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解密三泡法熱收縮袋
????????熱收縮膜是一種在生產(chǎn)過程中在薄膜的縱向、橫向拉伸定向，而在使用過程中受熱收縮的熱塑性塑料薄膜。薄膜的熱收縮性早在1936年就獲得應用，最初主要用橡膠薄膜來收縮包裝易腐敗的食品。如今，熱收縮技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到幾乎可以用塑料收縮薄膜來包裝各種商品，在食品飲料、電子產(chǎn)品、汽車用品、日化、文具、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的用途。
????????熱收縮膜的生產(chǎn)工藝按薄膜的成型方式一般分流延法和吹膜法。流延法：以BOPET熱收縮標簽的生產(chǎn)工藝為例，其生產(chǎn)流程是先將PET共聚樹脂進行干燥處理，然后加入擠出機中熔融擠出、通過模頭/冷鼓鑄片，隨后將鑄片加熱到玻璃化溫度以上、熔融溫度以下的某一適當溫度范圍內(nèi)，并在外力作用下，進行單向或雙向一定倍數(shù)的拉伸，通常要求進行橫向3.5~4.0倍的拉伸。
????????熱收縮膜的吹膜法一般分為單泡法、雙泡法和三泡法。普通吹膜生產(chǎn)工藝屬于單泡法，由于無法精確控制薄膜在縱向和橫向上的吹脹和拉伸比例，且吹脹比一般在2~3左右，薄膜的熱收縮率不高，因此一泡法生產(chǎn)的產(chǎn)品主要用于產(chǎn)品物流中的包裝，如啤酒飲料、日用電子產(chǎn)品的外包裝等。雙泡法主要應用于POF薄膜的生產(chǎn)中。由于薄膜進行了二次吹脹，因此可以控制薄膜在縱向和橫向上的拉伸比例，且拉伸比例高，通過工藝配方的控制，薄膜的收縮率可以達到70%以上。POF薄膜的主要應用領(lǐng)域在一些小包裝的制品中。隨著熱收縮膜在食品中，特別是冷鮮肉中的應用，三泡法熱收縮膜生產(chǎn)工藝應運而生。由于鮮肉制品對薄膜包裝的熱收縮穩(wěn)定性要求高，熱收縮使用溫度低，阻隔性能佳，普通雙泡法不能生產(chǎn)符合要求的產(chǎn)品。下文著重描述了三泡法熱收縮袋的生產(chǎn)工藝、技術(shù)難點以及市場概況等相關(guān)情況。
????????三泡法熱收縮袋生產(chǎn)工藝及原理。其三泡法工藝流程一般如下：
????????原料助劑--混合均勻--熔融擠出--多層模具擠出--膜胚(一泡)--冷卻定型--水浴加熱--熱風預熱--二次吹脹(二泡)--冷卻定型(三泡)--旋轉(zhuǎn)收卷--交聯(lián)--印刷--制袋--包裝入庫
????????其關(guān)鍵點控制點如下：
????????1)一泡擠出:采用平擠下吹法擠出胚管，此時高聚物處于熔融狀態(tài)。
????????2)二泡吹脹:胚管經(jīng)過多層模具共擠出后，馬上通過真空筒水套冷卻，然后進人熱水浴或加熱箱，加熱到玻璃化溫度以上進行縱向拉伸，再利用壓縮空氣進行橫向吹脹，吹脹比與拉伸比為3.5：1左右。
????????這里有兩個重要的概念：牽引比和吹脹比。
????????牽引比：是指薄膜的牽引速度與管胚擠出速度之間的比值。牽引比是縱向的拉伸倍數(shù)，使薄膜在牽引方向上具有定向作用。牽引比增大，則縱向拉伸強度也會隨之提高，且薄膜的厚度變薄，但如果牽引比過大，薄膜的厚度難以控制，甚至有可能會將薄膜拉斷，造成斷膜現(xiàn)象。
????????吹脹比：是指吹脹后膜泡的直徑與未吹脹的胚管直徑之間的比值。吹脹比為薄膜的橫向膨脹倍數(shù)，實際上是對薄膜進行橫向拉伸，拉伸會對塑料分子產(chǎn)生一定程度的取向作用，吹脹比增大，從而使薄膜的橫向拉伸強度提高。但是，吹脹比既不能太大也不能太小，太大容易造成膜泡不穩(wěn)定，且膜泡容易出現(xiàn)皺折;太小則成品的收縮率不夠。因此，吹脹比應當同牽引比配合適當才行。
????????二泡工藝的物理原理是：當高聚物處于高彈態(tài)時，對其拉伸取向，然后將高聚物驟冷至玻璃化溫度以下，分子取向被凍結(jié)，當物品進行包裝過程中對其加熱時，由于分子熱運動產(chǎn)生應力松馳，分了恢復原來的狀態(tài)，產(chǎn)生收縮。
????????3)三泡定型:二次吹脹后的薄膜還需進行定型處理，然后收卷。熱收縮膜即便在常溫下儲存，也會產(chǎn)生收縮，因此定型處理相當關(guān)鍵。
????????4)熱收縮膜往往還需要進行交聯(lián)處理，一般采用電子輻射交聯(lián)，分為在線交聯(lián)和離線交聯(lián)。經(jīng)過交聯(lián)的薄膜可使其性能得到大幅度的改善，不僅顯著提高了薄膜的力學性能、耐環(huán)境應力開裂性能、耐化學藥品腐蝕性能、抗蠕變性和電性能等綜合性能，而且非常明顯地提高了耐溫等級，這個工藝過程是熱收縮袋生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝控制點之一。
????????5)三泡法熱收縮膜和普通熱收縮薄膜生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵區(qū)別在于：一泡法吹漲時高聚物是在熔點以上進行縱向和橫向的拉伸，而三泡法則是將胚管溫度控制在玻璃化溫度以上，熔點以下，然后進行拉伸和吹漲。
????????三泡法熱收縮膜原料的選用。由于三泡熱收縮膜采用的是下吹水冷的生產(chǎn)工藝，因此原料一般選用吹膜級即可。在包裝完產(chǎn)品后的熱收縮過程中，一般采用熱水、風淋或紅外線加熱3~5秒。為減少溫度對冷鮮肉表面的影響，因此要求薄膜的熱收縮溫度低，所以應選用較低密度的聚乙烯、茂金屬線性聚乙烯以及EVA等原料，以便能在90℃甚至更低溫度實現(xiàn)40%以上的熱收縮。同時還要考慮薄膜的貼體性能要好，收縮率要大，收縮力低，以避免血水的擠出。
????????根據(jù)包裝內(nèi)容物的種類和保質(zhì)期要求，一般按氧氣阻隔性能分為阻隔熱收縮袋，高阻隔熱收縮袋和無阻隔熱收縮袋。阻隔層原料一般選用PVDC、EVOH、共聚尼龍。因此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為如下四個基本類別：
????????1)無阻氧性結(jié)構(gòu)：(MPE+EVA)/ LLDPE/ (MPE+EVA)
????????2)阻隔性結(jié)構(gòu)：PA/TI/(MPE+EVA)
????????3)高阻隔性結(jié)構(gòu)之一：PA/EVOH/TI/(MPE+EVA)
????????4)高阻隔性結(jié)構(gòu)之二: (MPE+EVA)/ EVA/PVDC/EVA/ (MPE+EVA)
????????在采用EVOH和尼龍做阻隔層時，一般設計為不對稱結(jié)構(gòu)，尼龍會設計在外層，這樣內(nèi)外層材料的熔點相差很大，便于制袋。而對稱結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品內(nèi)外層材料溫差不大，因此需要對薄膜進行交聯(lián)，以提高薄膜的耐溫性能，從而容易制袋。
????????這里要重點提一下交聯(lián)工藝。并不是所有的高分子材料都能進行電子輻射交聯(lián)，并且交聯(lián)和裂解是同時進行的，但總有一方面是主要的，這樣就有電子輻射交聯(lián)型和裂解型聚合物之分。如聚乙烯、EVA等屬于能進行輻射交聯(lián)的物質(zhì)。PVDC在進行輻射交聯(lián)后會發(fā)生黃變，影響產(chǎn)品的展示效果，目前是困擾業(yè)界的一個難題。有些公司的產(chǎn)品在此方面解決得很好，據(jù)說使用的是在線交聯(lián)，而其它公司使用的是離線交聯(lián)，即膜卷生產(chǎn)完成后再進行交聯(lián)。離線交聯(lián)會產(chǎn)生另外一個問題，即熱收縮膜在進行電子輻射交聯(lián)時，會產(chǎn)生刺激性氣體--臭氧，由于存在于袋體之內(nèi)，無法排出，盡管符合食品安全要求，但有時會遭到客戶的拒絕。
?????????三泡法熱收縮袋的市場前景。根據(jù)相關(guān)報道，肉食品包裝袋以每年20%的速度成為增長最快的軟包裝市場。在全球超過百億份鮮肉包裝中，有30%以上的比例使用的是袋式包裝?？梢灶A測，熱收縮包裝袋將成為一個高速增長的軟包裝市場。熱收縮袋的主要優(yōu)點如下：
????????1. 收縮幫助減少包裝外多余材料，使包裝更緊貼，展示效果好，提升肉品銷售吸引力;
????????2. 熱收縮袋熱收縮后無褶皺，內(nèi)層材料非常貼體，消除了由其產(chǎn)生的毛細吸水現(xiàn)象，同時低收縮力也最大程度地減少了血水的滲出;
????????3. 熱收縮袋的阻隔層有效阻隔氧氣的滲透，延長了肉制品的保質(zhì)期;
????????4. 熱收縮袋能有效地阻止水份的流失，保持了產(chǎn)品原有的口味，同時為企業(yè)節(jié)約了成本;
????????5. 熱收縮包裝的產(chǎn)品避免了與外界的接觸，避免了二次污染，食用更安全。
????????目前PVDC的熱收縮袋的應用范圍主要在冷鮮肉包裝，還有一部分應用于需要高阻隔性的海產(chǎn)品加工領(lǐng)域。我們根據(jù)美國冷鮮肉包裝發(fā)展的歷史，可以看出中國未來包裝冷鮮肉的發(fā)展方向。二次世界大戰(zhàn)后因為超市的發(fā)展，開始出現(xiàn)薄膜包裝的冷鮮肉，其主要用于超市后店，防止鮮肉分切后倉儲過程的水分散失，但這種包裝仍存在肉色改變、包裝滲漏、保存期限短的問題。隨著PVDC材料的發(fā)明和應用，接下來的20年(1950～1970)熱收縮包裝材料逐漸演變到了阻隔性收縮袋，從而延長了肉制品的保存期限，使廠商能更彈性、效率地調(diào)整生產(chǎn)和庫存。美國主要的保鮮牛肉供應廠商都是當年使用真空收縮袋和中央包裝工廠的先驅(qū)者，如今這些大廠的供應量占總飼養(yǎng)牛只屠宰量的3/4 ，其中85%的產(chǎn)品采用真空收縮包裝。美國真空收縮包裝的牛肉已占其牛肉總產(chǎn)量的90%。
????????普通無阻隔熱收縮袋主要應用于冷藏牛羊肉產(chǎn)品的包裝中，由于貼體性好，并且能在零下十八度以下的冷庫中有效防止產(chǎn)品的干耗，該產(chǎn)品已經(jīng)在我國內(nèi)蒙等北方地區(qū)廣泛使用。尼龍、EVOH熱收縮袋則主要應用于火腿等干肉制品領(lǐng)域。我國的火腿消費量并不高，但是在歐洲、北美及俄羅斯，這些包裝的使用量是非常大的。
????????熱收縮的包裝袋的使用范圍正越來越廣，一個很好的例子就是鹵制品。我國的鹵制品基本都是家庭作坊式的加工方式，隨著國家和百姓對食品安全的重視，一些食品加工廠開始生產(chǎn)低溫慢煮的肉制品，并且有非常好的市場反應。低溫慢煮Sous-vide源自法語，是“under vacuum”-“真空烹調(diào)法”的意思，是以科學化研究，找出每種食材的蛋白細胞受熱爆破溫度范圍，從而計算出爆破溫度以內(nèi)，用多長的時間把食物煮熟最好?！爸笫臁钡淖罴逊椒?，是將其放進能抵御高溫的塑料袋，抽盡空氣呈真空狀態(tài)后，放進計算好溫度的恒溫熱水中浸泡規(guī)定的時間，讓食物在熱水中慢慢泡熟，食物便能在最適合的溫度中釋出最多的谷氨酸鈉，既最原汁原味，質(zhì)地與營養(yǎng)也是最佳狀態(tài)。目前國內(nèi)已有多家食品加工廠在使用熱收縮袋生產(chǎn)低溫慢煮的食品。我們有理由相信熱收縮袋的市場前景會越來越廣泛。
