新型易撕裂復(fù)合膜 食品包裝新生力

朱興 張忠寶

隨著包裝技術(shù)的日益提升，人們不再僅僅滿(mǎn)足于食品包裝簡(jiǎn)單的保護(hù)食品、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期等必要功能，而對(duì)食品包裝實(shí)際使用過(guò)程中的易用性提出了越來(lái)越高的要求。其中，包裝的易撕裂性便是人們比較關(guān)注的實(shí)用性功能之一，因此，新型易撕裂復(fù)合膜便應(yīng)時(shí)而生，并逐漸受到廣泛關(guān)注。

較為理想的、以易撕裂為目標(biāo)的功能性復(fù)合膜，需要具備如下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）在消費(fèi)者打開(kāi)食品包裝袋時(shí)，在需要開(kāi)裂的地方應(yīng)有比較理想的開(kāi)裂效果。

（2）在確保內(nèi)裝食品安全的前提下，撕裂傳播力應(yīng)盡可能地小，同時(shí)便于撕開(kāi)。

（3）撕裂口擴(kuò)展時(shí)應(yīng)具備紙張撕裂口的效果，并且撕裂線(xiàn)應(yīng)接近直線(xiàn)。

我公司經(jīng)過(guò)不斷地努力和研發(fā)，成功開(kāi)發(fā)出了一款物理性能與傳統(tǒng)鋁塑復(fù)合膜結(jié)構(gòu)相近，易撕裂性類(lèi)似于玻璃紙的新型易撕裂復(fù)合膜，并已將該復(fù)合膜成功應(yīng)用于保健品“尚赫優(yōu)樂(lè)肽”的包裝（如圖1）。該新型易撕裂復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)為PET/Al/PE，因鋁箔本身具有良好的易撕裂性，為使該復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中的PET薄膜和PE薄膜也具備良好的易撕裂性能，我公司在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前期進(jìn)行了易撕裂技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)這兩層薄膜材料進(jìn)行易撕功能的改良，來(lái)提高最終復(fù)合產(chǎn)品的易撕裂性。

易撕PET薄膜改良

我公司吸收了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，對(duì)普通PET薄膜進(jìn)行了創(chuàng)新改良。在普通PET薄膜表面進(jìn)行特殊的涂層處理，以改變普通PET薄膜的分子結(jié)構(gòu)，但不改變普通PET薄膜原有的性能，改良后的易撕PET薄膜仍舊保持普通PET薄膜表面完整光滑、無(wú)缺口、密封性好等特點(diǎn)，且不會(huì)因外力破壞或誤撕而導(dǎo)致包裝袋發(fā)生破損。

表1對(duì)易撕PET薄膜、普通PET薄膜和玻璃紙這三類(lèi)材料的物理特性進(jìn)行了對(duì)比分析，抗穿刺強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度值反映了薄膜在任意方向上的易撕裂特性。從表1中可以看出，易撕PET薄膜的抗穿刺強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度值與玻璃紙?zhí)幱谕凰剑f(shuō)明其撕裂性能與玻璃紙相當(dāng)，而普通PET薄膜的抗穿刺強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度與之相比則有明顯的差異，表明其撕裂性能較差。

另外，易撕PET薄膜的表面電暈度和普通PET薄膜一致，其印刷加工和干式復(fù)合的要求也與普通PET薄膜類(lèi)似。因此，易撕PET薄膜不僅能夠達(dá)到玻璃紙的易撕裂性，還能根據(jù)客戶(hù)的不同需求，配合相應(yīng)的印刷、復(fù)合工藝，以達(dá)到普通PET薄膜生產(chǎn)效果。制成復(fù)合膜包裝袋之后，易撕PET薄膜既保持了普通PET薄膜的保香性等性能，又擁有玻璃紙般的易撕特性，即在無(wú)切口的情況下，從任意方向均可撕開(kāi)包裝袋，顯著拓寬其應(yīng)用范圍。

易撕PE薄膜改良

易撕PE薄膜是在普通PE薄膜的加工過(guò)程中對(duì)其配方和加工工藝進(jìn)行調(diào)整，即通過(guò)對(duì)三層共擠PE薄膜的每一層進(jìn)行技術(shù)改良，在提高其易撕性的同時(shí)，又不影響其他功能。

易撕PE薄膜的第一層采用物理沖擊的技術(shù)，使其表面形成極其微小的孔。

第二層加入符合食品衛(wèi)生要求的易撕性加工助劑，改變其分子結(jié)構(gòu)從而達(dá)到易撕裂效果。在PE薄膜的生產(chǎn)加工過(guò)程中一般選用的是超細(xì)粒徑、表面能大的無(wú)機(jī)粒子，這些無(wú)機(jī)粒子在生產(chǎn)和放置時(shí)容易發(fā)生團(tuán)聚，另外親水性無(wú)機(jī)物與憎水性聚合物相容性較差，其通常以較大的團(tuán)聚形式存在于基體樹(shù)脂中，使材料出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而導(dǎo)致其物理性能下降。

我公司使用的是接枝法生產(chǎn)的聚合物，即通過(guò)化學(xué)方法在無(wú)機(jī)粒子表面接枝特定的高分子鏈，不同的接枝聚合物可以帶給無(wú)機(jī)粒子與聚合物基體不同的界面特征，因此可以通過(guò)選擇聚合物單體的種類(lèi)來(lái)調(diào)控聚合物/無(wú)機(jī)物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能。一般常用以下方法進(jìn)行接枝聚合：

（1）通過(guò)偶聯(lián)反應(yīng)在無(wú)機(jī)粒子表面引入帶有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑，然后與一定的乙烯單體進(jìn)行共聚反應(yīng)。

（2）在無(wú)機(jī)粒子表面直接吸附乙烯單體分子或自由基引發(fā)劑，然后引發(fā)單體聚合。

通過(guò)選擇與聚合物基體相容的乙烯單體在無(wú)機(jī)粒子表面形成聚合物層，提高了無(wú)機(jī)物在聚合物基體中的分散性，解決了相容性和應(yīng)力集中的現(xiàn)象，易撕性加工助劑在PE薄膜內(nèi)均勻分散的“流沙”性，賦予了薄膜很好的易撕裂性，此種加工助劑在普通PE薄膜易撕性改良中起著關(guān)鍵性的作用。

當(dāng)然，易撕性加工助劑也可應(yīng)用于其他聚合物薄膜的加工過(guò)程中，如高溫蒸煮CPP薄膜等，同樣也能起到類(lèi)似的作用。

第三層為熱封層，可以根據(jù)需要添加不同的功能性聚合物，例如，在熱封層薄膜的生產(chǎn)原料中加入適量的低溫?zé)岱?、抗污染的茂金屬原料，以提高薄膜的熱封性能，或根?jù)客戶(hù)的加工設(shè)備要求，在薄膜的生產(chǎn)原料中添加適當(dāng)?shù)乃瑒┖烷_(kāi)口劑，以滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)高速包裝的要求等，這些薄膜的基本設(shè)計(jì)與普通薄膜熱封層要求一致，不存在更為特殊的要求。

此外，在吹膜加工過(guò)程中增加了PE薄膜方向性取向工藝，可進(jìn)一步提高PE薄膜的方向性。經(jīng)過(guò)改良之后的PE薄膜具有良好的均衡力學(xué)性能和防潮性能，且其易撕裂性極佳。無(wú)論是縱向還是橫向，都比較容易撕裂，且裂縫傳播規(guī)律性強(qiáng)，撕開(kāi)后均呈現(xiàn)為一條均勻的直線(xiàn)，而且裂縫只沿著薄膜的撕裂方向傳播，不向其他方向擴(kuò)散。

經(jīng)過(guò)改良后的PET/AL/PE復(fù)合膜，其基本性能與普通的非撕裂復(fù)合膜類(lèi)似，但其易撕裂性能卻是普通復(fù)合膜所無(wú)法比擬的。與傳統(tǒng)的淋膜易撕裂膜（如結(jié)構(gòu)為：玻璃紙/PE/AL/ PE）相比，淋膜級(jí)PE的維卡軟化點(diǎn)較低，而且其耐高溫性能不佳，使用溫度不會(huì)超過(guò)100℃，另外當(dāng)遇到化學(xué)介質(zhì)性比較活潑的內(nèi)容物（如番茄醬或香精含量較高的內(nèi)容物等）時(shí)，因PE層對(duì)這類(lèi)內(nèi)容物的阻隔性較差，因此活潑的化學(xué)介質(zhì)比較容易穿過(guò)PE層到達(dá)鋁箔層，而鋁箔層的阻隔性較好，活潑的化學(xué)介質(zhì)無(wú)法再通過(guò)致密的鋁箔層。最終，活潑的化學(xué)介質(zhì)停留在鋁箔層與PE層之間，形成細(xì)密的物質(zhì)層，從而容易導(dǎo)致PE層與鋁箔層出現(xiàn)分層現(xiàn)象。而新型易撕裂復(fù)合膜則可以通過(guò)工藝的改變，如使用相應(yīng)的高溫或耐化學(xué)介質(zhì)性較好的膠黏劑，配以合理的生產(chǎn)工藝就能很好地解決此類(lèi)問(wèn)題，很大程度上彌補(bǔ)了淋膜易撕裂膜的缺陷，并大大提升其在產(chǎn)品包裝領(lǐng)域的拓展速度。

新型易撕裂復(fù)合膜既保留了傳統(tǒng)復(fù)合膜的優(yōu)點(diǎn)，又新增了易撕性功能，我們有理由相信，憑借這種新型易撕裂復(fù)合膜（任意方向）的開(kāi)發(fā)技術(shù)，加上其卓越的實(shí)用性，新型易撕裂復(fù)合膜必定會(huì)在包裝領(lǐng)域內(nèi)占有一席之地。