CN107521191A - 高阻隔食品保鲜袋膜 - Google Patents

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Abstract

本专利公开了一种高阻隔食品保鲜袋膜，为七层复合薄膜，其特征在于，包括两层尼龙层，一层乙烯/乙烯醇共聚物层，一层酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层，两层酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，一层茂金属聚乙烯层。提高保鲜膜对氧气的阻隔效果，延长食品保鲜期。

Description

高阻隔食品保鲜袋膜
技术领域
本发明公开了一种高阻隔食品保鲜袋膜，涉及纳米结构材料类技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的提高，健康意识普遍增强，对食品的保鲜要求越来越高制品，保鲜膜产品大量使用。保鲜膜能够提供短期内的保鲜要求，但是保鲜时效短，瓜果蔬菜水分流失快，色泽变暗营养易流失，食品混合存放易串味等一系列问题严重制约着保鲜膜袋产品。据报道，因食品保鲜膜袋阻隔性不够导致的粮食浪费就高达900亿斤。同时，为增加食品的保质期，商家往往会增加防腐剂的剂量，反过来又对人体健康产生不利影响。
食品霉腐变质主要是由微生物的活动造成，而大多数微生物(如霉菌和酵母菌)的生存是需要氧气的，而真空包装就是运用这个原理，把包装袋内和食品细胞内的氧气抽掉，使微物物失去“生存的环境”。相关数据证明：当包装袋内的氧气浓度≤1％时，微生物的生长和繁殖速度就急剧下降，氧气浓度≤0.5％时，大多数微生物将受到抑制而停止繁殖。真空除氧除了抑制微生物的生长和繁殖外，另一个重要功能是防止食品氧化，因油脂类食品中含有大量不饱和脂肪酸，受氧的作用而氧化，使食品变味、变质。
目前市场上的保鲜膜对氧气的阻隔效果并不理想，生产对氧气有高阻隔作用的项目将开发一种保鲜膜迫在眉睫。
发明内容
本发明目的在于提高保鲜膜对氧气的阻隔效果，延长食品保鲜期。
本方案中的基础方案：高阻隔食品保鲜袋膜，为七层复合薄膜，其特征在于，包括两层尼龙层，一层乙烯/乙烯醇共聚物层，一层酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层，两层酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，一层茂金属聚乙烯层。
尼龙(PA)，是聚酰胺的俗称，PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。PA的机械强度高，韧性好；自润性、耐摩擦性好；优良的耐热性和优异的电绝缘性。使用PA可以提高保鲜膜的强度和抗拉性。
乙烯/乙烯醇共聚物层(EVOH)，将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合，乙烯-乙烯醇共聚物不仅表现出极好的加工性能，而且也对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用。从性质上来说，EVOH共聚物是高度结晶体，它的性质主要取决于其共聚单体的相对浓度。一般地说，当乙烯含量增加时，气体阻隔性能下降，防潮性能改进，且树脂更易于加工。EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用。它被用在包装结构中，通过防止氧气的渗入来提高香味和质量的保留程度。在使用充气包装技术中，EVOH树脂有效地保留了用来保护产品的二氧化碳或氮气。
酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层(HDPE)，具有分子量高分布较窄、牵伸性能好、直线强度、结节强度均衡好、制品打结强度高及良好的机械性能等，广泛用于共挤出流延，吹膜，片材耐煮沸结构，PE、PA、EVOH的粘合。
酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层(LLDPE)，具有类似与线形低密度聚乙烯LLDPE的密度和熔体指数。可粘合多种材料，比如：乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，PA6，PE，离子型聚合物(沙林)和乙烯的共聚物。具有和LLDPE树脂有相似的物理性能。可用于吹膜，流延薄膜/片材等共挤出工艺。用LLDPE粘合树脂生产聚乙烯阻隔结构的共挤出薄膜比用EVA粘合树脂为基材的生产薄膜有更好的耐热性能。LLDPE粘合树脂对EVOH有良好的粘合性能，对PA具有优异的粘合性。薄膜的热封性能与完全熔着的热封温度相应，LLDPE热封温度比LDPE高10-15℃，而且LLDPE比LDPE熔点范围更窄，所以薄膜的热封性能良好。
茂金属聚乙烯层(MLLDPE)，一般复合薄膜在热封时往往需要的温度高、时间长、压力大、热封牢度不够，或者防潮、防渗漏性能差。MLLDPE可排除上述材料存在的缺陷，实现低温热封，并且封口力值大。
该发明的有益效果为：这款通过七层流延生产设备生产的高阻隔保鲜膜，阻隔氧气的效果好，抑制微生物的生长和繁殖，还可以防止食品氧化，可以延长食品保鲜期10倍以上，防止冰箱内生熟异味污染，减少水果蔬菜水分蒸发、色泽变暗营养流失，抑止细菌滋生繁殖，防潮防霉抗氧化，保鲜维持口感。同时，配套先进的制袋设备，可根据客户要求制定不同规格厚度形状的袋形，满足不同的客户需求。
优选方案一：作为对基础方案的优化，从外向内依次为：第一尼龙层，乙烯/乙烯醇共聚物层，第二尼龙层，酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层，第一酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，第二线酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，茂金属聚乙烯层。
两层辅以PA作为高抗拉、高强度材料，提高保鲜膜的机械强度和韧性；第一尼龙层和第二尼龙层分别在EVOH的两侧，可以对EVOH起到保护作用，使EVOH避免磨损，保证其优异的阻隔作用。EVOH作为高阻隔材料，有效阻隔氧气，对外界空气起主要的阻隔作用；由于冰箱内“串味”的介质是空气，所以阻隔了空气，也就阻止了“串味”。HDPE属于粘合树脂的一种，将PA与LLDPE更好的粘合在一起。封口层采用MLLDPE实现低温热封，并且封口强度大，密封性好，有效防止封口处漏气。其余层采用LLDPE不仅利用了其粘合性好，热封性能好的特点，而且其成本低，可降低该食品保鲜膜的成本，有利于开辟市场。
优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述第一尼龙层打电晕，所述第一尼龙层为30％长玻纤增强的PA6，所述第一尼龙层的密度为1.34g/m3，拉伸强度为1550×105Pa，弯曲强度为1467×105Pa，冲击强度为142J/m，热变形温度为212℃，伸长率2.2％，厚度为5-6μm。
在PA加入30％的玻璃纤维，PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强前的2.5倍。第一尼龙层用30％长玻纤增强的PA6，大大增加了抗冲击的强度。
优选方案三：作为对优化方案一或优化方案二的进一步优化，所述第二尼龙层为30％短玻纤增强的PA6，所述第二尼龙层的密度为1.22g/m3，拉伸强度为970×105Pa，弯曲强度为1885×105Pa，冲击强度为68J/m，热变形温度为182℃，伸长率3.5％，厚度为3-4μm。
第二尼龙层由于位于从外到内数的第三层，不会直接暴露在外面，所以用成本较低的30％长玻纤增强的PA6。由于该保鲜膜对耐热性要求高，所以本层也使用加入玻璃纤维的PA。
优选方案四：作为对优化方案三的进一步优化，所述乙烯/乙烯醇共聚物层的乙烯/乙烯醇共聚物中乙烯含量为32％；所述乙烯/乙烯醇共聚物层的水解度为92％-94％，粘径170-190目，维卡软化点83℃-86℃，密度0.958g/m3，熔融指数58g/10min，厚度为8-10μm。
乙烯/乙烯醇共聚物中乙烯含量为32％时，对氧气的阻隔效果最好。
优化方案五：作为对优化方案四的进一步优化，所述酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层的酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物密度为0.951/cm3，所述酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层的厚度为1.5-2.5μm。
优化方案六：作为对优化方案五的进一步优化，所述第一酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物的共聚单体类型为己烯-1型；所述第一酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的厚度为1-2μm。该层用来调节膜的厚度。
优化方案七：作为对优化方案六的进一步优化，所述第二酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物的共聚单体类型为辛烯-1型；所述第二酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的厚度为1-2μm。该层用来调节膜的厚度。
优化方案八：作为对优化方案七的进一步优化，所述茂金属聚乙烯层的厚度为2-5μm。金属聚乙烯层较厚，可以增大封口强度。
优化方案九：作为对优化方案八的进一步优化，所述七层复合薄膜的厚度为25-28μm。该七层复合薄膜不仅具有高机械强度，阻隔效果好，而且非常薄，透明性好，既实用又美观，并且价格低廉，具有实用性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
本发明所述的高阻隔食品保鲜袋膜采用共挤法生产，特别选用下吹水冷法共挤吹膜法实现，可采用下述方法进行：
按各层薄膜组分分别在搅拌机中混合均匀，然后在七层共挤流延膜机生产线上，将各层原料分别进行混合熔融塑化，通过剂量共挤出流延，得到高阻隔共挤薄膜。混合反应的时间可为13-19h。熔融可用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，双螺杆挤出机的9区加热温度可分别为175-180℃，180-200℃，200-210℃，210-215℃，215-220℃，200-210℃，195-215℃，190-200℃，180-190℃。
如无特别说明，本发明所用的原料均为市购，所有生产制备过程在万级洁净区域(采用高分子材料组合而成)进行。
采用下吹水冷式共挤工艺制备高阻隔食品保鲜袋膜，该膜的厚度分别为25μm，27μm和28μm。其具体实施情况如表1所示。
表1
测得主要技术经济指标:
1)断裂伸长率：测试试样：宽度15mm，高度6mm，测试速度：500mm/min。
2)抗拉强度：测试试样：宽度15mm，高度6mm，测试速度：500mm/min。
3)热封强度：测试试样：宽度15mm，高度6mm，测试速度：300mm/min。
4)气体透过率：24h，23℃，arm，50％RH。
5)水蒸汽透过率：24h，38％，100％RH。
取新拆封的上好佳薯片，每种袋子取40个，每个袋子装入20片薯片，抽真空，冰箱保存。每月每种袋子拆开2个，品尝薯片的味道。记录薯片保鲜期限。
表2 主要技术经济指标结果
除此之外，实施例一、实施例二和实施例三经检测，均符合食品保鲜袋膜的国家质量标准。
除了薯片之外，还利用苹果、黄瓜、切开的西瓜，均做了保鲜期限的实验，结果表明，实施例一、实施例二和实施例三的保鲜期限均是其他保鲜膜的10倍以上。
由此可以看出，本发明对于阻隔空气和延长保鲜期方面，具有显著的进步。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.高阻隔食品保鲜袋膜，为七层复合薄膜，其特征在于，包括两层尼龙层，一层乙烯/乙烯醇共聚物层，一层酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层，两层酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，一层茂金属聚乙烯层。
2.根据权利要求1所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，从外向内依次为：第一尼龙层，乙烯/乙烯醇共聚物层，第二尼龙层，酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层，第一酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，第二线酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层，茂金属聚乙烯层。
3.根据权利要求2所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述第一尼龙层打电晕，所述第一尼龙层为30％长玻纤增强的PA6，所述第一尼龙层的密度为1.34g/m3，拉伸强度为1550×105Pa，弯曲强度为1467×105Pa，冲击强度为142J/m，热变形温度为212℃，伸长率2.2％，厚度为5-6μm。
4.根据权利要求2或3所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述第二尼龙层为30％短玻纤增强的PA6，所述第二尼龙层的密度为1.22g/m3，拉伸强度为970×105Pa，弯曲强度为1885×105Pa，冲击强度为68J/m，热变形温度为182℃，伸长率3.5％，厚度为3-4μm。
5.根据权利要求4所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述乙烯/乙烯醇共聚物层的乙烯/乙烯醇共聚物中乙烯含量为32％；所述乙烯/乙烯醇共聚物层的水解度为92％-94％，粘径170-190目，维卡软化点83℃-86℃，密度0.958g/m3，熔融指数58g/10min，厚度为8-10μm。
6.根据权利要求5所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层的密度为0.951/cm3，所述酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物层的厚度为1.5-2.5μm。
7.根据权利要求6所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述第一酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物的共聚单体类型为己烯-1型；所述第一酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的厚度为1-2μm。
8.根据权利要求7所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述第二酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物的共聚单体类型为辛烯-1型；所述第二酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物层的厚度为1-2μm。
9.根据权利要求8所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述茂金属聚乙烯层的厚度为2-5μm。
10.根据权利要求9所述的高阻隔食品保鲜袋膜，其特征在于，所述七层复合薄膜的厚度为25-28μm。
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