高阻隔產業的發展史已有20多年了。從20世紀70年代中期,不少聚合物團體,才開始把用於包裝的阻隔性薄膜材料投放市場。當時,這種材料的加工方法都是采用聚烯烴材料作為粘接劑把類似的聚合物薄膜復合成多層結構的薄膜。
在發展高阻隔包裝產業開始時,消費者的要求是市場發展的第壹要素,但成本問題也是這種新材料開發中重要因素。開發商認為,讓食品到達消費者手中應盡量保持其新鮮狀態,這是開發新材料的第壹驅動力。而第二驅動力就是指最優化操作,即達到薄膜材料的最低成本。換言之,產品銷售時應體現出合理正確的價格。如果只是為了包裝普通土豆片之類產品,那就沒有必要去設計制造壹種高檔次薄膜。開發者們普遍認為,經濟性就處於開發的背後,而創造性就處於市場的背後。高阻隔輕型軟包裝市場就是壹個很好的實例。要使聚合物包裝達到替代金屬罐、玻璃瓶或其他硬包裝的目的,那必須使用高阻隔材料和***擠技術等。
肉類食品包裝是早期應用阻隔包裝的產業部門。當高阻隔技術在該部門得到開發並完善以後,其他食品市場——快餐、乳酪和糖果等產品也開始紛紛仿效,特別是在配制性快餐食品新領域尤其如此。由於這類食品的脂肪含量低,所以保持原有風味的能力變弱了。因此,為使低脂肪和無脂肪食品保持食品本來味道,必須求助於塑料供應廠提供高質量的阻隔性薄膜材料,以獲得較長的食品保鮮時間。 PVA塗布高阻隔薄膜
PVA塗布高阻隔薄膜是將添加了納米無機物的PVA塗布於聚乙烯薄膜後經印刷、復合而成,在不大幅度提高成本的前提下,解決了目前三層聚乙烯***擠包裝薄膜阻隔性能差的技術瓶頸,PVA塗布高阻隔薄膜全面推向了市場。兩年來,國內壹些乳制品加工企業在無菌包裝上用的奶膜由於采用了高阻隔薄膜,阻氧率小於2cm3/(m2·24h·0.1MPa)。其阻隔性能不僅明顯優於EVOH五層***擠薄膜,而且包裝成本也大幅度下降,這不僅能確保被包裝物對無菌包裝所有的質量要求,而且大幅度降低了食品加工企業無菌包裝的成本,解決了目前三層聚乙烯***擠包裝薄膜阻隔性能差的技術瓶頸,可用於包裝飲料、果汁、牛奶、醬油醋等。
PVDC(聚偏二氯乙烯)
PVDC樹脂常作為復合材料或單體材料及***擠薄膜片,是使用最多的高阻隔性包裝材料,其中PVDC塗覆薄膜使用量特別多。PVDC塗覆薄膜是使用聚丙烯(OPP),聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等作為基材的。由於純的PVDC軟化溫度高,且與其分解溫度接近,又與壹般增塑劑相溶性差,故加熱成型困難而且難以直接應用。實際使用的PVDC薄膜多為偏氯乙烯(VDC)和氯乙烯(VC)的***聚物,以及和丙烯酸甲酯(HA)***聚制成的阻隔性特別好的薄膜。
PVDC(聚偏氯乙烯)的特點是低透過性、阻隔性和耐化學藥品性。我國PVDC是伴隨著火腿腸加工技術引進並得到發展的。
2002年國內PVDC產量約為2萬噸,目前已廣泛應用於食品、卷煙、飲料保鮮和隔味,以及化工、醫藥、電子和軍工產業的防潮包裝。
單層PVDC薄膜采用雙向拉伸吹塑制取,具有收縮性、阻隔性、阻水性,在微波加熱的條件下不分解,廣泛用於家用保鮮膜;PVDC與聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(HIPS)等合成樹脂多層擠出用於真空奶制品、果醬等包裝,其拉伸性能較好,適於較大容積的包裝;PVDC與PE、聚氯乙烯(PVC)的復合片材適用於易吸潮、易揮發藥品的包裝。目前國內許多科研單位和生產廠家集中研究PVDC與其它樹脂復合層壓薄膜技術及復合薄膜的耐高溫技術。
PVDC使用於多種基材如PE、PP、PVC、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等,以雙向拉伸聚丙烯薄膜為例,塗覆後透氧率降低1000倍,透水率降低3倍;塗覆可以單層或多層,壹般單層塗覆為2.5μm即可具備良好的阻隔效果。
EVOH(乙烯/乙烯醇***聚物)
EVOH壹直是應用最多的高阻隔性材料。這種材料的薄膜類型除了非拉伸型外,還有雙向拉伸型、鋁蒸鍍型、黏合劑塗覆型等,雙向拉伸型中還有耐熱型的用於無菌包裝制品。
EVOH的阻隔性能取決於乙烯的含量,壹般來說當乙烯含量增加時候,氣體阻隔性下降,但易於加工。
EVOH顯著特點是對氣體具有極好的阻隔性和極好加工性,另外透明性、光澤性、機械強度、伸縮性、耐磨性、耐寒性和表面強度都非常優異。
在包裝領域,EVOH制成復合膜中間阻隔層,應用在所有的硬性和軟性包裝中;在食品業中用於無菌包裝、熱罐和蒸煮袋,包裝奶制品、肉類、果汁罐頭和調味品;在非食品方面,用於包裝溶劑、化學藥品、空調結構件、汽油桶內襯、電子元件等。在食品包裝方面,EVOH的塑料容器完全可以替代玻璃和金屬容器,國內多家水產公司出口海鮮就使用PE/EVOH/PA/RVOH/PE五層***擠出膜真空包裝。在加快EVOH復合膜研究同時,國外也在研究EVOH拉伸取向,新型EVOH薄膜對氣體的阻隔性能為現有的高性能的非拉伸EVOH薄膜的3倍。另外EVOH也可以作為阻隔材料塗覆在其他合成樹脂包裝材料上,起到增強阻隔性能效果。 尼龍類包裝材料以前壹直使用“尼龍6”。但是“尼龍6”的氣密性不理想。有壹種從間二甲基胺和已二酸縮聚而成的尼龍(MKD6)的氣密性比“尼龍6”高10倍之多,同時還有良好的透明性和耐穿刺性,主要被用於高阻隔性包裝薄膜,用於阻隔性要求很高的食品軟包裝。其食品衛生性也得到FDA的許可。
它作為薄膜的最大特點是阻隔性不隨濕度的上升而下降。在歐洲,由於環境保護問題突出,作為PVDC類薄膜的替代產品,MXD6尼龍的使用量是很大的。由MXD6尼龍和EVOH復合而成的具有雙向延伸性的新型薄膜,作為壹種高阻隔性的尼龍類薄膜。復合的方法有多層化復合,也有采用將MXD6尼龍和EVOH***混拉伸的方法。
無機氧化物鍍覆薄膜
在其它基材的薄膜上鍍覆SIOx(氧化矽)後制得的所謂鍍覆薄膜越來越受到市場重視,除了氧化矽鍍膜以外,還有氧化鋁蒸鍍薄膜。其氣密性能與同法獲得的氧化矽鍍膜相同。
近年來多層復合、***混、***聚、蒸鍍技術發展極為迅速。高阻隔性包裝材料如乙烯乙烯醇***聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的多層復合材料及矽氧化合物蒸鍍薄膜等得到進壹步開發,其中尤以下列產品更為引人註目:MXD6聚酰胺包裝材料;矽氧化物蒸鍍薄膜等。 紙塑鋁高阻隔包裝是以食品專用紙板作為基料的包裝系統,由聚乙烯、紙、鋁箔等復合而成的紙質包裝。目前市場上常見的紙塑鋁高阻隔包裝主要有4種原材料:即紙板、聚乙烯、鋁箔和油墨。紙板不直接接觸包裝內容物,但其是包裝的重要構成部分,占整個包裝重量的75%左右。主要作用是加強包裝成型後的挺度和硬度。聚乙烯無菌包裝中食品級的聚乙烯,重量占整個包裝的20%左右,主要作用是阻隔液體滲漏和微生物侵襲。鋁箔無菌包裝中鋁箔的重量只占整個包裝的5%左右,主要作用是避光和阻斷透氣,保持內容物不被氧化,減少營養損失,保持口味新鮮。油墨油墨在無菌包裝中的重量微乎其微,但是對衛生安全卻非常重要。目前市場上乳品和飲料包裝印刷用油墨主要是溶劑性油墨和水性油墨。
紙塑鋁高阻隔包裝技術不僅在乳制品行業有很好的發展空間,而且在其他的行業也有了長足的發展。我國飲料行業中壹大批大型骨幹企業的技術裝備已接近或達到了國際先進水平。未來飲料行業對包裝設備需求很大,尤其是茶、果汁等不含氣飲料的灌裝設備。現在國內90%以上的無菌包裝材料市場還在被利樂、康美包占有。
紙塑鋁高阻隔包裝由於其優點明鮮,在我國有良好的發展趨勢。其主要原因也有二個,第壹個,我國牛奶產量主要在北方,而南方的牛奶消費比北方大,牛奶的常溫包裝就顯得尤為迫切。第二,隨著國民生活水平提高,對果汁飲料及茶飲料的需求逐年增加。因此,無菌包裝食品的需求量不斷增加。無菌復合材料加工國內除跨國企業外。未來幾年國內無菌復合包裝材料的產量與質量將有很大提高,今後有可能進入伊利、蒙牛、光明等國內著名乳品集團,從而打破垮國企業的壟斷局面。無菌包裝的發展前景是很好的,目前急需國家有關部門政策支持,無菌包裝產品在低端市場惡性競爭而把國內中高端紙塑鋁高阻隔包裝市場拱手讓給跨國企業。