层（干量）厚度 1-5μ
干燥温度 90-200℃
干燥时间 10-60秒
涂布速度 5-20米/分钟
最佳工艺条件为
PVA涂布（干量）厚度 2-3μ
干燥温度 120-125℃
干燥时间 20-40秒
涂布速度 10-15米/分钟
按上述配方及工艺条件制得PVA（涂层）/PE或PVA（涂层）/BOPP复合膜，其剥离强度≥500克/2.5厘米，在40-60℃后固化24小时后于沸水中浸泡2小时无分层现象。
②BOPP/PVA（涂层）/PE复合工艺条件
聚氨酯胶层厚度（干量） 2-8μ
干燥温度 60-100℃
干燥时间 10-20秒
粘接复合速度 10-15米/分钟
在干式复合机上，于胶槽中注入配制浓度为20%的聚氨酯胶液，辊涂胶液至BOPP的一面，在上述工艺条件下与PVA（涂层）/PE复合膜的PVA面进行热压粘接复合，制得的BOPP/PVA（涂层）/PE复合膜总厚为60-80μ，透氧量＜3毫升/米2，24小时，24℃（按GB1038-70测定）。
3、按照权利要求1或2所述复合包装食品用的三层复合薄膜，其特征在于所述复合交链剂由一羟至三羟甲基三聚氰胺，或一羟、二羟甲基脲与氯化铵、硝酸铵，硫酸铵等强酸弱碱盐或者有机酸与尿素所组成。
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1990
- 1990-04-13 CN CN 90105802 patent/CN1055506A/zh active Pending
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