1复合包装材料的涵义
所谓复合材料,是由两种或两种以上的具有不同性能的物质结合在一起组成的材料。而复合包装材料,是在微观结构上遵循扬长避短的结合,发挥所组成物质的优点,扩大使用范围、提高经济效益,使之成为一种更实用、更完备的包装材料。因此,复合包装材料比任何单一传统包装材料的性能要优越得多。
2复合包装材料的结构
一般来说,复合包装材料的外层材料应当是熔点较高,耐热性能好,不易划伤、磨毛,印刷性能好,光学性能好的材料,常采用的有纸、铝箔、玻璃纸、聚碳酸酯、尼龙、聚酯、聚丙烯等。
内层材料应当具有热封性、粘合性好、无味、无毒、耐油、耐水、耐化学品等性能,如聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯等耐热塑料材料。
三层以上复合材料的中层通常采用阻隔气体与水分及遮敝光线等性能好且机械强度高的材料,如铝箔、聚偏二氯乙烯、玻璃纸、纸、聚乙烯等。
层与层之间则涂有粘合剂用于粘合。一般外层与中层材料之间使用溶剂型热固性聚氨酯粘合剂,内层与中层之间使用改性聚丙烯乳液粘合剂或用特殊改性的含羰基丙烯共同树脂等。外层用粘合剂要求粘合强度高、工艺简单、成本低;内层用粘合剂要求耐高温、剥离强度高、无毒、无味,不影响食品的营养成分,能很好保持食品的色香味。
国外近年来开发出在基材薄膜表面上均匀涂布一层涂布剂,以提高包装材料的气密性、耐油性和化学稳定性,使之适用于多种食品包装。常用的涂布剂有聚偏二氯乙烯树脂及聚丙烯-聚偏二氯乙树脂等。涂布的方式有单面涂布和双面涂布。常用的复合包装材料有以下几种结构:
①双层复合。如玻璃纸/聚乙烯、纸/铝箔、纸/聚乙烯、聚酯/聚乙烯、聚氯乙烯/聚乙烯、尼龙/聚偏二氯乙烯、聚乙烯/聚偏二氯乙烯、聚丙烯/聚偏二氯乙烯等。
②三层复合。如拉伸聚丙烯/聚乙烯/未拉伸聚丙烯、聚酯/聚偏二氯乙烯/聚乙烯、聚酯/玻璃纸/聚乙烯、玻璃纸/铝箔/聚乙烯、蜡/纸/聚乙烯等。
③四层复合。如玻璃纸/聚乙烯/拉伸聚丙烯/聚乙烯、聚偏二氯乙烯/玻璃纸/聚偏二氯乙烯/聚乙烯、纸/铝箔/纸/聚乙烯等。
④五层复合。如聚偏二氯乙烯/玻璃纸/聚乙烯/铝箔/聚乙烯等。
⑤六层复合。如聚乙烯/纸/聚乙烯/铝箔/聚乙烯/聚乙烯等。
3复合包装材料的特性
①保护性。应有足够的力学强度,包括拉伸强度、破裂强度、耐折强度等。另外,还具有防水性、防寒性、密封性以及避光性、耐湿性、耐油性、绝缘性等。
②操作性。即方便包装作业、能适应机械化操作,不打滑、不带静电、抗卷翘,耐隔离性好,有折痕保持性。
③商品性。适宜印刷、利于流通、价格合理。
④卫生性。无臭、无毒、污染少。复合包装材料本身要清洁,不能含有危害人体健康的化学成分。它的回收仍是一个问题,值得进一步研究。
4复合包装材料的应用
目前,复合包装材料已应用于各个领域,如食品、药品、军用品、生活用品等的包装上,其中在食品工业上使用的复合包装材料最多。例如,铝箔/蜡/薄纸(用于口香糖包装)、铝箔/薄纸/蜡(用于巧克力包装)、铝箔/防油胶黏剂/羊皮纸(用于牛油、奶酪包装)等。一般而言,复合包装材料皆具有防水、抗油、耐热等特性,其用途很广。大体上可用于以下几种食品
①固体食品:如方便面、各种奶糖、麦片、巧克力、紫菜、茶叶、各类干果(如葡萄干)、膨化食品的包装;
②液体食品:如牛奶、甜酒、果汁、酱油、醋等的包装;
③保鲜食品:用于生鱼、鲜肉、禽蛋等的包装。5复合包装材料的发展趋势
1)包装材料的改进与开发
①改进现有包装材料。包装在对食品提供保护,防止食品受外界微生物或其它物质的污染,防止或减少食品氧化和其它反应方面有着不可替代的作用。在诸多的食品包装中,塑料制品及复合包装材料占有举足轻重的地位。因此改善已有塑料的性能、提高强度和阻隔性、减少用量、重复使用、分类回收保护环境,已成为食品包装发展的一个方向。
②开发新型的食品包装材料。利用天然生物资源开发包装材料,其具有环境负载低、资源丰富等特点。充分利用竹、木屑、麻类、棉织物、柳条、芦苇、农作物秸秆、稻草和麦秸甲壳素等原料,扩大包装品种,提高技术含量已成为包装生态化方向之一。
开发可食性包装材料,该包装对人体无害,可食用并具有一定强度,主要用于食品和药品包装,其采用淀粉、蛋白质、植物纤维、甲壳素和其他天然物质为原料。
无菌性包装材料,纳米抗菌包装材料是近几年来刚刚兴起的新的无菌包装材料,它运用纳米技术对纯天然的基础材料进行改造,使之发挥出惊人的杀菌效果。食品无菌包装的物料杀菌到目前为止主要是热力杀菌,其又分超高温杀菌和高温短时杀菌两种。
2)引进先进的包装技术
包装工业是我国传统产业之一,在开放的世界市场上,包装业和其他产业一样都面临激烈的竞争。要确保稳定和持续发展的态势,就迫切需要运用高新技术。
鉴于食品包装自身的特点,目前的活性包装技术的应用将成为另一发展趋势。活性包装技术包括包装与包装内部的气体及食品之间的相互作用,它能够有效地保持食品的营养和风味,具有很大的发展潜力。
3)选用合适的基材和黏合剂
基材和黏合剂的选择和使用是否合理对包装材料的性能有很大的影响。由于复合包装材料与传统包装材料的差异性,以及新材料加入等因素的影响,原来常用的基材和黏合剂就不一定适用新型的包装材料。因此这是一个值得研究的课题和方向。
食品安全作为一项巨大的工程,不仅要有先进的包装工艺,而且要有优良的包装材料。复合包装材料凭着自身的特点,今后将会在食品包装领域有着广阔的发展前景,而且对食品包装的发展有一定的主导作用。
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