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最火关于PVDC肠衣薄膜的着色安丘玛瑙LED脱脂剂吸波材料

玛瑙    安丘    
2022年09月12日

关于PVDC肠衣薄膜的着色

一、问题提出

VDC/VC 共聚PVDC 树脂自1938 年问世以来,一直以无以伦比的高阻透性称著于世,特别是从1947 年走向食品包装领域以来,作为高温杀菌肉食品灌肠的肠衣,是PVDC 单一树脂吹塑薄膜最主要的用途。我国从1981年由日本引进PVDC 肠衣膜开始,一直按照日本吴羽和旭化成两家公司在日本使用PVDC 肠衣的传统作法,采用着色薄膜。1992年洛阳春都集团经国家经贸委批准,在国内率先引进美国陶氏和日本吴羽PVDC 吹膜设备和技术,开创了中国企业自己生产PVDC肠衣薄膜的历史。由于美国陶氏化学提供的吹制肠衣的PVDC 树脂是不着色的,如果要吹制带色薄膜,需要用户自己添加色素。1994年我们参照日本吴羽KM- 10 R50 肠衣薄膜的色相,选择当时吴羽KM- 10 R50 正在使用的德国赫斯特公司( 现叫瑞士科劳恩精度问题公司)的GRAPHTAL RED 38 红色颜料配制红色PVDC 肠衣膜,以后在此基础上参照吴羽肠衣膜的色相,配制了桔黄色、金色等颜色的肠衣薄膜,达到使用陶氏树脂吹成的肠衣和吴羽肠衣颜色相同。对于使用红38 的配色方案,美国陶氏化学的技术人员认为不妥,他们的意见是红38 的成分是联苯胺,耐热温度最高200℃,在PVDC 树脂挤出中,有可能分解,出现一种叫芳香胺的物质,对人有害。他们建议采用汽巴的色母料。但汽巴的色母粒添加量大,价格高,一吨PVDC 树脂添加色素的价值大约相当于PVDC 树脂的30- 40%,成本上无法忍受,并且颜色上与当时大量使用的吴羽肠衣膜的色相相差较大。经过多方咨询得知,对于红38 在食品包装材料上使用,美国和西欧各国食品卫生法规并没有明文禁止,日本产品还正在使用,为了保持火腿肠包装颜色的连贯性,决定采用红38。以后国内其它肠衣厂家也参照洛阳春都的方法,沿用至今。

1997 年,日本吴羽停止KM- 10 R50 系列树脂生产,推出性能比较优越的GG98。据说GG98 用的红色颜料R55 已不是红38,但采用的新颜料是什么?吴羽至今也未向外公布过。2001 年吴羽试制不加色的PVDC 树脂2051,从2005 年开始在中国大量推广2051。

目前,不仅美国陶氏化学的PVDC 树脂需要添加颜料,日本吴羽的PVDC 树脂-------河南工业大学 吴海宏 教授也需要添加颜料。时隔十年,人类社会和经济发生了巨大的变化,科学技术取得尼龙滤网巨大进步,原来认识不清的事情现在认识清楚了,PVDC 肠衣膜应如何正确地选择着色颜料,又一次摆在我们的面前。

PVDC 肠衣薄膜生产十几年来,国内各生产厂家都做过许多研究,比如双汇一直大量使用汽巴的色母粒,国内许多色滚筒支架母粒厂也做过许多PVDC 色母粒的生产试验,但这些成果大多都作为商业机密秘而不宣。本文是作者多年来在生产PVDC 肠衣中对薄膜着色的研究心得,不揣冒昧,拿出来与同行共享,不妥之处,敬请批评指正。

$分页符$ 二、塑料包装材料对着色剂的要求

塑料用作包装材料时,为了满足用户对材料颜色的要求,线切割机成型之前要在聚合物里添加色素,使塑料制品呈现出不同的颜色。添加的色素叫着色剂。

1, 理想的着色剂应符合以下条件:

①,着色力度强,用量小,颜色鲜艳;

②,颗粒小,分散性好,能均匀地分散到树脂中,不会产生聚积,与聚合物有较好的相容性;

③,耐热性能好,在聚合物加工的温度范围内性能稳定,不会发生分解,不会产生变色;

④,光稳定性好,颜色持久,在正常光照之下不会变色、退色;

⑤,化学性能稳定,不与各种化学物质发生化学反应;

⑥,耐迁移性好,与被包装物接触,不向被包装物迁移;

⑦,作为食品包装材料时,应符合食品卫生法规的要求;

⑧,对聚合物加工和制成品的性能无不良影响。

2, 着色剂的化学组成:

着色剂按其化学成分,可分为无机色素和有机色素。

无机色素来源于矿物质,如白色色素有钛白粉、锌白粉;黑色色素有碳黑粉;红色色素有三氧化二铁等等。无机色素颜色不够鲜艳,透明性不够好,但耐久性和热稳定性比较高。食品卫生性能,各品种之间有较大区别,有的色素如钛白粉、碳黑粉等,对人无毒无害,但大多数无机色素是金属矿物质,含有重金属离子,添加它们会提高包装材料的重金属含量,有的矿物质对人还有毒性。因此使用前要认真进行核对是否对人体健康有影响,是否受到食品卫生法规的限制,然后再决定是否采用。

有机色素是人类通过化学合成的方法生产出来的颜料,按其化学成分可分为偶氮颜料、酞青颜料、杂环颜料、色淀颜料四种。它们大多是含苯的化合物。有机颜料色泽鲜艳,颗粒小,用量少,着色力强,分散性好,耐热性和耐光性都比无机颜料好,因此得到广泛应用。有机颜料的耐热性、耐迁移性和食品卫生性能,在品种之间差别很大,要根据制品加工和使用条件,认真进行选择,找到最适合的颜料来使用。

3, 着色剂的形态和混合方法:

着色剂的形态可分为颜料原粉和色母粒两种。

颜料原粉也叫色粉,是颜料原始状态,通过干混工艺和树脂进行混合,分散性较差,但用于粉状树脂比较方便。

色母粒是用颜油源的保养色原粉加上分散剂与载体经过加热、挤出、切断成粒后而得到的与树脂颗粒直径相当的颗粒状,因颜色含量高,一般达到50%以上,也叫颜色浓缩物。使用色母粒比使用色粉分散性好,能改善操作环境,避免色粉混合时颜料飞扬,配色工作大大简化,不易发生差错减速电机,因此得到大规模采用。缺点是价格较高,成本提高;有的树脂难于找到合适的载体,由于载体加入,对塑料制成品的性能有一定的影响。

$分页符$ 三、PVDC 肠衣薄膜着色的特殊性:

在塑料薄膜的着色中,PVDC 肠衣薄膜是技术要求最高,食品卫生性能要求最严格的品种,这是因为:

1,PVDC 树脂是高结晶性聚合物,树脂颗粒直径在150- - 350μm 之间,与颜料的相容性较差,颜料很难分散均匀;

2,PVDC 树脂受热极易分解,多种金属离子,如铁、铜、锌、铝,对PVDC 热分解具有催化作用,所用颜料中不能含有这些金属离子;因此PVDC 树脂不能使用无机颜料和含有金属离子的有机颜料。

3,PVDC 树脂挤出时加热温度在180℃,PVDC 肠衣薄膜在高温杀菌时承受温度在121℃以上,加热时间持续40 分钟以上,颜料的耐热性必须与之匹配。

4,火腿肠是热收缩紧裹包装,被包装物又是肉类食品,含有较高的油脂和水分,储存时间较长,颜料要有很强的耐油性和耐迁移性;

5,PVDC 肠衣薄膜直接包装肉食品,必须具有良好的食品卫生性能,使用的颜料必须是准予直接接触食品的品种。

6,PVDC 薄膜具有很高的气体阻透性,颜料添加后对PVDC 薄膜的气体阻透性不能产生不良影响。

上述这些要求,对于许多塑料薄膜,如PE、BOPP、CPP、BOPA、BOPET 来说,都是不存在的,因此不能把一般塑料使用的着色剂简单地拿到PVDC 肠衣来使用。PVDC 肠衣所用的着色剂,既要满足一般塑料薄膜着色剂的条件,还必须满足PVDC 树建厂1事正在洽谈当中脂的特殊要求。因篇幅所限,我只从食品卫生角度介绍,我们是怎样选择PVDC 肠衣使用的着色剂。

$分页符$ 四、塑料食品包装材料用着色剂的卫生性能

1, 着色剂的卫生性能包含的内容:各国卫生法规对食品包装材料用着色剂的卫生性能都有非常明确的规定,原则是颜料的毒理学性能( 本身的毒性和致癌性以及在加工和使用过程中是否发生变化以及变化产生的物质是否对人有害) 和颜料的迁移性( 颜料及其变化物进入人体的途径和可能的进入量)。

2, 颜料的毒理学性能:

①, 颜料本身的毒性

指颜料是否含有对人有毒的成分及含量的大小。

有机颜料的主料是无毒的,但纯度再高的颜料也有杂质,杂质中某些成分会有毒性,引起颜料的毒性。经检验,杂质中有毒成分主要是重金属离子和未硫化的初级芳香胺。各国卫生部门都制订了食品包装材料用着色剂中重金属离子和未硫化的初级芳香胺含量的最高限制( 见表1)。

②, 颜料的致癌性

这是最近二十多年来出现的最敏感问题。癌症的大量发生引起医学界对各种化学物质对人体作用的重视和研究。经过大量的动物试验证明,某些物质进入人体,会干扰人体细胞的遗传机制发挥,影响细胞正常发育、代谢活化和组织间相互作用,最终会引发产生肿瘤。尽管目前研究成果还是初步的,致癌机理还不完全清楚,但已经确认出许多物质对人确有致癌作用。在塑料着色剂中,已经确认有致癌作用的有:含稠芳物的炭黑、4- 氨基联苯、联苯胺类、三芳甲烷类、邻氨基偶氮苯类等。

③, 颜料在加工和使用中的变化及对人体健康的影响

颜料与PVDC 树脂混合后进行加工,包括挤出、吹膜、印刷、分切,最后形成肠衣。颜料在加工过程中如果发生变化,来自与PVDC树脂发生化学反应和颜料自身受热分解。PVDC 树脂化学性能非常稳定,不会与颜料发生任何化学反应,因此颜料受热分解是在加工过程中唯一可能发生的变化

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