復(fù)合包裝材料學(xué)

復(fù)合包裝材料以下純屬個(gè)人觀點(diǎn)，僅供參考。大家看課件時(shí)多注意“包裝工程專業(yè)碩士研究生課程第二講第四節(jié)的內(nèi)容”試題：給幾種包裝對(duì)象（食品居多）（可能給出一些指標(biāo)要求：如pH值、最大水分、氧氣含量等），給出幾種包裝材料基材（可能給出一些基材指標(biāo)特性：如透濕、透氧系數(shù)等）（此處涉及計(jì)算），要求選擇幾種（通常3種）材料制成復(fù)合包裝薄膜包裝食品，寫(xiě)出選擇理由、材料特性，寫(xiě)出制成這種復(fù)合薄膜的加工工藝，最后寫(xiě)出要檢測(cè)此薄膜的哪些性質(zhì)以及檢測(cè)方法。以“紅燒排骨”為例，非標(biāo)準(zhǔn)答案如下：一、選擇材料基材：PA、Al（鋁箔）、CPP二、設(shè)計(jì)理由：由于包裝對(duì)象為肉類熟食，因此要求包裝阻隔性好、耐骨頭刺破，為符合滅菌要求，包裝袋應(yīng)在121℃蒸煮條件下不破、不裂、不收縮、無(wú)異味。三、復(fù)合薄膜各層要求外層：美觀、阻隔性好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨、易加工、可印刷、安全衛(wèi)生中層：機(jī)械強(qiáng)度高、阻隔性好、加工性好（易粘合）內(nèi)層：機(jī)械強(qiáng)度高、阻隔性好、穩(wěn)定性好、無(wú)毒、安全衛(wèi)生、熱封性好四、基材選擇理由：外層PA：耐高溫、強(qiáng)度大、柔韌性、阻隔性好、耐穿刺中間層Al（鋁箔）：阻隔性極佳、耐高溫，可用于135℃超高溫蒸煮內(nèi)層CPP：耐高溫蒸煮級(jí)材料、無(wú)毒無(wú)味、熱封性好五、復(fù)合薄膜透氣率計(jì)算可能用到的公式如下：?jiǎn)螌幽?、F=D(c2-c1)/dF：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積氣體透過(guò)量D：擴(kuò)散系數(shù)（與氣體有關(guān)，會(huì)給出）c：氣體濃度d：材料厚度2、F=DS(p2-p1)/d=pg(p2-p1)/d、pg=DSS：溶解度參數(shù)（與材料有關(guān)，會(huì)給出）p：氣體分壓（其他參數(shù)同1）3、F=V/tAV：氣體透過(guò)總量t：滲透時(shí)間A：滲透面積4、Q=V/AtΔpQ：透氣率Δp：氣體壓差（其他參數(shù)同上）透氧率的計(jì)算5、Q=Pg/dQ：透氧率Pg：透氧系數(shù)d：材料厚度6、復(fù)合膜透氣率Δp=Δp1+Δp2+Δp3……F=F1=F2=F3Δp=Fd/Pg因此FD/Pg=F1d1/Pg1+F2d2/Pg2+F3d3/Pg3……D/Pg=d1/Pg1+d2/Pg2+d3/Pg3……D、d分別表示復(fù)合膜總厚度和基材單膜厚度（此處粘合劑也算一層）Pg、Pgi分別表示復(fù)合膜和單膜的透氣系數(shù)計(jì)算題大家可以參考課件上的例題，但一定要注意單位的換算，最好自己看著課件算一遍，有的地方課件上可能有誤。六、透濕性能計(jì)算（公式可以參考課件）七、復(fù)合薄膜加工工藝（工藝流程圖請(qǐng)參考王鋒棚共享的文件）單膜的制備：PA：擠出，為提高薄膜性能可進(jìn)行拉伸；所用設(shè)備：塑料擠出機(jī)CPP：PP擠出流延；所用設(shè)備：平擠薄膜設(shè)備復(fù)合膜的制備：采用干法復(fù)合工藝將三層薄膜制成復(fù)合薄膜，粘合劑和印刷油墨應(yīng)選用耐蒸煮的原料。八、干法復(fù)合工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)1、張力控制：張力過(guò)小會(huì)使薄膜產(chǎn)生褶皺，張力過(guò)大會(huì)破壞印刷圖案、制袋開(kāi)口處易卷曲收縮，甚至可能拉斷薄膜。2、涂膠系統(tǒng)控制：由于包裝袋是高溫蒸煮袋，涂膠量較大，因此要采用75線涂膠網(wǎng)紋輥，涂膠時(shí)刮刀應(yīng)保持刀刃平直，刀刃上無(wú)異物，刮刀壓力20N左右，刮刀與涂布輥切角一般為60°，涂膠橡膠壓輥兩邊壓力要均勻，光滑輥要干凈。對(duì)于大型復(fù)合機(jī)，膠液濃度一般控制在25%~35%之間，正常生產(chǎn)時(shí)最好一小時(shí)測(cè)一次濃度，做到隨時(shí)控制。對(duì)于剛配好的粘合劑應(yīng)靜置一會(huì)兒，待氣泡逸出再使用。3、干燥控制：干燥烘道一般分為三段加熱，各段溫度一般為50℃-60℃；65℃-75℃；75℃-85℃溫度要階梯式升高，第一段溫度不可過(guò)高。對(duì)于蒸煮復(fù)合膜，各段溫度可適當(dāng)提高5-10℃。風(fēng)量控制為最低25m/s，出風(fēng)噴嘴處最好達(dá)到35m/s，進(jìn)風(fēng)出風(fēng)要平衡，生產(chǎn)時(shí)預(yù)抽風(fēng)一定要離開(kāi)。4、復(fù)合控制：復(fù)合時(shí)第二基材膜應(yīng)先預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般控制在40-60℃，預(yù)熱后與干燥后的第一基材經(jīng)過(guò)橡膠輥和鋼輥熱壓復(fù)合，鋼輥為加熱輥，對(duì)于高溫蒸煮袋復(fù)合溫度應(yīng)在80℃以上，最后經(jīng)冷卻輥冷卻再收卷。復(fù)合壓力通常為0.15-0.4MPa。5、熟化控制：復(fù)合好的薄膜收卷后應(yīng)在50-60℃下存放3-5天，使粘合劑的主劑和固化劑反應(yīng)交聯(lián)并與被復(fù)合基材表面相互作用，已達(dá)到最佳的復(fù)合薄膜強(qiáng)度。6、環(huán)境控制：復(fù)合時(shí)環(huán)境溫濕度控制范圍一般為：溫度15-28℃，濕度50%-75%，環(huán)境中不應(yīng)有灰塵、雜物存在，因此在車間通風(fēng)口應(yīng)有良好的過(guò)濾裝置并要定期清洗。九、復(fù)合薄膜成品質(zhì)量檢測(cè)主要檢測(cè)指標(biāo)：復(fù)合膜的透氣率透濕率；復(fù)合膜、袋的剝離強(qiáng)度；熱封強(qiáng)度；復(fù)合膜殘留溶劑含量；綜合質(zhì)量分析。1、透氣率檢測(cè)：常用壓差法，也可使用電量法和體積變化法。2、透濕率檢測(cè)：常用增重法（杯式法），可用電量法和紅外線檢測(cè)法。3、復(fù)合袋的剝離強(qiáng)度檢測(cè)：由于復(fù)合膜袋的最終用途不同，其指標(biāo)不同，方法根據(jù)GB8808—88用電子拉力機(jī)檢測(cè)，對(duì)于復(fù)合膜，將其裁成15x200mm細(xì)長(zhǎng)條，剝離5mm后用電子拉力機(jī)逐漸增加拉力進(jìn)行剝離試驗(yàn)。4、復(fù)合袋的熱封強(qiáng)度檢測(cè)：檢測(cè)樣品裁成15x100mm的細(xì)條同方法3檢測(cè)。5、復(fù)合膜的殘余溶劑含量：根據(jù)GB1004—88用氣相色譜儀檢測(cè)，含量不得大于10mg／m2。6、綜合質(zhì)量分析：根據(jù)前幾步檢測(cè)所得結(jié)果綜合分析復(fù)合薄膜的成品質(zhì)量并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。附：由于考試題型與江南大學(xué)考研初試題目相似，無(wú)答案題型附上供參考。1、設(shè)計(jì)一套“紅燒豬排”的銷售包裝，說(shuō)明采用哪種包裝形式？采用哪些包裝材料？如欲采用復(fù)合包裝材料，應(yīng)寫(xiě)出如何組合？采用哪些復(fù)合工藝？講明為什么要采用那些材料及那些工藝？（滿足包裝要求：1內(nèi)容物凈重300g2.內(nèi)包裝應(yīng)是軟塑包裝3.產(chǎn)品在超市內(nèi)銷售4.保質(zhì)期為六個(gè)月）（1999）2、現(xiàn)有一套醬肉產(chǎn)品（如醬鴨）需要進(jìn)行包裝，包裝基本要求為：250g～500g袋包裝，外形美觀，保質(zhì)期12個(gè)月。請(qǐng)針對(duì)這一產(chǎn)品解決下列包裝問(wèn)題：（1）醬肉的包裝要求如何？（2）采用怎樣的復(fù)合軟包裝材料？（寫(xiě)出復(fù)合結(jié)構(gòu)和每層大致厚度），說(shuō)明所選材料的各自作用；（3）獲得這一結(jié)構(gòu)材料需要采用哪些復(fù)合工藝？（若分步完成，則需說(shuō)明復(fù)合加工順序），并用箭頭（→）描述出從樹(shù)脂到制袋的整個(gè)工藝過(guò)程。（2004）3、設(shè)計(jì)一套果子醬的銷售包裝方案。要分析回答下列問(wèn)題：（1）說(shuō)明所定產(chǎn)品的包裝要求，并確定一種可行的包裝形式；（2）上述包裝形式所采用的包裝材料或結(jié)構(gòu)組成，并說(shuō)明各組成的作用；（3）說(shuō)明所定產(chǎn)品其他可能采用的包裝材料和包裝形式（至少一種），并與前述包裝形式進(jìn)行包裝功能比較。（2005）4、現(xiàn)有即沖飲品（顆粒）產(chǎn)品需要進(jìn)行包裝，包裝基本要求為：250g袋包裝，外形美觀，保質(zhì)期12個(gè)月。請(qǐng)針對(duì)這一產(chǎn)品解決下列包裝問(wèn)題：（1）即沖飲品的包裝要求如何？（2）采用怎樣的復(fù)合軟包裝材料？（需寫(xiě)出復(fù)合結(jié)構(gòu)和每層大致厚度），說(shuō)明所選材料的各自作用。（應(yīng)答方向：1、外表美觀，有光澤度，良好的適印性。2、防潮性、氣密性優(yōu)良，且避光。3、安全性，衛(wèi)生無(wú)毒。4、等等。盡量多寫(xiě)點(diǎn)）（2006）5、現(xiàn)有一套蒸煮袋包裝，擬采用PET/AL/CPP復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的包裝袋，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：（1）PET/AL/CPP復(fù)合結(jié)構(gòu)中各層材料的作用？（5分）（2）說(shuō)明承印層及墨層在結(jié)構(gòu)中所在的位置，初步擬定每層結(jié)構(gòu)材料大致的厚度，并簡(jiǎn)述其理由？（4分）（3）描述從樹(shù)脂原料到制成成品袋的整個(gè)制作工藝流程（可加箭頭）？（5分）（4）蒸煮袋包裝是否可用其它復(fù)合材料結(jié)構(gòu)？如有，請(qǐng)舉二例加以評(píng)述？（4分）（2007）6、現(xiàn)有一套藥品包裝，擬采用OPP/AL/PE復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的包裝袋，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：（1）OPP/AL/PE復(fù)合結(jié)構(gòu)中各層材料的作用？（2）說(shuō)明承印層及墨層在結(jié)構(gòu)中所在的位置，初步擬定每層結(jié)構(gòu)材料大致厚度，并簡(jiǎn)述其理由？（3）描述從樹(shù)脂原料到制成成品袋的整個(gè)制作工藝流程（流程圖）（4）藥品包裝有何特殊要求？目前復(fù)合包