第六章 复合包装材料

⑤残留溶剂多，且该溶剂的透过性差
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复合包装材料
（4）复合膜发皱
①基膜复合张力不等，造成相对位移，产生皱纹。
②残留溶剂太多，胶粘剂的干燥不足，粘接力太小，给两 种基材的相对位移提供了可能。 ③胶粘剂的初粘力不足，凝聚力太小。 ④涂胶量不足、不均匀，引起粘接力不好，不均匀产生局
第六章 复合包装材料
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复合包装材料
1 复合材料的定义
由两个或两个以上的独立的物理相，包括粘结材料 （基体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物， 称为复合材料。（GB3961）
复合材料就是用两种或两种以上不同性能，不同形态的
组分材料，通过复合手段组合而成的一种多相材料。
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（3）粘合剂和粘合材料： （4）举例： 以EVOH为阻隔层：包装农药和药品，对饮料中 的香精油等物质吸附极少，故也广泛用作桔汁饮料 的包装。。 HDPE/ 改性PE/ EVOH/ 改性PE/ HDPE HDPE/ 改性PE/ EVOH/ 改性PE/ EVOH
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PET/CPP PET/SiOx/CPP OPP/CPP OPP/ SiOx/CPP
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111.6 0.465 >775 4.65
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1.085 0.465 0.465 <0.155
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（2） 性能：与用PVDC作阻隔层的复合材料相比，
GT薄膜复合材料的透气性受温度影响较小。
PVDC、PAN；
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（2）结构层树脂： LDPE：改进柔性。 PP：比HDPE有更好的耐热性与接触透明度。 PVC：抵抗化学药品的侵蚀。
PS：透明、有刚性、低成本，但脆。
PC：价贵，对氧与水的阻隔性不佳，但能承受 高温。在多层容器中作为热充填、高温灭菌、蒸 煮包装中不耐热材料的支撑材料。 Next
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热熔复合方式一
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热熔复合方式二
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热熔复合设备
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五 共挤出
将多种不同性能的塑料树脂通过多台挤出机共
挤进入模具复合成膜，也称为多层挤出复合。
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箔)粘合成复合膜。
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复合包装材料
B 工艺流程图
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复合包装材料
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复合包装材料
C 工艺过程
（1）涂胶 凹版辊涂胶 光辊涂胶
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复合包装材料
（2）干燥 透明度 复合强度 气味 卫生 分段加热干燥 a、蒸发区：约50~60℃ b、硬化区：约70℃ c，排除异味区： 75～80℃ 干燥温度：基材耐热性、复合速度、溶剂种类
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复合包装材料
（3）复合 复合装置：橡胶辊 钢辊 复合参数：压力 温度 （4）冷却固化
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（5）收卷 收卷张力 收卷作用 （6）熟化交联 D 常见质量问题
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复合包装材料
1、操作环境对产品质量的影响。 (1)空间环境的相对湿度 (2)环境温度控制在18—23℃较为理想 (3)应有完善的溶剂排放装置或回收装置 (4)环境密闭，以防灰尘、杂物，昆虫等混入. (5)换气装置。以保证空间空气新鲜。
三. 高分子合金材料
用共混的方法，在树脂中加入一种能够改进互 混性的相混剂就可以形成合金材料。 PET/LCP：两种成分比例为9：1。 不透明、呈乳白色外观。具有比PET更好的氧气和 湿气阻隔性、更好的耐热性和机械性能。因而膜厚可降 低一半，而且可回收循环使用，是一种绿色包装材料。 可用于薄膜、也可以作为共挤树脂制造软包装用的 膜片，还可用于硬包装及半硬包装等多种包装形式。
尼龙、聚氯乙烯等材料
阻隔层：防潮、阻氧、保香 常见材料：铝箔和蒸镀金属，EVOH、PVDC、PVA 、PA等 内层（热封层） 常见材料：PE、CPP、PVC等
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复合包装材料
5 复合包装材料制造技术
一. 层合
（一）湿法粘结层合 将液体粘合剂涂布基材，然后立即与第2层材料复 合在一起，从而干燥、冷却制得层合材料的工艺。
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共挤出平膜
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共挤出管膜
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六、涂布复合
A 定义
在基材的单面或双面挤涂一层另外的熔体或乳液 状的材料（聚乙烯或醋酸乙烯）。 B 涂层作用 改善基材的热合性能和改善其阻透性
C 挤出涂布与挤出复合的区别 挤出涂布：熔融的聚合物涂覆在基材上 挤出复合：熔融的聚合物涂覆在铬辊上。
真空包装 气体置换包装 封入脱氧剂包装 干燥食品包装 无菌充填包装 蒸煮包装 液体热充填包装
3 复合包装材料结构
纸/塑、纸/铝箔/塑、塑/塑、塑/无机氧化物/塑
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复合包装材料
外层基材（结构层）：支撑阻隔层的材料。
要求：机械强度好， 耐热、耐磨、印刷和光学性好；
常见材料：覆膜纸、玻璃纸、聚乙烯、拉伸聚丙烯、聚酯、
⑧稀释剂的纯度不高，含有水，醇等活性物。
⑨薄膜中的添加剂的影响到粘接牢度的下降。
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三、挤出复合法
以热熔胶树脂为胶粘剂，用塑料挤出机将聚乙烯树脂 或其它树脂加热熔融注入一个平片模具内，再由模具的模 口流出片状固化的薄膜后，立即与另一种或两种薄膜通过 复合夹辊复合在一起，然后冷却固化。
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PET单层瓶：用作汽水、矿泉水、茶等饮料的
包装。
PVDC涂覆PET瓶、PET/MXD6（尼龙）：易氧
化的葡萄酒、啤酒等。
PET/EVOH/PET/EVOH/PET5：灌装蕃茄酱。
聚萘二甲酸乙二酯（PEN）：替代PET，气密
性及耐热性均优，但价高。
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制备SiO2镀覆膜。
EB法、PVD法、CVD法制氧化铝蒸镀膜。
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2. 结构与性能：
（1）结构：塑料膜＋ SiOx ＋塑料膜 蒸镀SiOx 基材：PET、 LDPE、OPP、ON等。 复合膜：PP、PS、PA等。
含SiOx 蒸镀复合材料的阻隔性 复合材料 氧透气率 水蒸气透过率
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复合包装材料
3、复合膜有小气泡问题 ①基膜表面张力太小，浸润性差，造成上胶不均匀。 ②复合辊的压力不足，或钢辊表面温度太低，使胶粘剂活 化不足，流动性不足，造成胶粒流不平，有微小的空隙， 形成气泡。 ③有灰尘粘附在膜表面，形成气泡。 ④胶粘剂中混有微量水份，胸部粘剂中的与水反应，生成 CO2，形成气泡： R NCO H 2O R NH 2 CO 2
部地方出现皱纹。
⑤收卷张力在小，卷得不紧。
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（5）粘接牢度不好 ①胶粘剂的品种、质量与要复合的基材不相适应；
②复合温度太低，以致粘合剂的活化不足，复合时的粘性不高； ③上胶量不足； ④胶粘剂对油墨的渗透性差，浮在油墨的表面； ⑤薄膜表面的电晕处理不好； ⑥残留溶剂太高，复合后会产生许多微小的气泡； ⑦复合好后，熟化不完全；
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七、浸渍涂布
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八、刷涂法复合
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九、辊涂法涂布
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十、无机氧化物镀覆薄膜
SiOx 蒸镀薄膜（GT膜，氧化硅涂覆膜）：
气体阻隔性、透明、耐热、耐破裂、耐折叠、 耐化学药品侵蚀、容易加工复合等。比铝塑复合 材料容易回收，无污染。
3. 前景： GT薄膜是铝箔复合材料的理想替代品。由于它非 常薄，不会啬包装废弃物回收的困难。 广泛用于干燥食品及水分高的食品或液体食品； 药剂、化妆品等产品的热封或冷封的外包装； 还可以用于牙膏、调味品、一次性医用包装及各 种工业品、化工产品的复合包装。
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2. 层合软管：
这种层合材料先制成大卷片材，以利于制管
时分切成适当宽度。分切的卷筒被送到制管厂制 成管筒。由于层合材料中采用不渗透的铝箔作阻
隔层，因此可能发生渗透的部位是搭接缝。
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防尘层 印刷层 印刷底层 纸（非拉伸基材） 纸底层 粘合剂层 阻隔层 粘合剂层 密封层 内表面
器时常见的褶皱现象，外形美观。
（1）PP (40um)/钢箔（75um)/PP（70um) 用于甜冻食品、烧鸡、田螺以及婴儿食品包装。
（2）防止氧化的钢箔类复合无菌容器
用于桔子、菠萝、桃子等水果害及蘑菇、藕、 土豆等蔬菜类。使内容产品于常温下在一年内完好 无损，并保持食品的色、味及内在质量。
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复合包装材料
2、复合膜的透明性 ①胶粘剂本身颜色太深。 ②胶液中混有灰尘等微粒。 ③基膜的表面张力不高。 ④胶粘剂的流动性不足，展平性差。
⑤上胶不足，有空白处，夹有小气泡，造成花斑或不透明。
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复合包装材料
⑥胶粘剂本身吸湿，造成胶层变浊，有不溶物。 ⑦烘道温度太高，干燥太快，使胶液层表面结皮。 ⑧复合橡胶辊有缺陷，某一点压不着，形成空档。
层合软管材料的典型结构
1.外表面 2. LDPE和抗静电层 3. 印刷油墨 4. 白色LDPE 5. 纸基材 6. LDPE 7. 乙烯－丙烯酸共聚物
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8. 铝箔
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9. 乙烯－丙烯酸共聚物
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10. LDPE
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 塑料－金属箔材料 钢箔比铝箔刚性好，不易变形，消除了形成容
＋氧等离子 液态有机硅化合物或气相硅烷 载气（He) 反应室 氧化反应 涂覆 等离子体增强化学气相淀积法（PECVD） SiO2
CVD法产生涂层比PVD法致密，气密性好，
不易产生裂纹。
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利用氩离子溅射技术在PET材料上镀覆SiO2 膜。 利用电子束（EB）蒸发和等离子体结合的方法
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复合包装材料
2、复合包装材料定义
是由层合、挤出贴面、共挤出等技术将几种不 同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构包装 材料。 以满足运输、贮存、销售等对包装功能的要求。 以满足现代包装技术的特殊要求。
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复合包装材料
现代包装技术：
二. 多层复合塑料 1. 多层塑料瓶：
思路：
使用强度好而且成本低的塑料以满足机械
强度方面的要求，而用阻隔性能好价格贵的树
脂作阻隔层。
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（1）阻隔层树脂：
含水产品：PE、PP、PVDC； 需阻氧的产品：PA、PET、PVC；
层合结构中阻隔型树脂：乙烯－乙烯醇、
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十、无机氧化物镀覆薄膜
物理气相淀积（PVD）：
x=1.5~1.7。由于是干法层合，镀层呈多
层化。虽镀层本身气密性不差，但由于实际
加工时镀覆物与高温状态的基材（如PE）接
触，蒸镀层会产生裂纹，使气密性能下降。
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化学气相淀积（CVD）：
干酪素
硅酸钠
水基粘合剂：基材至少有一种是吸水性的。 溶剂型粘合剂：基材至少有一种是渗透性的。
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复合包装材料
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复合包装材料
（二）干法粘结层合
A 定义 基材表面上涂布一层溶剂型粘接剂，经过覆膜机烘道除去
溶剂而干燥，在热压状态下与其它的复合基材(塑料薄膜或铝
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挤出复合工艺流程图
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四、热熔复合法
• 此法是将聚乙烯 — 丙烯酸酯共聚物、乙 烯—醋酸乙烯共聚物、石腊放在一起加热熔融， 然后涂布在基材上，立即与其它复合材料复合 后冷却即成。 优点：复合时间短、无溶剂公害问题
缺点：耐热性、透明性欠佳。