專利名稱：Pvdc層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食品的包裝膜，尤其涉及一種PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜，同時還涉及一種制備該PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜的方法。
背景技術(shù)：
肉類食品是人類攝取蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)的重要途徑，占人類食品消費支出的30％以上，因此肉類食品工業(yè)在食品工業(yè)中占重要位置，肉類食品工業(yè)包括屠宰、冷藏、各種肉食品的加工，除極少品種和個別地方人們食用生肉外，絕大部分肉類加工工藝可分為常壓下巴氏殺菌(80——85℃)和高壓下高溫殺菌(121℃以上)。常壓下巴氏殺菌的目的是殺死肉中對人有致病作用的酶和病毒，防止人食用后食物中毒，同時使肉得到熟制；高壓、高溫殺菌的目的是殺死肉中的所有細菌及孢子，杜絕細菌生存和繁殖，防止肉食品腐敗，因此熟肉制品必須在包裝之后經(jīng)過高溫高壓殺菌才能實現(xiàn)長期儲存。
因此，用于耐高溫蒸煮、耐儲存的肉食品的包裝材料必須具備以下幾個條件1、能承受121℃溫度下蒸煮40分鐘，包裝袋內(nèi)外不發(fā)生變形，熱封處不開裂，層間不分離，機械強度、阻隔性不降低。
2、對氧氣、水蒸汽、食品香味、調(diào)味料香味等有很高的阻隔性。
3、機械強度好，適用于各種包裝機械、制袋機械使用。
4、熱封性能好，易熱封并有較高的熱封強度。
5、化學穩(wěn)定性好，與酸、堿、鹽、溶劑、油脂不發(fā)生化學反應。
6、符合食品衛(wèi)生要求，對人無毒無害。
目前在國內(nèi)軟包裝領(lǐng)域只有以鋁箔為中間層的層壓復合薄膜才能達到這一要求，它的結(jié)構(gòu)是雙向拉伸聚酯薄膜/粘接劑/鉛箔/粘接劑/流延聚丙烯薄膜，該鋁箔復合膜外觀漂亮，阻隔率高，可承受121℃以上高溫蒸煮，但存在以下缺點一是鋁箔受皺折容易折斷、出現(xiàn)裂紋，阻隔性喪失；二是不透明，消費者看不到內(nèi)包裝物，不方便顧客購買；三是柔軟度不夠，不能緊密貼在被包裝的物品上，袋內(nèi)殘存空氣多，不利于保鮮；四是不能用微波加熱；五是成本較高。
當前中國市場，一些經(jīng)營思想不端正的廠家利用不透明包裝遮蓋產(chǎn)品缺陷，欺騙消費者，廣大消費者深受其害，近年來市場上鋁箔包裝肉食品銷路不暢。但目前用一般塑料作成的包裝膜(聚脂/粘接層/聚丙烯)雖然透明性好，可承受121℃溫度下的蒸煮，但阻隔率很低，不能達到常溫下長期存放的要求。我國地輻遼闊，各地經(jīng)濟發(fā)展不平衡，生產(chǎn)地與消費地距離較遠，流通領(lǐng)域銷售銷售設施簡陋，除大城市外極少有完備的冷藏鏈。因此，要求熟肉制品在常溫下存放有足夠的保質(zhì)期，目前市場上急需一種完全透明、耐高溫蒸煮的，可使肉制品在常溫下保質(zhì)六個月以上的高阻隔包裝材料出現(xiàn)。
目前，世界上高阻隔耐高壓高溫蒸煮膜產(chǎn)品現(xiàn)狀如下PVDC薄膜是用偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物經(jīng)過特殊的吹膜工藝而制成的具有高隔性能的薄膜，阻隔率為小于cm3·25.4μm/m2·24h·23℃，具有優(yōu)良的機械性能和熱封性能，耐高溫140℃，耐低溫-60℃，受熱后有較高的熱收縮率，化學性能穩(wěn)定，不與各種酸堿鹽發(fā)生化學反應，耐溶劑、耐油脂，食品衛(wèi)生性能良好，對人體無毒無害，為了發(fā)揮PVDC的耐高溫和高阻隔性能，人們一直希望把它當作中間層，制成層壓復合薄膜，用做透明、耐高溫蒸煮、在常溫下儲存長期保質(zhì)的肉食品包裝材料。日本學者清水潮、橫山理雄著作《高溫蒸煮食品的基礎(chǔ)與應用》(1995年6月10日初版)介紹了這種復合材料的制備方法(1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，PET/PVDC/CPP其中，表層用PET(聚酯薄膜)；表層與中間層、中間層與里層之間是2個耐高溫蒸煮的粘合層；中間層為PVDC薄膜；里層(熱封層)用CPP薄膜(流延聚丙烯薄膜)。
(2)制造方法采用干法復合工藝，三層復合薄膜分兩步完成第一步將固態(tài)粘合劑加上指定的溶劑進行充分溶解成為稀膠狀液體，倒入干法復合機的粘合劑涂布槽中，將基材I(PET)解卷，經(jīng)過涂布單元將粘合劑均勻涂抹在薄膜表面，再將涂布過的薄膜送入加熱爐中加熱(70℃——90℃)使溶劑蒸發(fā)到一定程度，然后經(jīng)過復合單元把基材II(PVCD)均勻壓制到PET上，從而形成一體。由于粘合劑中仍有一定的溶劑存在，兩層間極易剝離，為了提高粘合強度，復合后的膜卷立即送入加熱室中(50-55℃)，加熱一定的時間(72小時以上)，待粘結(jié)力達到合格后再進行第二步復合。
第二步將已復合兩層薄膜PET/PVDC作基材，在未復合的PVCD一側(cè)涂布粘合劑，按第一步的過程將CPP復合在PVDC上，然后送入加熱室，加熱到一定的時間達到足夠剝離強度，復合工藝才算完成。
由于使用溶劑型粘合劑，層間粘結(jié)力取決于粘結(jié)層中溶劑揮發(fā)程度，為了揮發(fā)溶劑，薄膜要在一定溫度下反復長時間加熱，因而每層薄膜都必須有足夠的耐溫性和很小的熱收縮率。對于PET、BOPP、CPP都能達到這些要求，唯獨PVDC是一個熱收縮率很高的材料，如Saran 2032在100℃溫度下，縱向熱收縮率28-30％，橫向熱收縮率22-24％，用如此高收縮率的PVDC薄膜作為中間層，根本無法使用干法復合工藝進行復合，因此這種方法不易被接受。
為了使用干法復合工藝，用PVDC作中間層，制造復合薄膜，就必須把PVDC薄膜的熱收縮率降到很低，即干法復合加熱溫度下，其收縮率同PET、CPP相同。日本企業(yè)研制了一種預收縮處理工藝，把PVDC薄膜加熱到90℃，使其充分收縮，然后冷卻到室溫，在預收縮加熱時，薄膜的兩邊必須夾緊，所以冷卻后薄膜在橫向厚薄不均勻，必須將兩邊大約15-20％的厚薄不均勻處切除，只留下中間厚薄均勻、熱收縮率一致的薄膜作復合用。經(jīng)過預收縮的PVDC薄膜要扔掉30-40％，所以干法復合的PVDC層壓復合膜成本很高，甚至超過了鋁箔；在該工藝中復合要經(jīng)過反復加熱多次完成，費工費時，生產(chǎn)效率低，能量消耗大，加工周期長，使用的大量溶劑再把它蒸發(fā)出去，擴散到空氣中，對大氣環(huán)境造成污染，影響人的健康，殘存在包裝材料中，造成對食品污染，對人體有害。
為了改變上述狀況，公開號為EP0158533A2的一項歐洲專利申請公開了一種名稱為“耐熱復合薄膜”的發(fā)明專利申請，該發(fā)明提供了一種用多層共擠復合工藝制造的耐熱多層復合膜。它是以聚偏氯乙烯二元以上共聚物作為阻氣層D，PP作為外層A，以及分布于上述兩層間的酸改性的聚烯烴B和熱塑性聚氨酯C作為兩層粘接層，并且粘結(jié)層之間相互粘接，酸改性聚烯烴粘接層與外層粘接，而熱塑性聚氨酸粘結(jié)層與阻氣層相粘接，從而實現(xiàn)各層之間的粘結(jié)作用，整個截面上，從外至里分七層，依次為A/B/C/D/C/B/A，上述復合膜在苛刻的處理條件下，例如高溫油浴處理和壓力下蒸煮仍不會分層。上述復合膜采用多層共擠復合法進行生產(chǎn)，由于層數(shù)較多，造成多層共擠復合設備復雜，投資大，產(chǎn)品成本高，不易推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以PVDC為中間層的表、中、里緊密結(jié)合為一體的高阻隔、透明型，耐高溫的PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜。
同時，本發(fā)明的目的還在于提供一種該PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜的制備方法。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于采用了一種PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜，中間層PVDC(偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜)分別通過粘接劑與兩側(cè)的兩層相連，所述的粘接劑為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑。
所述的雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑的主劑為含多異氰酸酯成分，固化劑為含有羥基官能團的化合物。
所述的食品包裝膜自外至里為聚酯薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/流延聚丙烯薄膜。
所述的食品包裝膜自外至里為雙向拉伸聚丙烯薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/流延聚丙烯薄膜。
包裝膜截面各層的厚度(μm)自外至里依次為輕包裝，12/2/20/2/50；重包裝，12/2/20/2/70。
包裝膜截面各層的厚度(μm)自外至里依次為輕包裝，19/2/20/2/50；重包裝，19/2/20/2/70。
同時，本發(fā)明還提供了一種PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜的制備方法，該方法采用無溶劑復合工藝，具體步驟如下(1)將薄膜卷I(中間層PVDC薄膜)、薄膜卷II(外層PET)解卷，并通過展平、張力控制、邊緣調(diào)整裝置后被送到涂布單元，在薄膜I(中間層PVDC薄膜)的一面均勻涂布上無溶劑粘合劑，并與薄膜II(外層PET薄膜)一起進入復合單元進行復合，得到表、中合為一體的薄膜卷III(PET/adh/PVDC)；(2)按步驟(1)的方法，將薄膜卷III(PET/adh/PVDC)、薄膜卷IV(里層CPP)解卷，并通過展平、張力控制、邊緣調(diào)整裝置后，被送到涂布單元，在薄膜III(PET/adh/PVDC)的PVDC未涂布的表面均勻涂上無溶劑粘結(jié)劑，并與薄膜IV(里層CPP)一起進入復合單元進行復合，即可完成整個無溶劑復合工藝，得到表、中、里緊密結(jié)合為一體的PET/adh/PVDC/adh/CPP復合膜成品。
所述的無溶劑粘結(jié)劑為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑，主劑為含多異氰酸酯組分、固化劑為含有羥基官能團的化合物。
采用雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑，雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑具有較高的初粘合能力，而這個初粘力所形成薄膜層間的粘合作用要遠遠大于PVDC薄膜在121℃以上高溫下產(chǎn)生的收縮力，因此，所制成的薄膜在121℃以上高溫度蒸煮也具有足夠粘接力，保證復合薄膜始終平整、不起皺、不分層、不變形、熱封處不開裂，達到用于高溫蒸煮的目的。本發(fā)明的薄膜是采用無溶劑復合工藝，在無溶劑復合機上進行處理，在復合過程中薄膜不需受熱，PVDC薄膜不需要經(jīng)過預收縮處理就可以直接用于復合，減少了工藝過程，降低了成本。本發(fā)明的薄膜表層使用的PET、BOPP具有較高的耐熱性，挺括，光滑，有光澤，可在表面或內(nèi)里印刷，使包裝膜的外表美觀大方，里層使用CPP，有較好的熱封性，熱封強度高。PET、BOPP、CPP都有較高的機械強度，化學性能穩(wěn)定，耐油脂、溶劑、酸、堿、鹽，不與食物發(fā)生化學反應，食品衛(wèi)生性能好，耐121℃以上的高溫蒸煮，與PVDC通過雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑緊密復合成一體，確保高溫蒸煮時不剝離，不變形。
產(chǎn)品的性能檢測項目與結(jié)果(經(jīng)國家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢測)

本發(fā)明的耐蒸煮復合膜產(chǎn)品的顯著特性為(1)透明性，在500nm的全光線透過率為90％以上(用市售的分光光度計——日立產(chǎn)330型自動分光光度計測定)；(2)氣阻性較好，在30℃、65％KH(相對溫度)的條件下，氧氣透過量為20cm3/m2·24h·atm以下(利用美國Moden Control公司制造的Ox-tran2/20測定)。
本發(fā)明的復合膜，適合于包裝經(jīng)高溫殺菌的各種肉食品、帶湯食品；采用本發(fā)明的復合膜進行包裝食品具有以下優(yōu)點包裝透明，利于消費者購買；食品保存期長，利于長期存放；可用于微波等高溫加熱；成本低，易于推廣應用。


圖1為一種以PVDC為中間層的耐高溫蒸煮的食品膜產(chǎn)品(復合膜)的截面結(jié)構(gòu)放大圖；圖2為本發(fā)明所用的無溶劑復合機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，中間層PVDC(偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜)3’分別通過雙組份聚胺脂型無溶劑粘2’與外層1’和里層4’相連，其中外層1’為PET(聚脂薄膜)，里層4’為CPP(流延聚丙烯薄膜)。同時外層1’也可以為BOPP(雙向拉伸聚丙烯薄膜)或BOPA(雙向拉伸尼龍薄膜)。
本實施例中復合膜截面結(jié)構(gòu)為PET/adh/PVDC/adh/CPP，式中adh表示雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑。復合薄膜總厚度為86μm每層厚度為PET為雙向拉伸聚酯薄膜，厚度為12μm；adh為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)層，厚度為2μm；PVDC為雙向拉伸偏二氯乙烯共聚物薄膜，厚度為20μm；adh為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)層，厚度為2μm；CPP為流延聚丙烯薄膜，厚度為50μm。
如圖2、圖3所示，以PVDC為中間層的耐高溫蒸煮食品膜袋的復合生產(chǎn)方法為第一步將薄膜卷I(中間層PVDC薄膜)放在復合機上的放卷軸9上，薄膜卷II(外層PET)放在放卷軸1上，兩薄膜分別經(jīng)解卷機，并通過展平、張力控制、邊緣調(diào)整裝置12、13后被送到涂布單元，在薄膜I(中間層PVDC薄膜)的一面均勻地涂布上無溶劑粘合劑，薄膜II(外層PET)上沒有涂粘合劑。采用的粘結(jié)劑為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑，德國漢高公司生產(chǎn)的、牌號為Liofol，主劑UR7745(含多異氰酸酯組分)、固化劑UR6075(含有羥基官能團的化合物)按主劑與固化劑按6∶1的比例在55℃下在混合器中混合后，經(jīng)輸膠泵打入涂布槽中，上膠輥2半浸在粘結(jié)劑中，隨著上膠輥2的轉(zhuǎn)動，在上膠輥上粘上粘結(jié)劑，上膠系數(shù)為5∶1。然后經(jīng)計量輥3計量，并經(jīng)傳膠輥4把粘結(jié)劑涂布在涂膠鋼錕5上，薄膜I(中間層PVDC薄膜)從涂膠鋼輥5和涂膠壓輥6之間通過，涂布鋼輥上的粘合劑就均勻涂布在薄膜I(中間層PVDC薄膜)的一側(cè)表面上，涂布有粘合劑的一側(cè)與薄膜II(外層PET)粘結(jié)在一起，并且一起進入復合單元，在復合鋼輥7和復合壓輥8之間進行壓合，然后經(jīng)過冷卻輥10進行冷卻，再經(jīng)具有展平、張力控制、邊緣調(diào)整功能的裝置14復合平整后被送到收卷機11上收卷，這樣就得到表、中緊密結(jié)合為一體的薄膜卷III(PET/adh/PVDC)；第二步按第一步的方法，采用同樣的無溶劑復合機，將放卷軸9上的薄膜卷III(PET/adh/PVDC)，放卷軸1上的薄膜卷IV(里層CPP)分別經(jīng)解卷機、并通過展平、張力控制、邊緣調(diào)整裝置12、13后，被送到涂布單元，在薄膜III(PET/adh/PVDC)的PVDC表面均勻涂上一層無溶劑粘結(jié)劑，采用的無溶劑粘結(jié)劑為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑，主劑UR7745(含多異氰酸酯組分)與固化劑UR6075(含有羥基官能團的化合物)按6∶1的比例在55℃下經(jīng)混合器混合后，經(jīng)輸膠泵送入涂布槽，由上膠輥2進行上膠，上膠系數(shù)5∶1，然后經(jīng)涂布槽里的計量輥3計量，并經(jīng)傳膠輥4傳膠，再通過涂膠鋼輥5、涂膠壓輥6在薄膜III(PET/adh/PVDC)的另一側(cè)(即PVDC側(cè))表面進行均勻涂布，薄膜III(PET/adh/PVDC)經(jīng)涂布后與薄膜IV(里層CPP)一起經(jīng)過復合鋼輥7和復合壓輥8進行復合，然后經(jīng)過冷卻輥10進行冷卻，經(jīng)具有展平、張力控制、邊緣調(diào)整功能的裝置14復合平整后被送到收卷機11上進行收卷，得到薄膜卷V(PET/adh/PVDC/adh/CPP)，即完成了整個無溶劑復合工藝，得到表、中、里緊密結(jié)合為一體的PET/adh/PVDC/adh/CPP復合膜成品。
本發(fā)明生產(chǎn)方法的工藝參數(shù)為溫度方面上膠輥2、計量輥3、傳膠輥4、涂膠鋼輥5、涂膠壓輥6、復合壓輥8均為78℃，每個輥子為中空型，內(nèi)部通有控制溫度的熱水，以保證輥溫穩(wěn)定。
壓力方面上膠輥2、計量輥3為0.7MPa、傳膠輥4為0.25MPa、涂膠鋼輥5、涂膠壓輥6為0.25MPa、復合壓輥8為0.4MPa，壓力由輥的兩端壓縮空氣汽缸產(chǎn)生。
張力方面PET薄膜0.1-0.15MPa、CPP薄膜0.1MPa、PVDC薄膜0.1MPa、收卷機11張力150N。
薄膜復合速度為105m/min、上膠系數(shù)5∶1。
權(quán)利要求
1.一種PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜，中間層PVDC(偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜)分別通過粘接劑與兩側(cè)的兩層相連，其特征在于所述的粘接劑為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫蒸煮食品包裝膜，其特征在于所述的雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑的主劑為含多異氰酸酯成分，固化劑為含有羥基官能團的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫蒸煮食品包裝膜，其特征在于所述的食品包裝膜自外至里為聚酯薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/流延聚丙烯薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫蒸煮食品包裝膜，其特征在于所述的食品包裝膜自外至里為雙向拉伸聚丙烯薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜/雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑/流延聚丙烯薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫蒸煮食品包裝膜，其特征在于包裝膜截面各層的厚度(μm)自外至里依次為輕包裝，12/2/20/2/50；重包裝，12/2/20/2/70。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫蒸煮食品包裝膜，其特征在于包裝膜截面各層的厚度(μm)自外至里依次為輕包裝，19/2/20/2/50；重包裝，19/2/20/2/70。
7.一種如權(quán)利要求1所述的PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜的制備方法，其特征在于該方法采用無溶劑復合工藝，具體步驟如下(1)將薄膜卷I(中間層PVDC薄膜)、薄膜卷II(外層PET)解卷，并通過展平、張力控制、邊緣調(diào)整裝置后被送到涂布單元，在薄膜I(中間層PVDC薄膜)的一面均勻涂布上無溶劑粘合劑，并與薄膜II(外層PET薄膜)一起進入復合單元進行復合，得到表、中合為一體的薄膜卷III(PET/adh/PVDC)；(2)按步驟(1)的方法，采用同樣的無溶劑復合機，將薄膜卷III(PET/adh/PVDC)、薄膜卷IV(里層CPP)解卷，并通過展平、張力控制、邊緣調(diào)整裝置后，被送到涂布單元，在薄膜III(PET/adh/PVDC)的PVDC未涂布的表面均勻涂上無溶劑粘結(jié)劑，并與薄膜IV(里層CPP)一起進入復合單元進行復合，即可完成整個無溶劑復合工藝，得到表、中、里緊密結(jié)合為一體的PET/adh/PVDC/adh/CPP復合膜成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述的無溶劑粘結(jié)劑為雙組份聚胺脂型無溶劑粘結(jié)劑，主劑為含多異氰酸酯組分、固化劑為含有羥基官能團的化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜及其制備方法，中間層PVDC(偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物)分別通過粘接劑與兩側(cè)的兩層相連，所述的粘接劑為雙組份聚胺酯型無溶劑粘結(jié)劑。采用雙組份聚胺酯型無溶劑粘結(jié)劑復合工藝法并在無溶劑復合機上生產(chǎn)出來的，旨在解決國內(nèi)現(xiàn)有復合塑料食品膜袋不能承受高溫蒸煮、包裝肉制品常溫下不能長期儲存的缺陷，其制法保證PVDC薄膜在復合過程中不受熱、不產(chǎn)生收縮、皺折，能達到121℃以上蒸煮的要求。
文檔編號B32B27/08GK1535814SQ031261
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者樊書德 申請人:鄭州寶藍包裝技術(shù)有限公司