一种不沾奶盖膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及包装领域，具体涉及一种不沾奶盖膜及其制备方法。


背景技术：

2.酸奶是一种日常的牛奶饮品，从其品质来讲，除要求乳品本身的品质外，对于其包装本身也有一定的要求，因为是食品用包装，所以会涉及其安全性和稳定性。
3.一般而言，酸奶都比较黏稠，日常食用时，都会出现酸奶黏附在盖膜内层上的现象。食用时需将盖膜撕开，此时，盖膜内层上黏附的酸奶容易被手污染，如果用舌头舔食既不卫生也不雅观，因此，黏附在盖膜内层的酸奶通常会被扔掉而导致浪费。尤其是黏度较高的酸奶，随着黏度的增加，附着在盖膜内层的酸奶量也逐渐增加，在一定程度上增加了食用的不便和浪费。
4.为了解决酸奶黏附的问题，中国专利文献cn108190235a中公开了一种不粘酸奶盖膜，其增加设置一层涂层，利用涂层的特有性质达到防止酸奶黏附盖膜的效果。该涂层采用聚氨酯类化合物制成，具有凹粒和凸粒的结构，从而利用凹凸粒结构缓解了酸奶黏附问题。但随着酸奶种类的增加，尤其是市面上含果酱、蜂蜜等黏稠调料的高黏度酸奶的出现，其黏度的增加导致该涂层防黏附的效果显著减弱，上述技术已经不能满足高黏度酸奶的防黏附需求。
5.为了进一步加强盖膜的防黏附性能，诸如中国专利文献cn105835452a公开了一种盖材，该盖材同样设置了凹粒和凸粒的结构，更为重要的是还在凹粒和凸粒的表层进一步设置了一层具有疏水性能的防附着层，该防附着层由疏水性微粒和粘合剂构成，疏水性微粒为无机氧化物，优选为二氧化硅，粘合剂优选使用金属醇盐。上述防附着层的设置能在一定程度上提高防黏附的效果，但是仍无法满足高黏度酸奶的防黏附需求。
6.此外，随着酸奶需求的不断更新变化，市面上陆续出现了保质期长达3个月的常温酸奶，对于这种酸奶，由于长期保存，盖膜上的防附着层有一定损耗，采用现有技术中公开的上述防附着层的设置，就更无法解决货架期内的黏附问题。


技术实现要素：

7.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的防附着层在高黏度酸奶中应用时，并不能达到长时间防止高黏度酸奶黏黏附的缺陷，从而提供能够在3个月内依然能保持防止高黏度酸奶对盖膜黏附的一种不沾奶盖膜及其制备方法。
8.一种不沾奶盖膜，所述盖膜内层设置有不沾奶涂层；疏水涂层液不沾奶涂层在盖膜上的负载量为0.62-0.84g/m2；
9.所述不沾奶涂层的原料包括固体颗粒，疏水性硅烷，ph调节剂和溶剂；所述固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为(1.5-6)：1；所述固体颗粒为原料总量的15％以下，原料的ph值为6.8-7.2。
10.所述固体颗粒为二氧化硅、氧化锌、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种。固体颗粒的
粒径尺寸在500nm-2000nm之间。
11.所述疏水性硅烷为氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
12.所述ph调节剂为乙酸、盐酸、硫酸或柠檬酸中的至少一种。
13.所述溶剂为质量浓度高于90％的醇类物质，所述醇类物质为乙醇、异丙醇、正丁醇或正己醇中的至少一种。
14.所述固体颗粒为原料总量的3-6％。
15.一种不沾奶盖膜的制备方法，包括将不沾奶涂层的原料涂覆在盖膜内层，经过固化后即可。
16.所述盖膜为卷膜，所述涂覆的过程为：将不沾奶涂层的原料倾倒在涂布槽内，利用涂布辊涂布于卷膜上。
17.所述涂布辊为网纹辊，网纹辊上的网线规格为120线，涂布次数为1-4次，涂布速度为60m/min；固化温度为50-100℃。
18.所述不沾奶涂层的制备过程为：
19.在搅拌条件下，将固体颗粒与溶剂混合制成固体颗粒溶液；
20.将ph调节剂加入到固体颗粒溶液中分散获得分散液；
21.将疏水性硅烷按照10-20g/min的条件滴加到分散液中，滴加完成后再搅拌至少2h；
22.采用超声波进行震荡至少30min即可；
23.优选的，所述搅拌的条件为500∽1000r/min；所述震荡温度低于35℃；
24.优选的，利用水浴控制震荡温度，震荡过程中水浴中水的更换频率为每15min一次。
25.本发明技术方案，具有如下优点：
26.本发明提供了一种不沾奶盖膜，特定选择了固体颗粒、疏水性硅烷、ph值调节剂和溶剂的特定复配涂层液组成，尤其是限定了固体颗粒和疏水性硅烷之间的加入量比值，可以有效将不沾奶涂层更好的结合在盖膜上，通过在盖膜上的应用，不仅仅能够提高在高黏度产品中的抗黏附效果，并且还能够显著延长在高黏度产品中防黏附的时长；通过试验验证，所述固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为(1.5-6)：1，固体颗粒为原料总量的15％以下，原料的ph值设置为6.8-7.2时，可以在盖膜内层表面形成适量的若干凸起，更好的避免酸奶的黏附，同时，通过疏水性硅烷将固体颗粒进行包覆，可以更有效避免高黏度酸奶长时间与涂层接触而陷于颗粒与颗粒之间的缝隙中而导致的不沾失效，延长不沾失效时间；
27.此外，对于不沾奶涂层在盖膜上的负载量选择，设置为0.62-0.84g/m2，从而通过负载量的选择，能够进一步延长防黏附的时长，可以将时长延长到3个月，避免3个月内不沾效果失效的情况，同时也能避免不沾奶盖膜涂层中的颗粒出现掉粉的问题，效果十分显著。
具体实施方式
28.提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的
保护范围之内。
29.实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。以下实施例中所用的百分数若无特别说明，均为质量百分数。
30.实施例1
31.一种不沾奶盖膜，在盖膜内层设置有不沾奶涂层；该不沾奶涂层由疏水涂层液固化后获得。该不沾奶盖膜的具体制备方法如下：
32.首先，按照如下表1所示的原料组成制备成不同固含量的疏水涂层液。
33.表1
34.原料固含量3％固含量4％固含量5％固含量6％乙醇67.95％57.95％47.95％37.95％二氧化硅溶液30％40％50％60％聚二甲基硅氧烷2％2％2％2％乙酸溶液0.05％0.05％0.05％0.05％
35.上述表1中的二氧化硅溶液为采用10wt％的二氧化硅和90wt％的乙醇进行混合后制成的混合液，二氧化硅溶液的固含量为10％，即二氧化硅在二氧化硅溶液中的含量为10％，该二氧化硅的粒径尺寸在500nm-2000nm之间。表1中的乙醇以及二氧化硅溶液中的乙醇均为浓度为99.9％的无水乙醇；乙酸溶液的质量浓度为2％，乙酸溶液中的溶剂为蒸馏水。即,本实施例中固体颗粒为二氧化硅，疏水性硅烷为聚二甲基硅氧烷，ph调节剂为乙酸。
36.以固含量3％的疏水涂层液为例，浓度为99.9％的乙醇为20.385kg，固含量为10％的二氧化硅溶液为9kg，浓度为2％乙酸溶液为0.015kg，聚二甲基硅氧烷为0.6kg。
37.上述疏水涂层液的具体制备方法，包括：
38.⑴
采用高速分散机，将乙醇和二氧化硅溶液均匀共混10min；
39.⑵
加乙酸溶液，用高速分散机分散10min；
40.⑶
再加聚二甲基硅氧烷，用蠕动泵滴定，滴定参数为：15g/min，滴定时间为40min；
41.⑷
滴定结束，再高速分散3个小时；
42.⑸
超声波震荡1个小时，震荡过程中，每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高；
43.⑹
形成不同固含量的不沾奶涂层液。
44.然后，采用上述工艺制备得到的不同固含量的疏水涂层液进行盖膜的涂布，具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：60m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为50-70-80-100℃。
45.上述涂布过程重复1-5次后完成涂布操作，本发明中，上述涂布次数为过辊的数量，即，过1个辊，称为1次涂布。本实施例考察了不同涂布次数下不沾奶涂层在盖膜上的负载量(g/m2)，该负载量为涂布完成并干燥固化后，每平方盖膜增加的重量。由于涂布次数越多，卷膜复卷次数也相应增加，不利于生产效率，涂布5次以上时几乎无实际量产可能性，因此，本发明的整个测试中，涂布次数少于5次，本发明中涂布次数优选为1-4次。
46.本实施例中上述不同固含量的疏水涂层液进行不同次数涂布后的负载量如表2所
示。
47.表2
48.涂布次数固含量3％固含量4％固含量5％固含量6％涂布2次0.330.400.450.50涂布3次0.520.640.680.80涂布4次0.620.840.951.05涂布5次0.811.12//
49.采用上述制备得到的盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中检测其不沾效果，检测方法为：将封合后的奶左右、上下各摇晃10下，倒置5s，然后正置5s，撕开观察盖膜上沾奶情况。
50.通过检测发现，在0.62-0.84g/m2之间可以实现“应对高黏度酸奶”的不沾，且不会出现“掉粉现象”，其中，高黏度酸奶的黏度范围为13000-18000cps。检测结果中的不失效指沾奶面积＜20％时，当沾奶面积≥20％时则被认定为失效。
51.其中，对在0.62-0.84g/m2之间的效果进行详细考察，具体结果如下：
52.3％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角5
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
53.3％固含量的疏水涂层液经过5次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角5
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
54.4％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角5
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
55.4％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
56.5％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角4
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
57.6％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
58.同时，对在0.62-0.84g/m2之外的效果进行详细考察，结果如下：
59.3％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果有些差：接触角120
°
，滚动角10
°
；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
60.3％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果有些差：接触角120
°
，滚动角10
°
；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
61.6％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果良好：接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果失效；出现大面积掉粉情况。
62.实施例2
63.本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中采用不同配比的原料进行制备，具体如下表3所示：
64.表3
65.原料固含量4％固含量4％固含量4％乙醇58.92％58.44％57.92％二氧化硅溶液40％40％40％聚二甲基硅氧烷1％1.5％2％乙酸溶液0.08％0.06％0.08％
66.上述表3中的三种4％固含量的疏水涂层液分别经过3次涂布获得的一种不沾奶盖膜，三种不沾奶盖膜的不沾效果检测结果相同，效果如下：接触角150
°
，滚动角5
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
67.实施例3
68.本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中采用不同种类的疏水涂层液的原料进行制备，具体如下表4所示：
69.表4
[0070][0071]
上述固体颗粒溶液的固含量均为10％，即固体颗粒在固体颗粒溶液中的质量分数为10％。固体颗粒溶液中采用的溶剂与相应编号中记载溶剂种类相同，ph调节剂的溶剂为蒸馏水。
[0072]
上述疏水涂层液经过3次涂布获得的一种不沾奶盖膜，其不沾效果均良好，具体为：
[0073]
编号1的接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
[0074]
编号2的接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
[0075]
编号3的接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
[0076]
实施例4
[0077]
本实施例与实施例1的区别在于，该疏水涂层液的疏水性硅烷可复配使用(多种混合)，以制备固含量4％的疏水涂层液为例,如下表5所示：
[0078]
表5
[0079]
原料固含量4％乙醇58.92％二氧化硅溶液40％丙基三甲氧基硅烷0.5％聚二甲基硅氧烷0.5％乙酸溶液0.08％
[0080]
1.将乙醇溶液(17.676kg，占比58.92％)和二氧化硅溶液(12kg，占比40％)混合，用高速分散机均匀共混10min；
[0081]
2.加乙酸溶液(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
[0082]
3.再加丙基三甲氧基硅烷(0.15kg，占比0.5％)和聚二甲基硅氧烷(0.15kg，占比0.5％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
[0083]
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
[0084]
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
[0085]
6.形成固含量为4％的疏水涂层液30kg。
[0086]
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为10％。
[0087]
实施例5
[0088]
本实施例与实施例1的区别在于，该疏水涂层液的ph调节剂可复配使用(多种混合)，以制备固含量4％的疏水涂层液为例,如下表6所示：
[0089]
表6
[0090]
原料固含量4％乙醇58.92％二氧化硅溶液40％聚二甲基硅氧烷1％盐酸溶液0.04％乙酸溶液0.04％
[0091]
1.将乙醇溶液(17.676kg，占比58.92％)和二氧化硅溶液(12kg，占比40％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
[0092]
2.加盐酸溶液(0.012kg，占比0.04％)和乙酸溶液(0.012kg，占比0.04％)，用高速分散机分散10min；盐酸溶液的浓度为2wt％；
[0093]
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.3kg，占比1％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
[0094]
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
[0095]
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
[0096]
6.形成固含量为4％的疏水涂层液30kg。
[0097]
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为10％。
[0098]
实施例6
[0099]
本实施例与实施例1的区别在于，该疏水涂层液的醇类物质可复配使用(多种混合)，以制备固含量4％的疏水涂层液为例,如下表7所示：
[0100]
表7
[0101]
原料固含量4％乙醇35.352％异丙醇23.568％二氧化硅溶液40％聚二甲基硅氧烷1％乙酸溶液0.08％
[0102]
1.将乙醇溶液(10.6056kg，占比35.352％)、异丙醇溶液(7.0704kg，占比23.568％)和二氧化硅溶液(12kg，占比40％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
[0103]
2.加乙酸溶液(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
[0104]
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.3kg，占比1％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
[0105]
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
[0106]
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
[0107]
6.形成固含量为4％的疏水涂层液30kg。
[0108]
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为10％。溶剂为浓度为99.9％的无水乙醇和无水异丙醇。
[0109]
采用上述实施例4-6中固含量为4％的疏水涂层液进行盖膜的涂布，涂布具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：60m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为55-75-85-95℃，涂布4次后获得干胶量为0.84g/m2的不沾奶盖膜。
[0110]
采用此实施例制备得到的不沾奶盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的高黏度酸奶中，检测结果为：(1)肉眼观察无大面积掉粉；(2)接触角150
°
，滚动角3
°
；(3)静止放置3个月时，不沾效果未失效,未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
[0111]
实施例7
[0112]
与实施例1的区别在于，本实施例中疏水涂层液的固含量和涂布后不沾奶盖膜中不沾奶涂层的负载量不同。
[0113]
该疏水涂层液的固含量为12％，具体制备过程为：
[0114]
1.将乙醇溶液(11.076kg，占比36.92％)和二氧化硅溶液(18kg，占比60％)，用高速分散机，均匀共混10min；
[0115]
2.加乙酸溶液(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
[0116]
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.9kg，占比3％)，用蠕动泵滴定，滴定参数：15g/min，时间40min；
[0117]
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
[0118]
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
[0119]
6.形成固含量为12％的疏水涂层液30kg。
[0120]
其中，二氧化硅在二氧化硅溶液中质量占比为20％。
[0121]
采用与实施例1相同的涂布工艺获得不沾奶盖膜，涂布1次后获得干胶量为0.77g/m2的不沾奶盖膜。
[0122]
采用此实施例制备得到的不沾奶盖膜应用到高黏度酸奶中，检测结果为：其不沾效果良好，接触角150
°
，滚动角3
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体
脱落)现象。
[0123]
实施例8
[0124]
与实施例1的区别在于，本实施例中疏水涂层液的固含量和涂布后不沾奶盖膜中不沾奶涂层的负载量不同。
[0125]
该疏水涂层液的固含量为2％，具体制备过程为：
[0126]
1.将乙醇溶液(26.385kg，占比87.95％)和二氧化硅溶液(3kg，占比10％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
[0127]
2.加乙酸溶液(0.015kg，占比0.05％)，用高速分散机，10min；
[0128]
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.6kg，占比2％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
[0129]
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
[0130]
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
[0131]
6.形成固含量为2％的疏水涂层液30kg。
[0132]
其中，二氧化硅在二氧化硅溶液中质量占比为20％。
[0133]
采用与实施例1相同的涂布工艺获得不沾盖膜，涂布6次后获得干胶量为0.65g/m2的不沾盖膜。
[0134]
采用此实施例制备得到的不沾奶盖膜应用到高黏度酸奶中，检测结果为：其不沾效果良好，接触角150
°
，滚动角5
°
；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
[0135]
对比例1
[0136]
本实施例与实施例1的区别在于，本对比例中不沾奶涂层的原料组成和配比不同，其余均与实施例1相同，本对比例的组成如下表8所示：
[0137]
表8
[0138]
乙醇溶液67.95％二氧化硅溶液30％异丙醇2％甲基醇0.05％
[0139]
通过上述3％固含量的疏水涂层液，涂布4次后，所得干胶量为0.62g/m2，其效果为：
[0140]
不沾效果良好：接触角150℃；滚动角5℃；静止放置3个月，不沾效果存在失效情况；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
[0141]
对比例2
[0142]
依照对比文件cn105835452a公开的防附着层方案，具体为：该文献第13页表1中的序号3的防附着层，在该文献中对酸奶的不沾效果最优(文献中用词为：最良)，但并未涉及酸奶黏度，因此采用相同的原料和配比配置出该防附着层后应用到本发明的高黏度酸奶(黏度13000-18000cps)中，静止放置14天，不沾效果有衰减，静止放置3个月，此序号3中所涉及的不沾效果具有失效情况。
[0143]
对比例3
[0144]
本实施例与实施例1的区别在于，本对比例中固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为1:1，具体配比如下表9所示，其余均与实施例1相同。
[0145]
表9
[0146]
原料固含量3％固含量4％固含量5％乙醇66.92％55.94％44.95％二氧化硅溶液30％40％50％聚二甲基硅氧烷3％4％5％乙酸溶液0.08％0.06％0.05％
[0147]
通过上述疏水涂层液涂布后，通过测试发现，在聚二甲基硅氧烷过度的增加，会“填平”二氧化硅分子间的缝隙，导致二氧化硅的凸点作用失效，促使接触角和滚动角都会明显变化。其中，接触角只有70-90
°
，滚动角只有35-45
°
，未有不沾效果。
[0148]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。