4、全塑型阻隔性復合包裝材料
(1)高阻隔性全塑型復合包裝材料
工業(yè)化的高阻隔性全塑型復合包裝材料,常用的阻隔性樹脂通常是聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇共聚體(EVOH)、芳香尼龍MXD6等等。它們不僅可以制得透明性佳、高阻隔的包裝材料,而且其熱塑性性能可以采用共擠出的方法,由塑料粒料直接生產(chǎn)出所需要的復合包裝材料,實行清潔化生產(chǎn)。由於他們均具有熱成型性,因此可深拉成型,加工成所期望形狀的容器。
聚偏二氯乙烯是一個優(yōu)點與缺點均十分突出的品種。它是包裝領(lǐng)域常用聚合物中,唯一同時具有高度阻隔氧氣和高度阻隔水蒸氣的品種,雖然其成型性能較普通通用熱塑性塑料差,但在特定的成型條件下,不僅可以制造成單層的平膜及管膜,而且可以通過共擠出的方法,制造多層共擠出復合薄膜,還可通過乳液(或者溶液)涂布的方法,制得成本比較低、含聚偏二氯乙烯涂層的高阻隔性包裝材料,因此,聚偏二氯乙烯曾經(jīng)被看成是一種最有發(fā)展前景的阻隔性包裝材料。然而聚偏二氯乙烯的環(huán)保適應(yīng)性及熱穩(wěn)定性極差,廢棄包裝物不能通過熔融造粒再生利用。而且不易分解,不會為自然界消納而回歸自然;在焚燒時又會產(chǎn)生氯化氫、二惡英之類的有毒有害物質(zhì)。雖然通過人們的努力,尾氣吸收式焚燒爐可有效地處理其焚燒時產(chǎn)生的氯化氫,但至今對強致癌物質(zhì)二惡英尚未找到有效的治理方法,因此人們已對聚偏二氯乙烯類包裝材料的使用提出了質(zhì)疑。如果在包裝廢棄物的處置技術(shù)方面沒有重大的突破,聚偏二氯乙烯在包裝方面的應(yīng)用前景不容樂觀。
乙烯-乙烯醇共聚體,具有與聚偏二氯乙烯相當?shù)母咦柩跣,雖然其阻隔水蒸氣的能力較差,但可通過與聚乙烯等聚烯烴復合,制造出高阻隔水蒸氣的復合材料。它的成型性能十分優(yōu)良,可以采用常規(guī)熱塑性塑料的加工工藝與設(shè)備加工成型,而且環(huán)保適應(yīng)性極佳,既可通過熔融造粒的方法再生利用,又可通過焚燒的方法回收熱能,焚燒時只產(chǎn)生二氧化碳和水而不產(chǎn)生任何有害人類健康和危害自然環(huán)境的物質(zhì)。不過,由於其價格昂貴,應(yīng)用上受到較大限制,雖然近年來共擠出工藝及設(shè)備的進步,已經(jīng)使復合材料中的阻隔層可以降低到總厚的5%-15%範圍之內(nèi),為乙烯- 乙烯醇共聚體類包裝材料的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了較好的條件,但仍局限於那些附加價值較高,其它包裝材料不能勝任的場合。乙烯醇-乙烯共聚體更大規(guī)模的應(yīng)用,尚有待其成本大幅度下降。
芳香尼龍MXD6在標準條件下的阻氧性略低於乙烯-乙烯醇共聚體,但在經(jīng)過蒸煮處理之後,恢復到原有高阻氧性能所需要的時間較乙烯-乙烯醇共聚體要短得多,同時它也有良好的成型加工及環(huán)保適應(yīng)性,因此被推薦於需要蒸煮加工的食品包裝。目前其應(yīng)用的主要障礙,也是成本問題。
(2) 阻隔性全塑型復合包裝材料
目前大量使用的阻隔性全塑型復合包裝材料,是以滌綸(PET)和尼龍(PA6)為阻隔層的復合材料,它們雖然只有中等的阻氧性,透氧量在100cm3/(m2.24h.O.1MPa)左右,但已能滿足許多食品包裝的需要。它們均具有良好的環(huán)保適應(yīng)性,較之上述高阻隔性材料還有成本比較低廉的一大優(yōu)點,因而具有較強的市場競爭能力,應(yīng)用相當廣泛。
滌綸即聚對苯二甲酸乙二醇酯,在塑料軟包裝材料方面的應(yīng)用主要是以雙向拉伸薄膜為基材的各種復合軟包裝材料。除了阻隔性之外,滌綸薄膜還提供良好的機械強度,雙向拉伸薄膜的強度高,可以制造得很薄,因此單位面積質(zhì)量很小。同時,近年來滌綸樹脂價格有了明顯的下降,滌綸薄膜單位面積成本比較低廉,以滌綸薄膜為阻隔層的軟包裝材料,已成為阻隔性復合包裝材料的首選基材之一,應(yīng)用極其廣泛。
傳統(tǒng)的PET薄膜,不具有熱封合性能,當需要制袋時必須事先加工、復合上一層熱封合材料,工序繁復,不僅會增加生產(chǎn)成本,而且還會降低某些特性例如透明性。為了克服PET薄膜不能熱封的缺點,國外已開發(fā)出具有熱封性的多層共擠出雙向拉伸PET新產(chǎn)品。
尼龍即聚胺,也是一種中良阻隔性塑料包裝材料,其阻隔性和PET相當,非拉伸PA薄膜的透氣性略大於PET薄膜,拉伸PA薄膜的則低於PET薄膜。尼龍薄膜具有兩個明顯的特點,其一是抗穿刺性能突出,因此特別適用於帶骨食品的真空包裝;其二是尼龍較易吸潮,而且受潮後可導致阻隔性能明顯下降,因此對包裝材料的阻隔性要求較高的商品,應(yīng)選用在尼龍層的兩側(cè)復合聚烯烴樹脂以作保護。
利用多層共擠工藝,已成為提高尼龍復合薄膜阻隔性的有效手段。為了提高共擠出復合薄膜的阻隔性,之前已從原來3-5層,提高到7層以上。當多層共擠薄膜設(shè)置有兩層以上的阻隔層時,可避免因生產(chǎn)過程中引起的缺陷錯位而導致的阻隔性能下降,在尼龍、EVOH配合使用時,效果更為明顯。
一般地講,加工食品采用高阻隔性包裝材料有助於延長食品的保質(zhì)期,因此人們對高阻隔性包裝給予了極大的關(guān)注。但必須指出,食品的保質(zhì)期,不僅僅決定於包裝材料的阻隔性,同時也決定於食品的配方組成、食品生產(chǎn)加工工藝以及生產(chǎn)場地的衛(wèi)生條件等諸多因素。通常高阻隔性的包裝材料,市場價格要明顯高於普通阻隔性和低阻隔性的包裝材料,片面地追求包裝材料的高阻隔性是不可取的,這也是高、中、低三種阻隔性包裝材料得以并存的原因。
三、易開封型包裝材料
隨著社會老年化的到來,出現(xiàn)了降低包裝的剝離強度,采用易開封包裝的傾向。最近多樣化進程中,還發(fā)生了過去僅僅追求蓋材易開封性能的變化,除了蓋材以外,例如袋子易開封的需要也增加了,出現(xiàn)了易開封的面與面封合,這種密封面可以用手開封,不需要使用鉗子及刀子。
方便食品的易開封性通常是通過易開封薄膜的應(yīng)用而實現(xiàn)的。所謂易開封薄膜,是一種可熱封的薄膜,薄膜進行熱封合加工以後,封口具有良好的密合性能。在商品的儲存、運輸過程中,能夠有效地防止內(nèi)容物泄漏以及外界物質(zhì)對內(nèi)容物的污染,對商品有可靠的保護功能;在需要取出商品時,又可將封合處剝離開,方便地將所包裝的商品取出來。
易開封薄膜一般采用多層復合結(jié)構(gòu),至少有主層及熱封層。主層的作用是賦予薄膜剛性及拉伸、撕裂強度,同時具有高的熔點,以利封合。熱封層亦稱粘合層,提供可靠密封及易於剝離的作用。顯而易見,熱封層的選取,對於易開封薄膜性能的優(yōu)劣,是至關(guān)重要的。熱封層的材料可以采用專用黏合劑或者專用配方,要求不高時,也可使用特定牌號的通用樹脂。
比如特殊功能聚合物的粘合,依靠非粘合樹脂微分散,(熱封時通過熱、壓力的作用,在界面出現(xiàn)微分散相),通過微觀控制非粘合樹脂的微分散狀況,控制封合強度從而達到易開封的目的。
易開封包裝材料,在中國已有實際應(yīng)用,如果凍小包裝的覆蓋膜,基本上均采用了易開封性包裝材料,在瓶裝酸奶中也有應(yīng)用。但總體地講,這種性能優(yōu)良的材料目前在國內(nèi)的應(yīng)用不多。樹脂生產(chǎn)企業(yè)尚無易開封用專用樹脂供應(yīng),完全依靠進口的特種樹脂。國內(nèi)所能夠提供的易開封材料,品種單一,基本上局限於PS、PP等容器用蓋材,面與面開封的袋用易開封包裝材料等品種尚未見工業(yè)化生產(chǎn),而在一些工業(yè)發(fā)達國家例如日本,則已有系列化產(chǎn)品供應(yīng)。 (待續(xù))