5.135℃高溫蒸煮殺菌用復(fù)合薄膜膠粘劑
耐135℃高溫復(fù)合薄膜主要用于制造高溫蒸煮袋,而高溫蒸熏袋是60年代美國(guó)開(kāi)發(fā)的,用于宇航員食品包裝,在常溫下放置使月壽命長(zhǎng)。食用時(shí),既可冷食又可熱食,使用方便,節(jié)省保存的能量因此很受人們的歡迎。1964年日本大冢食品公司使用高溫蒸煮袋(透明)包裝咖哩食品獲得成功。1970年日本銷售高溫蒸煮袋7000萬(wàn)只1971年銷售1億只,到現(xiàn)在,高溫蒸煮袋的銷售量仍以15%的年增長(zhǎng)率迅速增長(zhǎng)。
高溫蒸煮袋的特點(diǎn)是:①能殺死全部細(xì)菌,保存期長(zhǎng),透明象有1年以上適用期,而不透明鋁箔(中間層)袋有2年以上的食品保存期;②透氧性和透濕性極小,內(nèi)容物不發(fā)生腐敗變質(zhì);③可以利用罐頭食品的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,所以高溫蒸煮袋又叫軟罐頭;④封口可靠,易于操作;⑤袋子留有裂口,易拆封,用手一撕即開(kāi)封;⑥裝璜印刷美觀;⑦能在3min以內(nèi)加熱食用;⑧廢棄物易處理;⑨可在常溫下貯存。
通常在85℃的溫度下所有致病菌都會(huì)被殺死,但其中危害性員大的肉毒桿菌和孢子菌于135℃下、10min才能被殺死,所以要求鍛造復(fù)合薄膜用的聚氨酯膠粘劑要耐135℃。
實(shí)例1:(主劑:聚對(duì)苯二甲酸—間苯二甲酸—壬二酸—乙二醇-環(huán)氧樹(shù)脂)
對(duì)苯二甲酸二甲酯194.2g、乙二醇248.3g、醋酸鋅0.2g,通人氮?dú)?,?60-220℃進(jìn)行酯交換反應(yīng),蒸出反應(yīng)生成的甲醇后加人間苯二甲酸83.1g,于200—220℃進(jìn)行酯化反應(yīng),蒸出反應(yīng)生成的水,再加入壬二酸282.3g,于220-230℃進(jìn)行酯化反應(yīng),慢慢減壓,于220-230℃縮合60min后再減壓至133Pa,于220~230℃縮合4h,制得數(shù)均分子量為50000的聚酯多元醇。
將以上制得聚酯多元醇50g溶解于67g,醋酸乙酯中,加入苯酐2g、磷酸0.1g、環(huán)氧樹(shù)脂(Epikote 1002)15g,于60℃加熱攪拌4h,制得固含量為50%粘稠液(主劑)。
固化劑是含NCO%為17.3%的IPDI三聚體,用醋酸乙酯配制成固含量為50%的溶液。
按主劑:固化劑=100:7.5(質(zhì)量份數(shù))配制成膠粘劑。
復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)為聚酯薄膜(12/um)/膠粘劑/鋁箔(9um)/膠粘劑/未拉伸聚丙烯(70um),貼合后的薄膜于50℃固化3天。將復(fù)合薄膜裁成360mm*l5mm大小的試片,于拉力機(jī)上進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)定,鋁箔與未拉伸聚丙烯薄膜的剝離強(qiáng)度為1250g/15mm。
將復(fù)合薄膜制成13cm*l7cm大小的食品袋,內(nèi)裝4.2%濃度的食醋,于135℃* 30min,0.45MPa壓力下進(jìn)行熱水殺菌后,于60℃保存7天未發(fā)現(xiàn)復(fù)合薄膜有分離現(xiàn)象。經(jīng)耐熱、耐酸試驗(yàn)后鋁箔與聚丙烯薄膜的剝離強(qiáng)度為1000g/15mm。
在膠粘劑組分中,添加1%Y-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)偶聯(lián)劑,其耐熱耐水解性能更優(yōu)良。
6. 無(wú)溶劑型復(fù)合薄膜膠粘劑
國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題都很重視,復(fù)合薄膜采用無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑可徹底解決溶劑引起的公害問(wèn)題。1974年德國(guó)Henbets公司首先用無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑制成復(fù)合包裝材料。美國(guó)1977年無(wú)溶劑膠粘劑占10%,而1980年已占50%,預(yù)計(jì)90年代可占90%以上。我國(guó)因無(wú)溶劑涂布機(jī)設(shè)備未能普及,故應(yīng)用無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑較少,今后無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑會(huì)有廣泛的發(fā)展前景。
1.涂布工藝
無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑有雙組分型和單組分型兩種。雙組分型其主劑和固化劑在室溫下的粘度較高,但仍具有流動(dòng)性,是半固態(tài)物質(zhì)。當(dāng)要進(jìn)行復(fù)合時(shí),主劑和固化劑按比例混合,放到具有加熱保溫功能的膠盤(pán)里,升溫到50-60℃,使粘度降低到1Pa·s或更低一些,然后通過(guò)具有加熱保溫功能的凹版輥涂到基材上去。涂膠后不必經(jīng)烘道加熱干燥,因?yàn)樗旧頉](méi)有任何溶劑,直接就可與另一基材進(jìn)行復(fù)合。
使用無(wú)溶劑型膠粘劑不存在廢氣排放問(wèn)題,不需要龐大復(fù)雜的加熱鼓風(fēng)和廢氣處理裝置,設(shè)備簡(jiǎn)單,原料節(jié)省,能耗減少,維持費(fèi)用低廉,生產(chǎn)速度提高,所以效益非常顯著。目前大部分普通復(fù)合薄膜包裝材料都可以用無(wú)溶劑型膠粘劑進(jìn)行生產(chǎn),甚至耐121℃高溫蒸煮的高檔復(fù)合薄膜包裝材料也可用此法制造。
2.特點(diǎn)
?、賹?duì)環(huán)境不會(huì)造成由于溶劑揮發(fā)產(chǎn)生的污染,操作安全,無(wú)需防爆措施;②膠液涂布量0.8-2.0g/m2(一般為1.0g/m2),僅為溶劑型的一半;③復(fù)合工藝簡(jiǎn)單,復(fù)合速度高,節(jié)省能源消耗;④由于不需要加熱干燥溶劑工序,因此涂布機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單、緊湊、經(jīng)濟(jì),廠房占地面積?。虎輿](méi)有溶劑殘留和遷移造成的對(duì)食品污染問(wèn)題;⑥操作溫度比溶劑型低,不會(huì)造成薄膜在高溫下的變形;⑦粘度大,在使用時(shí)需預(yù)熱,一般涂布時(shí)的粘度為1000~3000mPa·s;⑧常溫下粘度為4000mPa·s,雙組分混合在一起時(shí)1h內(nèi)粘度可達(dá)23mPa·s,所以雙組分無(wú)溶劑型膠粘劑的適用期短,僅為1h。
用無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑制備的復(fù)合膜和其他復(fù)合膜比較見(jiàn)下表
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