功能性包装薄膜的研究进展_王强强

功能性包装薄膜的研究进展

天津科技大学包装与印刷学院王强强、陈瑞鹏、梁俊

摘要：本文通过传统包装引入了功能性包装的概念，进而引入不同的功能性包装薄膜，对不同的功能性包装薄膜的发展现状、应用情况以及未来的趋势做了详细讨论。要使功能性包装发展的更长远，需要不断进行技术创新、工艺革新，进一步拓宽其应用领域，提升其在高端市场的应用价值，从而在与其他传统包装的竞争中脱颖而出。

关键词：包装；功能性；薄膜

一、前言

目前，中国正在努力实现从包装大国到包装强国的过渡，同时，包装工业的快速增长与低水平投入的现状造成整个包装行业的过度浪费和污染，高耗能，高排放等问题仍然是包装工业可持续发展的瓶颈。

从包装的定义来讲，包装是指“为在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售，按一定技术方法而釆用的容器、材料及辅助物等的总体名称。也指为了达到上述目的而釆用的容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动”。在商品日益充盈的时代，功能性包装应该更加注重细节，尊重客户、关注环境等特点。包装产品的形式必须主动适应销售需要加人机需求。

功能性包装区别于产品的销售包装，极力避开和弱化产品在包装印刷、色彩、图案等有利于吸引消费者购买的设计元素上。因此，功能性包装对材料选择，结构选型，工艺过程，后续的储运方式以及包装材料的回收重用等元素作为主要的考量对象，有助于概念设计阶段从全生命周期的角度全面考察产品包装所涉及的成本要素。

二、功能性包装薄膜

目前已产业化并在包装领域中具有重要意义的功能性包装薄膜，可以列举出收缩性包装薄膜、阻隔性包装薄膜、缠绕薄膜、表面保护膜、易开封薄膜、抗菌薄膜、降解薄膜、抗静电薄膜、防锈薄膜等等。

功能性包装薄膜是包装材料中的重要品种，往往是一些特定包装的不可或缺的材料，在塑料包装材料中，具有十分重要的地位。

（一）定义

功能性包装薄膜，至今没有严格的定义，通常指具有普通通用塑料包装薄膜所不具备的某一（或者某些）特殊功能、可以满足包装应用上的特殊需要的塑料包装薄膜。

（二）功能性包装薄膜的制备

功能性包装薄膜的制备：通过配方（树脂和助剂）的设计制备功能性包装薄膜、复合工艺制备高阻隔性薄膜、通过拉伸工艺（或拉伸与特定配方相结合）制备功能性薄膜等，以达到提高对商品的保护功能、方便商品的使用、改善包装操作适应性、改善环境保护适应性、降低生产成本的效果，制备流程如图1所示。

三、讨论

（一）收缩性包装薄膜

为了满足部分商品的销售需求，要求包装膜具有良好的阻隔性能，主要通过多层复合工艺来增强阻隔性能，目前热收缩薄膜包装材料，主要有PVC、PE、PP、EVA、PVDC、PS、PET等，PVC热收缩薄膜透明、热收缩温度低，使用方便，但光热稳定性差，加热时分解产物氯乙烯单体已被医学界列为致癌物质；LDPE热收缩薄膜，成型加工方便，但雾度较高；PP热收缩薄膜有高的透明度和刚性，但热收缩温度高，限制了其应用范围。多层复合热收缩薄膜已成为热收缩薄膜研制和开发的重点。

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)作为中间层，共聚丙烯(PP)作为内、外层，采用3层共挤的方法制成的POF复合热收缩薄膜，可弥补单一材料制成的热收缩薄膜所不能满足的收缩包装需要。它同时具备了聚乙烯和聚丙烯的所有优点与长处，其性能又优于单纯的聚乙烯膜和聚丙烯膜，POF热收缩薄膜以其优于纸盒和纸箱的低生产成本、低运输成本及良好的透明、保洁、防窃、使用方便等特点，成为小件商品、集合包装等作业广泛使用的包装材料；POF热收缩薄膜经过电晕处理后还可用于印刷，具有耐刺穿性，收缩时能贴紧凹凸不平物体表面等特点，成为容器标签，瓶盖密封标签的首选材料。

POF热收缩薄膜的热收缩温度范围在90一120℃之间，可在低于60℃下的自然环境中稳定储存；在一定热收缩温度下，薄膜的纵向收缩率和拉伸强度大于横向，在热收缩温度范围内，随温度升高，薄膜收缩率和厚度提高，拉伸强度下降，断裂伸长率提高，如表1所示；热收缩处理后薄膜的透湿度下降，防潮性提高。

（二）阻隔性包装薄膜

当前食品包装方面最迫切需要改进的是,尽可能使加工食品时的各种有气味分子不致遗留在容器内壁上,造成内包食品有异味或原有香味或风味被内壁吸附而走失。例如饮料中有丰富的香味和风味,其浓郁香味往往标志着高质量,但往往由于包装材料选择不当,而使大部份有效香味和风味被包装材料所吸附。聚烯烃类是吸收香味和风味的材料之一,然而也是食品包装中应用最广泛的一种材料。因此最近100%天然果汁饮料为了保存香味和风味己从聚烯烃系转变到EVOH系，PET系作为内层的复合纸容器。

这种吸附现象不能用分子间引力，离子吸附之类的论调来解释，必须以“吸附渗透”来讨论机理和对策，采用化学阻隔层作为内层来防止风味走失有一定的功效。高分子材料中香味和气味的吸收、溶解、扩散、蒸发、渗透机理非常复杂，是溶解、扩散、蒸发过程的重复行为，有待专题讨论。因此有人提出了用金属阻隔膜，氧化硅软玻璃阻隔膜等。其次，高阻隔性包装材料有PVDC、EVOH、PVC、PA等阻隔性包装材料，多层共挤涂覆复合包装材料，开发蒸镀膜、氟化聚烯烃容器。

（三）缠绕薄膜

拉伸缠绕薄膜是一种表面(单面或双面)具有较强粘性并具有较强延伸性和良好回弹性的包装薄膜。拉伸缠绕膜具有拉伸度强度高、自黏性好、透明度高、保洁性能可靠、相对密度轻、韧性强、使用方便等特点。

拉伸缠绕薄膜可由PE、PVC、EVA等生产。最初以PVC为基材、用DOA为增塑剂及增粘剂生产PVC拉伸缠绕膜，由于PVC拉伸缠绕膜拉伸性较差、稳定性较差、环保适应性差，所以后来开发了PE拉伸缠绕薄膜并得到了广泛的应用。目前拉伸缠绕膜的生产基本上以聚异丁烯(PIB)或超低密度聚乙烯(VLDPE)为增粘剂，以线性低密度聚乙烯(LLDPE)为主要基材。如图2所示，是以LLDPE为基材的薄膜。

拉伸缠绕膜具有广泛的市场前景，尤其是高档拉伸缠绕膜用途非常广，因此国内不仅要满足中低档拉伸缠绕膜所需树脂的开发，更应加大技术攻关，消化吸收国外先进技术，开发出高档拉伸缠绕膜所需的树脂原料；不应仅止步于己烯共聚聚乙烯树脂的开发生产，更应该开发辛烯共聚聚乙烯树脂和茂金属聚乙烯树脂等高档产品，以利于提高国内薄膜加工业产品水平。