隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,食品包裝已經(jīng)由商品的附屬地位逐漸成為商品的一部分,對(duì)保護(hù)商品、方便貯運(yùn)、促進(jìn)銷售、提高商品價(jià)值有著十分重要的意義。軟包裝是指在充填或取出內(nèi)裝物后容器形狀可以變化的包裝。用紙、鋁箔、纖維,塑料膜以及它們的復(fù)合物所制成的各種袋、盒、套、包封等均為軟包裝。用于食品軟包裝的材料必須有適當(dāng)?shù)淖韪粜,如油脂食品要求高阻氧性和阻油性;干燥食品要求高阻濕性;芳香食品要求高阻異味性;而果品、菜類及鮮話食品又要求包裝有一定的氧氣、二氧化碳和水蒸氣的透過(guò)性。軟包裝材料要有良好的機(jī)械性能及抗拉伸強(qiáng)度,耐撕裂,耐沖擊強(qiáng)度等;還要有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,不應(yīng)與內(nèi)裝食品發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng),確保食品安全。另外還要有較高的耐溫性,適合食品的高溫消毒和低溫儲(chǔ)藏等特點(diǎn)。
一、食品軟包裝材料的選用
在諸多的食品軟包裝中,塑料膜及其復(fù)合材料占有舉足輕重的地位,它們包括單種膜和復(fù)合膜。單種膜可分為普通膜、拉伸膜、熱收縮膜等;復(fù)合膜可分為塑塑復(fù)合膜、鋁塑復(fù)合膜、鐵塑復(fù)合膜、紙塑復(fù)合膜等。
1、塑料
目前可用于食品包裝的塑料有30多種,我國(guó)用于食品軟包裝的塑料也有20種左右,如PE,PP,PS,PET、PA、PVDC、EVA、NY、PY4、EVOH、PVC、PT、離子鍵樹(shù)脂等。其中高阻氧的有PVA、EVOH、PVDC、PET、PA等;高阻濕的有PVDC,PP,PE等;耐高溫滅菌的如PET、PA等;機(jī)械性好的如離子鍵樹(shù)脂、PA、PET等;既耐高溫又耐低溫的如PET、PA等。常用的食品包裝塑料有PE、PP、PET、NY、PT等。
PE(聚乙烯)又分為低密度(LDPE)、線性低密度(LLDPE)、高密度(HDPE)等品種。LDPE薄膜的透明度和熱封性好,能防水防潮。按生產(chǎn)工藝不同,有吹塑(IPE)、流延薄膜(CPE)、低發(fā)泡薄膜等幾種。CPE薄膜厚度均勻,表面光澤、透明度和熱封性比IPE好,但機(jī)械強(qiáng)度和開(kāi)口性比IPE差。IPE主要用作復(fù)合袋的內(nèi)層。LLDPE的熱封性、拉伸強(qiáng)度和抗穿刺性比LDPE好;HDPE有較高的機(jī)械強(qiáng)度,從而可減少薄膜的厚度,耐熱性也很好,但透明度及熱封性比LDPE差。總的來(lái)說(shuō),PE化學(xué)穩(wěn)定性都很好,價(jià)格較低,容易加工,性能比較均衡,耐冷凍,阻濕性好,所以在市場(chǎng)上十分常見(jiàn),應(yīng)用廣泛,但因其阻氧性差故用于食品包裝保鮮效果不佳,貯存期不宜過(guò)長(zhǎng)。
PP(聚丙烯)薄膜分為雙向拉伸薄膜(BOPP)、吹塑薄膜(1PP)、流涎薄膜(CPP)等幾種。BOPP的印刷性、抗拉強(qiáng)度、透明性和阻隔性比CPP好,但熱封性和抗撕裂性差。BOPP的一個(gè)新品種是雙向拉伸聚丙烯珠光膜。它是由兩層共聚PP夾一層含有CaCO3母料的均聚PP共擠成片,再將原片拉伸近四十倍而制得的,除了具有BOPP的一般特性外,其阻氣,阻濕性能更加優(yōu)良,密度也低28%左右,所以可直接用于雪糕等冷飲制袋,復(fù)合一層PE后,廣泛用于糖果、餅千,風(fēng)味小吃、快餐食品的包裝。總的來(lái)說(shuō),PP價(jià)格低、易加工.性能均衡、耐熱(使用溫度可達(dá)160℃),阻濕性較好,應(yīng)用廣泛,但其阻氧性差(比PE略好),用于食品包裝保鮮效果欠佳。
PET(聚酯)等薄膜一般經(jīng)過(guò)雙向拉伸,它的耐熱性能好,透明度和強(qiáng)度高,阻濕、阻氧性均好,但熱封性差,價(jià)格高,僅作為復(fù)合基材。NY(尼龍)薄膜抗張強(qiáng)度大,阻氧性好,耐穿刺性好,耐熱性好(最高使用溫度可達(dá)190℃),但阻濕性差,熱封溫度高,且價(jià)格貴。PT(玻璃紙)透明性好、剛挺,不產(chǎn)生靜電,但撕裂強(qiáng)度差、耐封性差。
2、復(fù)合材料
復(fù)合材料是種類最多,應(yīng)用最廣的一種軟包裝材料,目前用于食品包裝的含塑料的多層復(fù)合材料有上百種。復(fù)合材料一般用2—6層,但特殊需要的可達(dá)l0層甚至更多層。將塑料、紙或薄紙板、鋁箔等基材,科學(xué)合理的復(fù)合或?qū)雍吓湮槭褂,幾乎可以滿足各種不同食品對(duì)包裝的要求。
PVDC(聚偏二氯乙烯)涂敷復(fù)合膜,是在BOPP薄膜上涂布PVDC乳膠,再在涂層上復(fù)合PE薄膜.在一定溫度下固化48小時(shí)而制得的。價(jià)格相對(duì)便宜,而阻氧、阻濕性能優(yōu)良.可耐100"C熱水殺菌處理,熱封性能好,化學(xué)穩(wěn)定性好,無(wú)衛(wèi)生問(wèn)題,能滿足各種食品的包裝要求。
PVA(聚乙烯醇)涂敷復(fù)合膜,是在BOPP薄膜上涂布PVA溶液,經(jīng)常溫縮醛化處理后,再在涂層上復(fù)合PE薄膜而制得,價(jià)格便宜,但耐熱性稍差?捎米鞲鞣N腌臘制品、咸菜制品、豆制品、茶葉、糖果、糕點(diǎn)、酥脆食品等的包裝材料。
PFT/AlU/PE,機(jī)械性能非常好,熱封性能好,適用于真空或氣調(diào)包裝袋,適用于各種果汁等飲料立式包裝袋。PET/EVOH/PE,阻隔性好,透明性好,適用于火腿真空包裝及各種果汁等飲料立式包裝袋。
總之,普通的短期銷售或?qū)Ρur要求不太嚴(yán)格的食品,如糖果、餅干、面包、醬油、食醋、粉條、豆瓣醬等,多使用成本較低的PE膜、PP膜,而大多數(shù)食品加熟肉類、奶制品、醬腌菜類、油炸食品、茶葉等,對(duì)保鮮、保質(zhì)都有較高要求,特別是氣調(diào)包裝的食品,需要優(yōu)良的阻隔性同時(shí)兼有其它優(yōu)良性能,以選用多種復(fù)合膜為好。如用塑料/紙板/鋁箔/塑料等多層復(fù)合材料制成的牛奶包裝,保質(zhì)朗可達(dá)半年到一年,而有的高阻隔軟包裝肉罐頭的保質(zhì)朗可達(dá)3年。對(duì)袋裝后需要蒸煮和滅菌溫度較高、滅菌時(shí)間較長(zhǎng)的食品,宜選用PVDC涂敷膜、NY等材料。
二、軟包裝材料的印刷與復(fù)合
1、常見(jiàn)食品軟包裝材料的印刷適性
PE薄膜油墨附著性差,需要用電呈處理來(lái)改善。常用潤(rùn)濕張力這一指標(biāo)來(lái)鑒定電暈處理的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。三般LDPE、LLDPE薄膜在38—420mN/m,HDPE薄膜在40—44mN/m為佳,常用聚酰胺油墨印刷。LDPE薄膜的擴(kuò)張強(qiáng)度低,拉伸伸長(zhǎng)率大,套色調(diào)準(zhǔn)困難。因此,在印刷時(shí)張力控制要小,并且各處張力要恒定。若是多色套印,為了保證套印精度,最好采用大輥筒型印刷機(jī)。LDPE薄膜少量受熱就會(huì)軟化.極易拉伸變形,為此印刷干燥時(shí),薄膜表面溫度不要超過(guò)55℃。為了防止油墨粘連,收卷時(shí)薄膜溫度應(yīng)冷卻到35℃以下。
與PE相同,PP薄膜對(duì)油墨的附著性差,印刷前也要作電暈處理,它的潤(rùn)濕張力在10一14mN/m為佳。常用聚酰胺油墨、氯化聚丙烯油墨(復(fù)合用)印刷。使用聚酰胺油墨印刷PP薄膜時(shí),油墨附著力較低,大約經(jīng)過(guò)一天時(shí)效后,才表現(xiàn)良好的附著,而若同時(shí)采用聚氨酯類粘合劑復(fù)合薄膜,則會(huì)出現(xiàn)剝離力小的故障。
PET薄膜不易拉伸,張力控制要求PE薄膜低,常采用里印工藝印刷,與CPP復(fù)合作蒸煮袋。PET薄膜的絕緣性好,在印刷過(guò)程中,容易產(chǎn)生靜電,且不易消失。嚴(yán)重時(shí),還會(huì)出現(xiàn)薄膜吸在輥筒上而不能進(jìn)行印刷。因此,在高速印刷時(shí),需要用靜電消除裝置。PET薄膜的干燥溫度可控制得較高,但它的膜面溫度不要超過(guò)85C。收卷時(shí),薄膜應(yīng)冷卻到室溫或稍高于室溫。
PT薄膜的操作性和油墨附著性好,不帶靜電,不易吸附灰塵。PT吸濕性好,吸濕后伸長(zhǎng)率變大,產(chǎn)生皺褶或松弛,影響印刷圖文質(zhì)量;另外,還會(huì)出現(xiàn)油墨附著力下降.故要十分重視存放和印刷的環(huán)境溫度。它的耐撕裂性差,如果邊緣有裂口,極容易順裂口撕開(kāi),要防止分切、印刷時(shí)邊緣裂開(kāi)。它干燥時(shí)會(huì)收縮,強(qiáng)度下降或變脆。因此,干燥溫度不要太高。另外,還要注意張力控制,防止拉伸變形和產(chǎn)生皺褶。
2、食品包裝材料的印刷與復(fù)合
食品軟包裝印刷以凹版與柔性版印刷為主,但與出版、商品印刷使用的一般凹印、柔引相比,有許多不同點(diǎn)。例如:軟包裝印刷是在卷筒狀的承印物表面進(jìn)行印刷,如果是透明薄膜,從背面可看到圖案,有時(shí)需加印一層白色涂料,或采用里印工藝。
里印是指運(yùn)用反像圖文的印版,將油墨轉(zhuǎn)印到透明承印材料的內(nèi)側(cè),從而在被印物的正面表現(xiàn)正像圖文的一種特殊印刷方法。里印印刷品比表面印刷品光亮美觀、色彩鮮艷,不褪色,且防潮耐磨;又由于里印后經(jīng)復(fù)合加工,墨層被夾于兩層薄膜之間,因此,不會(huì)污染包裝物品。
里印工藝的印刷色序與普通表面印刷相反.例如普通印刷先印底色,而里印是最后印底色。里印是塑料復(fù)合包裝印刷所獨(dú)有的工藝,在印刷設(shè)備上己趨向多樣化、多功能化和系列化。如引進(jìn)的各種模式的塑料包裝凹版印刷生產(chǎn)線,已將吹塑、印刷、復(fù)合、分切、制袋等多道工序聯(lián)動(dòng)起來(lái)。
其次是采用柔性版印刷機(jī)印刷塑料薄膜,柔性版印刷機(jī)大多與干式復(fù)合機(jī)組成生產(chǎn)線。
軟包裝材料一般不使用單一材料,而以復(fù)合薄膜為主。主要復(fù)合方法有以下幾種:
濕式復(fù)合法。在基材(塑料薄膜、鋁箔)表面涂布一層水溶性粘結(jié)劑,通過(guò)壓輥與其他材料(紙、玻璃紙)復(fù)合,再經(jīng)熱烘道干燥成為復(fù)合膜。此種方法適用于包裝干燥食品。
干式復(fù)合法。先將溶劑型粘合劑均勻地涂布于基材上,然后送入熱烘道,使溶劑充分揮發(fā)后,立即與另一層薄膜復(fù)合。如拉伸聚丙烯薄膜(OPP),里印后一般采用干式復(fù)合工藝與其它材料復(fù)合,典型的結(jié)構(gòu)為:雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP,12μm)、鋁箔(AIU,9μm)和單向拉伸聚丙烯薄膜(CPP,70μm)。工藝過(guò)程是用輥涂裝置將溶劑型的“干式粘合粉”均勻地涂布于基礎(chǔ)材料上,然后送入熱烘道,使溶劑充分揮發(fā)后再用復(fù)合輥與另一層薄膜復(fù)合。
擠壓復(fù)合法。將T鑄模狹縫擠出的簾狀熔融聚乙烯,經(jīng)夾緊輥加壓,流涎到紙或薄膜上,進(jìn)行聚乙烯涂敷,或從第2給紙部分供給其它薄膜,把聚乙烯作為粘結(jié)層進(jìn)行粘接。
熱熔復(fù)合法。將聚乙烯—丙烯酸酯共聚物、乙烯酸—乙烯共聚物、石蠟放在一起加熱熔融,然后涂布在基材上,立即與其它復(fù)合材料復(fù)合后冷卻制成。
多層擠出復(fù)合法。將多種不同性能的塑料樹(shù)脂通過(guò)多臺(tái)擠出機(jī),擠入模具復(fù)合成膜。此種工藝層間不用粘合劑、有機(jī)溶劑,薄膜無(wú)異味,無(wú)有害溶劑滲透,適合于保質(zhì)期更長(zhǎng)的食品包裝。如一般普通結(jié)構(gòu)LLDPE/PP/LLDPE透明度好,厚度一般50—60μm,如果保質(zhì)期更長(zhǎng).需用五層以上高阻隔的共擠薄膜,中間層為高阻隔材料PA、PET和EVOH。
在北美市場(chǎng),食品軟包裝一般向多層共擠包裝材料方向發(fā)展。注重食品的包裝效果,即阻隔性好,保質(zhì)期更長(zhǎng),方便使用,這個(gè)傾向值得我國(guó)包裝行業(yè)的重視。