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液态奶制品包装膜印制工艺浅析

2021-08-18 来源:南充农业机械网

液态奶制品包装膜印制工艺浅析

近年来,随着人民生活水平的提高,奶及奶制品已成为生活中不可或缺的一部分。其中液态奶的消费量最大,发展也最为迅速,将是未来奶制品消费的主流。据有关人士预测,未来5年中国液态奶的增长率可达到30%,在其高速增长的背后,除了乳品生产企业自身的成功运作外,包装也起到了至关重要的作用,它深刻影响着乳品业的发展。

袋装液态奶及奶制品由于具有价格低廉、运输方便。储存空间小。实用性强等优点在国内占有相当重要的地位。据有关资料介绍,在中国液态奶市场上,袋装奶占了约45%的市场份额,而在北方和中西部地区,袋装奶则占了液态奶市场的70%左右。袋装液态奶及奶制品所使用的塑料包装膜主要是聚乙烯共混或共挤薄膜通过凹版印刷机表面印刷,分切等加工而成,本文就简单介绍一下液态奶制品包装膜的印制工艺。

聚乙烯薄膜的选择

袋装液态奶及奶制品一般均使用自动灌装机进行灌装,因此对聚乙烯薄膜提出了一系列的要求,包括阻隔性能.耐温性能、摩擦系数、热封性能(热封强度。低温热封性,热黏强度、抗污染热封性等)、抗张强度。卫生性等。

1.液态奶包装膜的主要类型

目前市场上用于液体奶包装的PL膜主要有三大类:软质乳白PE膜。黑白共挤PE膜以及硬质高温蒸煮PE膜。

(1)软质乳白PE膜主要用于低档的牛奶包装,这种,薄膜一般是由LDPE、LLDPE、mLLDPE等树脂和乳白母料等经共混后吹制而成。薄膜的阻隔性较差,且一般在杀菌温度不超过90~C的条件下使用。

(2)黑白共挤澄膜是利用三层或多层共挤方式,采用LDPE、LLDPE、EVOH、mLLDPE等树脂,配合黑。白母料共挤吹制而成的高性能复合膜,其结构可根据包装内容物及其保质期的不同进行选择和调整。该包装具有优异的热封性和避光阻氧性。

为了保证黑白膜在高速自动灌装机上走机顺畅,在成膜时会添加一定量的爽滑剂和光亮剂,降低黑白膜的摩擦系数,但这些物质对印刷工序极为不利,会直接影响墨层的附着牢度。 (3)硬质高温蒸煮PE膜有良好的耐高温性能,可以满足超高温杀菌的要求,主要用于酸奶。豆奶等饮料,内容物在灌装时采用超高温杀菌工艺。由于杀菌时存在压力差,容易产生胀袋现象,所以要求硬质高温蒸煮PE膜要有良好的热封强度,而且还要有良好的抗张强度。

2.薄膜的热封性能

薄膜的热封性能包括热封强度、低温热封性。热黏强度。抗污染热封性等。自动包装方式最担心的就是漏封,虚封而导致的破袋问题,所以,必须赋予奶制品包装膜较宽的热封范围,以便在包装条件发生变化时,热封效果不会受到较大影口向。通常采用mLLDPE作为热封层,而且必须对mLLDPE的树脂牌号等进行选择。

影响奶制品包装膜热封性的另一个重要因素是吹胀比和牵引比,一般两者不要超过2,尤其是牵引比。吹胀比和牵引比太大,产品性能趋向于双向拉伸膜,致使热封性下降。另外,在生产吹塑薄膜时露点线应控制得高一些,使吹胀和牵引尽可能在塑料的熔点之下进行,减少因吹胀和牵引引起的分子拉伸取向对热封性能的影响。

3.薄膜的润湿张力及电晕处理

油墨在印刷薄膜上的充分润湿和铺展是保证油墨附着牢度的先决条件,为了使油墨能够在聚乙烯薄膜表面顺利铺展。润湿和附着,要求薄膜的表面润湿张力应达到一定的标准。对于奶制品包装膜来说,一般要求聚乙烯薄膜的表面润湿张力最好达到4.0 x 10—2N/m以上。

由于聚乙烯属于典型的非极性高分子材料,表面能低,需借助电晕处理来提高其表面润湿张力。电晕处理的作用如下。

(1)电离作用使空气中的氧生成臭氧,从而使薄膜表面发生氧化,表层聚乙烯的分子链可能生成羰基、羧基、羟基等活性基团。空气中的氮也被电离成等离子体,并与聚乙烯分子作用,在聚乙烯分子链上生成胺型基团,并可继续氧化生成一系列的含氮化合物。其结果是聚乙烯薄膜表层分子的极性增强,润湿性提高。

(2)消除薄膜表面析出的一些肉眼看不见的油类物质,如杂质、助剂、低聚物等,从而保证油墨与薄膜紧密接触。

(3)在电子流的强烈冲击作用下,薄膜表面粗化,从而实现了机械楔头作用。

(4)由于薄膜表面受热,分子链的活动加剧,表面活性程度相应提高。

(5)非导电性塑料薄膜在高压电场作用下,分子内的电荷发生位移,在表面形成感应电荷,这些感应电荷可以跟极性的油墨分子产生库仑吸引,这对印刷墨层牢度的提高也是有一定作用。

另外,在进行电晕处理时应注意以下问题。

(1)电晕处理后的薄膜就在短期内尽快使用,一般最好是在吹制完成后一星期内使用。否则,极性基团如果和空气中的水分子结合,会使表面润湿张力逐渐降低,从而影响印刷墨层的附着牢度。

(2)薄膜应存放在干燥。阴凉、通风的仓库内,最长不能超过3个月,长时间存放的薄膜使用前必须重新检测其表面润湿张力,合格才能使用。

(3)对于冷膜,需使用较大功率的表面电子处理机进行处理,而且在处理前应先对冷膜进行预热。

4.爽滑性和摩擦系数

薄膜的内外表面应当具有良好的爽滑性,以确保薄膜在自动灌装机上能够顺利地进行灌装,一般要求薄膜表面的摩擦系数在0.2—0.4之间。薄膜的爽滑性主要是通过添加爽滑剂来实现。

有些企业为了改善薄膜表面的爽滑性,在吹膜原料中加入超量的油酸酰胺类爽滑剂,这会造成薄膜表面润湿张力下降,并会产生隔离层,油墨的附着牢度自然难以保证。因此,在吹膜时应严格控制爽滑剂的加入量,以免对印刷工艺产生不利影响。

5.薄膜的平整性

薄膜应薄厚均匀,平整,不能出现暴筋.荷叶边等问题。因为只有使用平整。均匀的薄膜,才能保证在较低的表面张力下得到较高的套印精度。

印刷油墨的选择

1.选择印刷油墨需考虑的因素

由于奶制品包装膜一般采用表印工艺,薄膜表面的墨层容易受到各种损伤,如水,酸。摩擦等的影口向。而且,灌装后的牛奶一般都需要冷藏,牛奶从冷藏室拿出来后,薄膜表面由于冷热交替,会产生结露现象。在运输途中,袋与袋之间由于震动产生摩擦。到了消费者手里,有的还需对牛奶加热饮用。这样一个过程就要求油墨同时具有优良的抗冷冻,耐水性.耐热性和耐摩擦性能。

在大多数高速灌装机上都直接装有热双氧水杀菌系统,用于包装膜的杀菌。在这种情况下,就要注意杀菌条件对油墨层的影响,如果油墨中某些颜料的抗氧化性不太理想,经过热双氧水杀菌之后可能会发生退色、变色等问题,而且双氧水的氧化性随着温度的升高而显著提高,对印刷油墨的抗氧化性要求也相应提高,因此凹版印刷企业一定要清楚客户的后加工条件,以便选择与之相适应的性能优异的油墨。

2.聚酯类及其改性反应型油墨的适应性

目前市场上的塑料凹版表印油墨以选用聚酰胺或改性聚酰胺类树脂为连结科的居多,此类油墨是我国凹版油墨中最早发展起来的,生产工艺也较为成熟.完善。该类型的油墨适用于聚乙烯、聚丙烯等薄膜,墨层附着牢度好,有良好的光泽度,但普遍存在抗水性差、不耐油脂,不耐冷冻、不耐高温。不耐低温等性能缺陷。由于液体奶制品包装膜在灌装、流通及储存等后加工过程中要经过高温杀菌或冷冻处理,因此聚酰胺类油墨所固有的缺陷就无法满足液态奶制品包装的要求,凹版印刷企业必须根据不同类型的PE膜,选用非聚酰胺类的表印油墨。聚酯类及其改性反应型的油墨是目前市场上更适合液态奶制品包装膜印刷用的油墨,国内凹版印刷企业普遍使用的是浙江新东方油墨公司生产的液体膜专用表印油墨。

针对市场上不同层次客户的要求,浙江新东方油墨公司推出了2种液态奶包装专用表印油墨:超力福313型油墨和超力福314型油墨。超力福313型油墨专用于软质共挤PE膜,该油墨是醇溶型的单液油墨,卫生性能好,重金属含量符合欧美等国家的食品包装法规要求。软质共挤PE膜的杀菌有2类:常压煮沸和双氧水杀菌。煮沸是在内容物包装好后进行,双氧水杀菌则是在自动灌装时进行,两者都要求印刷油墨有良好的抗水性和耐高温性,而双氧水杀菌则对油墨的抗氧化能力有更高的要求。31 3A油墨具有优秀的抗黏性。抗水性、耐冷冻性.能满足超低温速冻及长期冷冻储存的要求,而且可以承受40~C以下浓度为30%的双氧水杀菌,同时还耐煮沸。

超力福314型表印油墨是一种双液反应型聚氨酯改性油墨,可以用于各种PL膜的印刷。使用时,加入8%的相应硬化剂,具有非常优异的耐高温性和抗水性,可以承受121℃.40分钟的加压蒸煮。该油墨以酮类。酯类为主溶剂,并可加入甲苯等溶剂来调节溶剂的挥发速度。将印刷后的包装膜放置在熟化室中进行24—48小时的熟化后,墨层的各项性能指标达到更佳状态。从目前市场的发展来看,液体包装机械设备的性能不断提高,主要表现在杀菌的温度不断提高,从65—110~C不等;双氧水的浓度也有所增加,对油墨性能的要求也随之提高。

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