CN111716844A - 一种食品用自爽滑聚乙烯膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品用自爽滑聚乙烯膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯40‑50份、低密度聚乙烯20‑30份、高密度聚乙烯10‑20份、抗氧剂3‑5份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯40‑50份、低密度聚乙烯20‑30份、高密度聚乙烯8‑14份、开口剂0.2‑0.5份、增韧剂6‑8份、抗氧剂3‑5份、非迁移型爽滑剂2‑50份；所述非迁移型爽滑剂是粒径在10‑50um的多孔固体颗粒，所述多孔固体颗粒是包覆延伸有机物的多孔粒子。本发明通过添加多孔固体颗粒替代传统爽滑剂，也能够具有良好的爽滑性能，同时，膜的摩擦系数不随时间温度改变，膜的摩擦系数更稳定，能更适应各种包装机。

Description

一种食品用自爽滑聚乙烯膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品包装膜技术领域，具体涉及一种食品用自爽滑聚乙烯膜及其制备方法。
背景技术
食品包装膜作为一种直接接触食品的包装材料，对食品起着防潮、防霉、防虫蛀的作用，以提高食品的稳定性，延长食品保质期。但是，传统的食品包装膜中都会采用芥酸酰胺、油酸酰胺等类化合物作为爽滑剂，这类物质混合在聚合物中后会迁移至聚合物薄膜的表面，形成润滑层，降低了相对运动时的摩擦系数，从而起到隔离临近的薄膜层的作用。但是，芥酸酰胺和油酸酰胺这类小分子容易从薄膜内部迁移析出至薄膜表面，且这种析出不受控制，特别是夏天和冬天的析出速度不相同；而小分子爽滑剂析出数量的多少将直接影响膜的摩擦系数和包装膜在包装设备上的走机稳定性；另外，析出的小分子爽滑剂还容易污染包装膜内的食品，影响食品的口感和风味。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种食品用自爽滑聚乙烯膜，该聚乙烯膜不添加小分子的爽滑剂，也能够具有良好的爽滑性能，同时，膜的摩擦系数不随时间温度改变，膜的摩擦系数更稳定，能更适应各种包装机。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种食品用自爽滑聚乙烯膜，所述聚乙烯膜为三层共挤薄膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯40-50份、低密度聚乙烯20-30份、高密度聚乙烯10-20份、抗氧剂3-5份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯40-50份、低密度聚乙烯20-30份、高密度聚乙烯8-14份、开口剂0.2-0.5份、增韧剂6-8份、抗氧剂3-5份、非迁移型爽滑剂2-50份；所述开口剂的粒径为内层厚度的1/10-2/3；所述非迁移型爽滑剂是粒径在10-50um的多孔固体颗粒，所述多孔固体颗粒是包覆延伸有机物的多孔粒子。
相接触的薄膜开口的原理是，膜间的凸起相接触，顶起效应使得膜和膜之间不会成大面积的完全相贴接触，膜间空气联通气隙的存在，使得薄膜不论是从垂直面揭开还是平行面相对移动都变得容易，便于食品包装袋的打开；本发明通过只在内层添加大于一般开口剂粒径的多孔固体颗粒替代传统的芥酸酰胺和油酸酰胺类爽滑剂，使薄膜内层表面具有物理凸起，将该薄膜具有多孔固体颗粒的薄膜内层相互紧靠制成食品包装袋，食品包装袋相贴的内层相接触时，凸出于膜层表面的多孔固体颗粒的内部孔洞存留空气，增加了膜与膜之间的空气的量，未凸出于膜层表面被包覆在膜层内的多孔固体颗粒，由于粗糙起伏的表面，包覆多孔固体颗粒表面的PE膜成型平面随着多孔固体粒子的表面起伏，膜的微观表面起伏程度更多、更深、更复杂，凹处保留空气量更多，进一步提高膜的爽滑性能，更利于薄膜之间的相对移动和揭开。
为了进一步提高多孔固体颗粒的颗粒表面的粗糙度和孔洞，优选的技术方案为，所述多孔固体颗粒的制备方法为，将具有稳定外形平均粒径为1-8um的多孔粒子与延伸有机物在溶剂中依次进行超声分散、搅拌混匀拉丝，然后依次轧制成板状、烘干、煅烧、粉碎制成多孔固体颗粒；其中多孔粒子与延伸有机物、溶剂的重量比为8-10：1：5。可拉伸的延伸有机物与粒子通过超声分散，使延伸有机物与多孔粒子均匀分散，且在一定程度上降低延伸有机物的粘性，有利于后续有机物的拉丝；在搅拌、挤压的作用下，包覆在多孔粒子表面的有机物随着相邻的两个多孔粒子的分离-靠近-分离的运动过程中，被拉伸成为微细纤维，微细纤维相互缠结，形成网状结构，从而将分散的多孔粒子缠结在一起，再经过轧制、煅烧、粉碎，形成至少两个多孔粒子与微细纤维组成缠结在一起的多孔固体颗粒；同时，由于包覆在多孔粒子外部的微细纤维直径较小，采用该方法制成的多孔固体颗粒与相同粒径的多孔粒子的孔洞更多，更密；多孔粒子内部、两个多孔粒子与缠结的微细纤维之间都具有了孔洞，与只具有个个分散的多孔粒子作为非迁移型爽滑剂的膜层相比，增加了孔洞的数量，增加了多孔固体颗粒的气体容量，进一步提高了相接触的两层膜之间的空气量，进而提高了膜层的爽滑性能；另外，多孔固体颗粒外层的缠结的具有孔洞的有机物与膜之间的相容性，比单单只是多孔粒子与膜之间的相容性相比，还具有更好的相容性，不易从膜表面脱离。
进一步优选的技术方案为，所述延伸有机物包括聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。
进一步优选的技术方案为，所述多孔粒子包括金属氧化物、麦饭石、陶瓷、活性炭、石墨、蒙脱石、凹凸棒石、云母中的至少一种。
进一步优选的技术方案为，所述增韧剂为POE弹性体、EVA弹性体、硅胶中的一种，所述开口剂包括椭圆形二氧化硅、椭圆形玻璃微球、椭圆形滑石粉至少一种。PE膜中添加POE弹性体或EVA弹性体或硅胶，与PE具有良好的相容性，增韧剂的添加提高了PE膜内层的韧性和回弹性，便于内层与中层、外层之间的同一性，避免由于内层添加多孔固体颗粒导致的成膜问题，便于该包装膜的三层共同挤出；开口剂选择椭圆形的开口剂，与圆形开口剂相比，相邻两个的椭圆形的开口剂互相抵触时，一个椭圆形竖立并凸出膜层，另外一个椭圆形倾斜，一端与其侧面抵触，另一端凸出膜层；两个相抵触的开口剂中间具有凹坑，开口剂的最高凸出点与凹坑底部之间形成的最大空置空间大于两个圆形相抵触的开口剂之间形成的容置空间，能够容纳更多空气，进一步便于膜的开口、分离。
进一步优选的技术方案为，所述增韧剂为硅胶。聚乙烯具有良好的阻湿性能，能够防止水气从外部渗入包装袋内；同时，内层选择硅胶作为增韧剂，还可以对包装袋的内容物起到一定的吸湿效果，两者共同作用，提高包装内容物的干燥。
本发明还提供了一种食品用自爽滑聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备多孔固体颗粒，将配方用量的粒子、延伸有机物和溶剂，250-500w超声分散0.5-1h，搅拌混合1-5h，并在搅拌的状态下去除80-90％的溶剂，然后将剩余固形物在70-100℃的条件下轧制成1-2mm厚的固体板，固体板经过120-150℃的条件下干燥去除余下液体成分，250-300℃煅烧1-5min成型，冷却后的物质在经过粉碎机粉碎，制成3-15um的多孔固体颗粒；
步骤2、多层共挤吹膜，分别将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤吹膜机中，220-230℃条件下熔融共挤吹膜，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
一般在共挤吹膜的加工中，添加常规的开口剂和爽滑剂，起到的抗粘、爽滑效果，本发明通过采用制备多孔固体颗粒作为非迁移型爽滑剂，既解决了传统爽滑剂的迁移问题，也使得共挤吹膜具有良好的自爽滑效果。
本发明的优点和有益效果在于：该食品用自爽滑聚乙烯膜具有在不添加容易迁移至膜表面并析出的爽滑剂，也可以拥有优良的自爽滑性能，同时，膜的摩擦系数不随时间温度改变，膜的摩擦系数更稳定，能更适应各种包装机。本发明通过只在内层添加大于一般开口剂粒径的多孔固体颗粒，膜相贴的内层相接触时，凸出于膜层表面的多孔固体颗粒的内部孔洞存留空气，增加了膜与膜之间的空气的量，未凸出于膜层表面被包覆在膜层内的多孔固体颗粒，由于粗糙起伏的表面，包覆多孔固体颗粒表面的PE膜成型平面随着多孔固体粒子的表面起伏，膜的微观表面起伏程度更多、更深、更复杂，凹处保留空气量更多，进一步提高膜的爽滑性能，更利于薄膜之间的移动和揭开；可拉伸的延伸有机物与粒子通过超声分散，使延伸有机物与多孔粒子均匀分散，在搅拌、挤压的作用下，包覆在多孔粒子表面的有机物随着相邻的两个多孔粒子的分离-靠近-分离的运动过程中，被拉伸成为微细纤维，微细纤维相互缠结，形成网状结构，从而将分散的多孔粒子缠结在一起，再经过轧制、煅烧、粉碎，形成至少两个多孔粒子与微细纤维组成缠结在一起的多孔固体颗粒；同时，由于包覆在多孔粒子外部的微细纤维直径较小，采用该方法制成的多孔固体颗粒与相同粒径的多孔粒子的孔洞更多，更密；多孔粒子内部、两个多孔粒子与缠结的微细纤维之间都具有了孔洞，与只具有个个分散的多孔粒子作为非迁移型爽滑剂的膜层相比，增加了孔洞的数量，增加了多孔固体颗粒的气体容量，进一步提高了相接触的两层膜之间的空气量，进而提高了膜层的爽滑性能；另外，多孔固体颗粒外层的缠结的具有孔洞的有机物与膜之间的相容性，比单单只是多孔粒子与膜之间的相容性相比，还具有更好的相容性，不易从膜表面脱离。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明是一种食品用自爽滑聚乙烯膜，所述聚乙烯膜为三层共挤薄膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯45份、低密度聚乙烯25份、高密度聚乙烯15份、抗氧剂4份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯45份、低密度聚乙烯25份、高密度聚乙烯11份、开口剂0.35份、增韧剂7份、抗氧剂4份、非迁移型爽滑剂25份；所述开口剂的粒径为内层厚度的1/10-2/3；所述非迁移型爽滑剂是粒径在30um的多孔固体颗粒，所述多孔固体颗粒是包覆延伸有机物的多孔粒子。
所述延伸有机物为聚四氟乙烯。
所述多孔粒子是活性炭。
所述增韧剂为硅胶，所述开口剂是椭圆形二氧化硅。
一种食品用自爽滑聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备多孔固体颗粒，将配方用量的活性炭粒子、聚四氟乙烯-水分散液，400w超声分散40min，搅拌混合3h，并在搅拌的状态下去除80-90％的水分，然后将剩余固形物在80℃的条件下轧制成1-2mm厚的固体板，固体板经过130℃的条件下干燥除水，280℃煅烧2min成型，冷却后的物质在经过粉碎机粉碎，制成30um粒径的多孔固体颗粒；
步骤2、多层共挤吹膜，分别将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤吹膜机中，220-230℃条件下熔融共挤吹膜，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
实施例2
本发明是一种食品用自爽滑聚乙烯膜，所述聚乙烯膜为三层共挤薄膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯43份、低密度聚乙烯22份、高密度聚乙烯14份、抗氧剂3份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯42份、低密度聚乙烯23份、高密度聚乙烯9份、开口剂0.25份、增韧剂6份、抗氧剂3份、非迁移型爽滑剂15份；所述开口剂的粒径为内层厚度的1/10-2/3；所述非迁移型爽滑剂是粒径在20um的多孔固体颗粒，所述多孔固体颗粒是包覆延伸有机物的多孔粒子。
所述延伸有机物是聚偏氟乙烯。
所述多孔粒子包括二氧化硅。
所述增韧剂为POE弹性体，所述开口剂椭圆形滑石粉。
一种食品用自爽滑聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备多孔固体颗粒，将配方用量的二氧化硅粒子、聚偏氟乙烯，250w超声分散1h，搅拌混合1h，然后将固形物在70℃的条件下轧制成1-2mm厚的固体板，固体板经过120℃的条件下干燥，250℃煅烧1min成型，冷却后的物质在经过粉碎机粉碎，制成20um粒径的多孔固体颗粒；
步骤2、多层共挤吹膜，分别将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤吹膜机中，220-230℃条件下熔融共挤吹膜，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
实施例3
本发明是一种食品用自爽滑聚乙烯膜，所述聚乙烯膜为三层共挤薄膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯47份、低密度聚乙烯28份、高密度聚乙烯17份、抗氧剂5份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯48份、低密度聚乙烯27份、高密度聚乙烯13份、开口剂0.45份、增韧剂8份、抗氧剂5份、非迁移型爽滑剂35份；所述开口剂的粒径为内层厚度的1/10-2/3；所述非迁移型爽滑剂是粒径在40um的多孔固体颗粒，所述多孔固体颗粒是包覆延伸有机物的多孔粒子。
所述延伸有机物包括聚氯乙烯。
所述多孔粒子是凹凸棒石。
所述增韧剂为EVA弹性体，所述开口剂是椭圆形玻璃微球。
一种食品用自爽滑聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备多孔固体颗粒，将配方用量的凹凸棒石粒子、聚氯乙烯-乙酸丁酯分散液，500w超声分散0.5h，搅拌混合5h，并在搅拌的状态下去除80-90％的溶剂，然后将剩余固形物在100℃的条件下轧制成1-2mm厚的固体板，固体板经过150℃的条件下干燥去除余下液体成分，300℃煅烧5min成型，冷却后的物质在经过粉碎机粉碎，制成40um粒径的多孔固体颗粒；
步骤2、多层共挤吹膜，分别将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤吹膜机中，220-230℃条件下熔融共挤吹膜，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，多层共挤流延拉伸成膜，分别将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，并分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤流延机中，220-230℃条件下熔融共挤流延拉伸，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，所述延伸有机物是聚氨酯；所述多孔粒子是云母。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于，所述延伸有机物是聚偏四氟乙烯；所述多孔粒子是蒙脱石。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在于，所述延伸有机物是聚氯乙烯；所述多孔粒子是陶瓷。
对比例
一种食品用自爽滑聚乙烯膜，所述聚乙烯膜为三层共挤薄膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯45份、低密度聚乙烯25份、高密度聚乙烯15份、抗氧剂4份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯45份、低密度聚乙烯25份、高密度聚乙烯11份、开口剂0.35份、增韧剂7份、抗氧剂4份、油酸酰胺1份。
所述增韧剂为硅胶，所述开口剂是圆形二氧化硅。
一种食品用自爽滑聚乙烯膜的制备方法，包括将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤吹膜机中，220-230℃条件下熔融共挤吹膜，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
取分别经过实施例1-6和对比例的方法制成的聚乙烯膜，采用国家标准GB10006-88的检测方法分别检测动摩擦系数，检测结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 对比例
动摩擦系数 0.18 0.19 0.20 0.19 0.21 0.22 0.20 0.19
实验结果显示，实施例1-7和对比例制备的包装膜的动摩擦系数均在0.22以下，说明，实施例1-7中添加的多孔固体颗粒均能达到所需要的膜的爽滑性能，能够有效替代油酸酰胺或芥酸酰胺作为爽滑剂制膜，从而避免爽滑剂迁出至膜表面。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种食品用自爽滑聚乙烯膜，其特征在于，所述聚乙烯膜为三层共挤薄膜，包括由外至内依次层叠的外层、中层和内层，所述外层和所述中层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯40-50份、低密度聚乙烯20-30份、高密度聚乙烯10-20份、抗氧剂3-5份；所述内层包括按照重量份计的线性低密度聚乙烯40-50份、低密度聚乙烯20-30份、高密度聚乙烯8-14份、开口剂0.2-0.5份、增韧剂6-8份、抗氧剂3-5份、非迁移型爽滑剂2-50份；所述开口剂的粒径为内层厚度的1/10-2/3；所述非迁移型爽滑剂是粒径在10-50um的多孔固体颗粒，所述多孔固体颗粒是包覆延伸有机物的多孔粒子。
2.根据权利要求1所述的食品用自爽滑聚乙烯膜，其特征在于，所述多孔固体颗粒的制备方法为，将具有稳定外形平均粒径为1-8um的多孔粒子与延伸有机物在溶剂中依次进行超声分散、搅拌混匀拉丝，然后依次轧制成板状、烘干、煅烧、粉碎制成多孔固体颗粒；其中多孔粒子与延伸有机物、溶剂的重量比为8-10：1：5。
3.根据权利要求3所述的食品用自爽滑聚乙烯膜，其特征在于，所述延伸有机物包括聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的食品用自爽滑聚乙烯膜，其特征在于，所述多孔粒子包括金属氧化物、麦饭石、陶瓷、活性炭、石墨、蒙脱石、凹凸棒石、云母中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的食品用自爽滑聚乙烯膜，其特征在于，所述增韧剂为POE弹性体、EVA弹性体、硅胶中的一种，所述开口剂包括椭圆形二氧化硅、椭圆形玻璃微球、椭圆形滑石粉至少一种。
6.根据权利要求5所述的食品用自爽滑聚乙烯膜，其特征在于，所述增韧剂为硅胶。
7.一种如权利要求6所述的食品用自爽滑聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、制备多孔固体颗粒，将配方用量的多孔粒子、延伸有机物和溶剂，250-500w超声分散0.5-1h，搅拌混合1-5h，并在搅拌的状态下去除80-90％的溶剂，然后将剩余固形物在70-100℃的条件下轧制成1-2mm厚的固体板，固体板经过120-150℃的条件下干燥去除余下液体成分，250-300℃煅烧1-5min成型，冷却后的物质在经过粉碎机粉碎，制成10-50um的多孔固体颗粒；
步骤2、多层共挤吹膜，分别将外层/中层/内层的配方用量的线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂、开口剂、多孔固体颗粒加入混合机中混合，密炼机密炼，然后置于双螺杆挤出机挤出造粒，分别得到外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒；然后将上述得到的外层膜粒、中层膜粒和内层膜粒分别加入三层共挤吹膜机中，220-230℃条件下熔融共挤吹膜，冷却定型后即得到所述食品用自爽滑聚乙烯膜。
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