新型高阻氧性包装薄膜

舒 心 周海平

（浙江诚信包装材料有限公司）

新型高阻氧性包装薄膜

舒 心 周海平

（浙江诚信包装材料有限公司）

本文介绍了国内外现有的高阻隔包装材料的开发情况及其缺点，为得到更理想的高阻隔包装材料，浙江诚信包装材料有限公司研发了新型高阻氧性包装薄膜，接着着重说明了新型高阻氧性包装薄膜的生产工艺以及产品结构，通过权威检测，比较和分析了新型高阻氧性包装薄膜与其他高阻隔薄膜之间的关键技术指标以及其他技术指标，并介绍了产品的关键技术－高阻隔涂布液，最后阐述了新型高阻氧性包装薄膜的创新性和先进性。

高阻隔 阻氧性 包装薄膜 高阻隔涂布液

前言

多年来，发展高阻隔复合包装材料已成为一个世界性的潮流。特别是在食品包装领域，高阻隔的包装薄膜也有了较大发展，目前广泛应用的高阻隔性包装材料有聚偏氯乙烯（PVDC）、乙烯－乙烯醇共聚物（EVOH）、聚乙烯醇（PVA）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、共聚酰胺（MXD6）、铝箔、镀铝薄膜等【1】，这些材料制成的包装薄膜虽然都有较高的阻隔性能，但是都有着自身无法克服的缺点。比如：PVDC不能熔融造粒再生利用，废弃物在焚烧时会产生有毒、有害的物质；PEN和MXD6原材料价格较贵，且受制于国外【2】；EVOH对湿度、温度太敏感【3】等等。

浙江诚信包装材料有限公司开发的新型高阻氧性包装薄膜（BL系列薄膜）正是在这样的机遇下发展起来的，该薄膜的阻隔性能出众，物理性能优异，印刷适应性极强，同时还有加工工艺简单，原材料廉价易得，环保等优点。

一、新型高阻氧性包装薄膜加工工艺以及结构

1．1 新型高阻氧性包装薄膜加工工艺

新型高阻氧性包装薄膜的主要生产工艺是以双向拉伸聚丙烯（PP）、双向拉伸聚酯（PET）、双向拉伸聚酰胺（PA）或聚乙烯（PE）等包装薄膜作为基膜，经电晕处理后，利用涂布设备将高阻隔涂布液涂布于薄膜电晕面，然后放入40～50℃的熟化室内熟化5－6个小时，待完全干燥熟化后，可在涂层面印刷，再复合或挤复一层聚烯烃薄膜，最后得到新型高阻氧性塑料软包装薄膜。

下面用示意图简单说明了整个工艺流程中的涂布工艺（见图1）和复合工艺（见图2）

图1 涂布方式示意图

图1展示了高阻氧性包装薄膜的涂布方式，首先用电晕机对基膜的进行电晕处理，主要目的是使基膜的表面具有更高的附着性，然后基膜进入涂布机，涂布水性高阻隔涂布液，再经由抹平辊抹平。此时基膜电晕面就涂抹上一层薄薄的高阻隔涂布液，厚度在1um左右，然后再进入熟化室熟化，温度40～50℃之间，熟化时间5－6h，经熟化后的薄膜即可进行印刷图案等操作。

图2 复合方式示意图

图2展示了高阻氧性包装薄膜的复合方式，主要是薄膜经熟化后，即可印刷图案，接着用干复机涂抹粘合剂后再复合一层聚烯烃薄膜，最后收卷分条包装，便为成品的高阻氧性包装薄膜。

2．2高阻氧性包装薄膜的结构

图3 产品结构示意图

图3展示了高阻氧性包装薄膜的结构，最上面一层是基膜，第二层为高阻隔涂布液涂层，第三层为印刷油墨层，第四次为干复时用的粘合剂层，最下面一层为聚烯烃薄膜。

二、新型高阻氧性包装薄膜薄膜的典型技术指标

2．1 典型技术指标

浙江诚信包装材料有限公司开发生产的新型高阻氧性包装薄膜为BL系列薄膜，该系列主要有BL－T、BL－P、BL－A、BL－E等四种薄膜，他们的典型技术指标如下：

BL－T（以PET12为基膜）：氧气透过率≤5cc／m2／day，拉伸强度≥150 MPa，断裂伸长率≤200%，雾度≤8%。

BL－P（以PP19为基膜）：氧气透过率≤5cc／m2／day，拉伸强度≥120 MPa，断裂伸长率≤180%，雾度≤4%。

BL－A（以PA15为基膜）：氧气透过率≤5cc／m2／day，拉伸强度≥120 MPa，断裂伸长率≤180%，雾度≤7%。

BL－E（以PE85为基膜）：氧气透过率≤5cc／m2／day，拉伸强度≥17 MPa，断裂伸长率≥400%。

2．2 关键技术指标－－氧气透过率

氧气透过率是指在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过塑料薄膜等材料单位面积的氧气的体积，它是衡量塑料薄膜阻隔性能好坏的关键技术指标，氧气透过率越低，说明其阻氧性能越好【4】。一般来说，塑料薄膜对氧气有较高阻隔性，对其他气体如二氧化碳、水蒸气等也都有较好的阻隔性【5】。我们对BL系列薄膜、PVDC以及EVOH等薄膜的氧气透过率等指标进行了权威第三方检测（杭州质量技术监督检察院），得出如下数据：

图4 氧气透过率对比图

通过检测数据的比较，BL系列薄膜的氧气透过率都在2．5cm3／（m2*24h*0．1MPa）以下，而PVDC涂层薄膜（典型结构K－PET15／PE60）和EVOH80共挤薄膜的氧气透过率分别为5cm3／（m2*24h*0．1MPa）和3cm3／（m2*24h*0．1MPa），这说明BL系列薄膜的阻氧性能要明显好于PVDC以及EVOH等薄膜，属于超高阻氧性的包装薄膜。

2．3 其他技术指标

BL系列薄膜不仅阻隔性能出众，其他性能也较优秀，比如拉伸强度、断裂伸长率以及雾度等基本保持了原有基膜的性能。我们对拉伸强度、断裂伸长率以及雾度等都进行了权威第三方检测（杭州质量技术监督检察院），比较了原基膜的技术指标见表1。

表1：BL系列薄膜与原基膜的物理性能对比表

说明：1．PE：厚度85μm的PE薄膜，BL－E：以PE85为基膜涂布高阻隔液制成的薄膜

2．PP：厚度19μm的PP薄膜，BL－P：

以PP19为基膜涂布高阻隔液制成的薄膜

3．PET：厚度12μm的PET薄膜，BLT：以PET12为基膜涂布高阻隔液制成的薄膜

4．PA：厚度15μm的PA薄膜，BL－A：以PA15为基膜涂布高阻隔液制成的薄膜

从测试结果来看，不管是拉伸强度还是断裂伸长率，不管是纵向还是横向，基膜涂布高阻隔涂布液后，薄膜的物理性能基本没有变化。雾度是偏离入射光2．5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大意味着薄膜光泽以及透明度尤其成像度下降【6】，实验中，我们测得基膜的雾度与涂布高阻隔涂布液之后薄膜的雾度变化不大，这说明涂布高阻隔涂布液对基膜的透明度也没有影响。由此可以得出结论，高阻隔涂布液增强了薄膜的阻隔性，但是对原基膜物理性能以及透明度等影响较小。

三、关键技术——高阻隔涂布液

浙江诚信包装材料有限公司研究开发的高阻隔涂布液是根据气体阻隔性理论，引进多种具有屏蔽氧气功能的化学单体，通过改性得到的具有特殊分子空间构型和官能团结构的丙烯酸酯类聚合物，同时利用纳米技术加强聚合物的阻隔性能与稳定性，优化其在薄膜基材上的涂布、加工性能，最终得到高阻隔性的涂布液。本涂布液选用的新型阻隔性聚合物BARILAYER（丙烯酸酯类聚合物）为氧气阻隔性原材料，其绿色环保，具有超高的阻隔性能。

涂布工艺方面，通过采用多次在线连续涂布技术和低温快速固化技术，制备具有高阻氧性的包装薄膜，其技术具有国内领先水平，部分性能指标达到国际先进水平。

四、新型高阻氧性包装薄膜的创新性和先进性

该薄膜的关键性能主要在于其具有比普通薄膜更高的氧气阻隔性，有助于提高食品的保鲜性和储存时间，其技术创新性表现在：

A、理论创新。弄清了气体特别是氧气的阻隔性原理，在传统“溶解－扩散”【7】的基础上，按照气体阻隔性理论，利用分子设计的方法，筛选能屏蔽氧气通道的化学基团，合成了新型阻隔性聚合物BARILAYER（丙烯酸酯类聚合物），由该聚合物制成的高阻隔涂布液涂布于塑料薄膜后，新的塑料薄膜具有良好的耐候性，其阻隔性也不受环境、湿度等影响；

B、环保性创新。新型阻隔性聚合物BARILAYER（丙烯酸酯类聚合物）是不同于现有目前任何一种高阻隔性聚合物，是采用环保的原材料合成，合成后的高阻隔性聚合物可降解，燃烧时仅生成二氧化碳和水而不产生其它有害于环境及人类健康的物质，无污染。在涂布施工时，该聚合物以水和乙醇为溶剂，对环境友好，无有害物质挥发；

C、工艺优化。通过优化工艺控制方法，调整气体阻隔性聚合物的流体力学性质，采用新型多次在线连续涂布技术和低温快速固化技术，可以使其能在通用的包装薄膜基材上涂布，大幅度提高基材的氧气阻隔性。

该薄膜技术具有国内领先水平，部分性能指标达到国际先进水平，与国际国内现有高阻氧性材料相比，该产品的阻隔性、经济性、环保性等都有很大的优势。其先进性主要表现在以下几个方面：

A、阻隔性能优于PVDC，可与镀铝膜、PVA和EVOH相媲美；

B、相对EVOH、PA和PVA阻隔性受相对湿度影响大的缺点，本产品有着较大的优势，其阻隔性不受相对湿度的影响。如在80%的湿度下，其典型的氧气透过量为3cc／m2／day；

C、该产品原材料易得，且价格低廉，而且可以回收再造粒，综合生产成本远低于EVOH甚至铝箔，经济性突出；

D、高阻隔涂层厚度极薄，节约了能源与资源，而且其原材料以及配制的溶剂都是环保型的，不含有卤素（氟、氯、溴元素），不含其它有毒易挥发溶剂，燃烧不产生有害物质，不污染环境。

五．结束语

浙江诚信包装材料有限公司研发的新型高阻氧性包装薄膜有着高阻隔性、高透明性、优秀的物理性能、良好的环保性且加工工艺简单、原材料易得等优点，具有良好的应用前景和广阔的市场，可广泛用于高油脂含量食品的包装，易发生氧化色变食品的包装以及含有特殊气味食品的包装，比如腌制食品、调味液体食品、咖啡、茶叶和中药等。目前该系列薄膜已经成批量生产，且产品性能优异、质量稳定深受用户的好评，接下来，我们将不断开拓其应用市场，不断提升其产品性能，使之成为高阻隔食品包装领域中最理性的包装材料之一。

［1］黄兴．高阻隔塑料开发进展．化工新型材料，2000，29（5）：26－29

［2］苗迎春，王芬，李中新，等．高阻隔性PET的现状与发展趋势．塑料科技，2003，154（4）：47－51

［3］罗战平，魏龙庆等．HIPS／EVOH高阻隔复合材料的加工工艺．塑料包装，2011，21（5）：18－20

［4］谢新艺，薛华育．高阻隔性塑料材料在食品包装中的应用．塑料包装，2008，18（1）：42－44

［5］蔡珀，赵鹏伟，张凯等．高阻隔液态牛奶包装膜．塑料工业，2013，41（8）：119－12

［6］http：／／search．cnki．com．cn／Search．aspx？q＝author：%E8%96%9B%E5%8D%8E%E8%82%B2．塑料薄膜雾度及其控制的研究进展．化学推进剂与高分子材料，2010，8：27－33

［7］余立新，蒋维钧．渗透蒸发过程非平衡溶解扩散模型．化工学报，1994，04

New Type High Oxygen Barrier Packaging Film

Shu xin Zhou Hai－ping
（zhejiang ChancingPackaging Materials Co．，LTD．）

This paper introduces the current development situation of high barrier packaging materials at home and abroad and its shortcomings．To obtain a more ideal high barrier packaging materials，zhejiang chancing packaging materials co．，LTD．Has developed a new type high oxygen barrier packaging film．The new type high oxygen barrier packaging film’s production process and product structure were illustrated．Through the authority of detection，the key technologiesindex and other technical indicators of the new type high oxygen barrier packaging flim and other high barrier flim were comparative？analyzed．And the key technology of product－high barrier coating liquid was introduced．Finally，innovativeness and progressiveness of the new type high oxygen barrier packaging film were expounded。

High barrier Oxygen barrier Packaging film High barrier coating liquid