Special Topics 一文本期专题SHM6装结构:用it水改性PVA高阻隔濛希膜替代PVDC作者：南京电子设备研究所包装科技公司孙红旗李子繁前言月饼作为一种烘焙食品，国入将其作为传统的节日 食品，对其赋予了更深层次的文化内涵。同时，月饼又 是一种季节性极强的食品，在极短的时间内，有着极大 的市场需求，月饼厂家一般都需要提前做好市场准备。虽然月饼的外观和成分多种多样，但是都含有丰官 的油脂和糠分，容易发生氯化和霉变，因此大多数采用 脱氣保鲜包装。在脱氧包装中，高阻隔性的包装材料泉 达到保鲜目的的关键组成部分。由于我国的材料加工技术落后于发达国家，在离阻 隔性包装材料领域，这种差异更加明显。因此，可供选 用的高阻隔性包装材料的品种非常少，月饼厂家大多数 选用了 PVDC涂布膜作为月饼的高阻隔性包装膜。在软報包装材料中，PVDC既不可回收，又不可降 解.而在废弃物焚烧的过程中，又会释放出对大气环境 具有严盍污染性的含氯物质，国外报道PVDC在焚烧过 程中还会产生迄今为止毒性最大的物质一一二恶英因 此，放弃并禁止使用PVDC这一材料，已经成为越来越多 业内环保人士的共识，在欧美发达国家，已经在逐步规 范和限制PVDC的使用。虽然EVOH的环保性能比PVDC优越，但是由于价格 因素，月饼厂家不愿意采用。作为阻氧性能比PVDC和 EVOH更优越的材料PVA,虽然具有可完全生物降解的特 性，但是在以往业内普遽的认识中，PVA的阻气性能在 高湿条件下会急剧增大，因此厂家大多不厦冒险采用。我们通过对PVA进行耐水改性，在保留PVA高阻气 特性的同时，解决了 PVA的耐水性，改性后的PVA高阻 气性在高湿条件下仍然得以维持，使改性后的PVA有望 成为新型的高阻隔月饼包装膜。二.耐水改性PVA的性能1、良好的耐水性能众所周知，未改性的PVA涂层，只要接触水就会发序号材料结构测试项目测试结果测试单位1BOPP C18 um) /PVA涂层耐水性浸泡3天无变化常州国家涂料质量检险中心粘，浸泡在水中很快就溶解、脱落，经过耐水改性后的 涂层则可以经受水的浸泡，测试情况见表J表1测试结果证明：PVA经过耐水改性后，已经具备了 突出的耐水性能。2、优秀的阻隔性能各种薄膜基材制作的涂布/复合膜的阻隔性能测试结 果见表2。表中的氧气透过量测试条件为23七、0%RH, 塑纲为cm7m2- 24h O.IMPa；水蒸汽透过量测试条件 为38七、90%RH,量纲为g/m2 24ho表2序号材料结构测试项目结果测试单位1BOPP (18um)1.0/PVZMPE (35 um)水蒸汽透过2.8国家包装产品中心（济南）2PET (12pm)1.0/PZACPP (30um)水建汽汾过*453BCPP (18 um) /PVA水蒸汽Sil*3.74CPP/PVA2.05BOPA/PVA氯气0.35皮革!B料研究所6PET/PVA纸气透过*0.277PE/PVA1.9从测试数据可以看出，经过耐水改性，各涂布/复合 膜的氧气透过虽都不超过2cm3/m2 - 24h - O.IMPa,证 明改性并没有明显降低PVA的阻气性能。.3、良好的高湿条件下的阻隔稳定性PET/PVA涂布膜和BOPP/PVA/PE涂布复合膜在高 湿条件下的氧气透过垃测试结果见表3。表3序号材斡结构测试琐目測试绘果测试拳位1BOPP/PVA/PE23 90%RH3.12天it中BJ包狡科研测试中心2PET/PVA氧气透过1.13 （均值广东省软包装材料工3VMPET/PVA230 70%RH0.03 （均值）程钱术研究开发中心2d i/o7/smoom GUANGCCNG PACVhGNG Z I本期专题Special Topics 文*“项目KOPPAOPP市场销售价格，元/吨2300024000涂层干重，gAn220.5单位克重，gAn218.617.1薄膜的面积，5377058540平方单价，元加20.430.41包装论坛主办单位：广东包装www.packl68bbs.com测试结果证明，PVA经过耐水改性后，不但能够抵 抗水的侵蚀，而且，即使在90%RH的高漫条件下，氧气 透过最也仅为3.12cm3/m2 - 24h - 0.1MPat远远优于 PVDC涂布膜或EVOH共挤膜。我们用厚度同为30 m m的BOPP/PVA涂布膜和 BOPP/PVDC涂布膜分别与厚度为40p m的CPP薄膜复 合，在相同条件下测试的复合薄膜的氧气透过量数据对 比见表4。表4序号材料结构测试项目测试结果测试草位1KOPP3.0/氧气透过*16国家包装产品 质*监替检验 中心（成都）CPP4.0水蒸汽透过2.12AOPP3.0/氧气透过3CPP4.0水蒸汽透过2.9耐水改性PVA涂布复合膜的氧气阻隔性能远远优于 PVDC涂布复合膜，水蒸汽透过歷则略高于PVDC涂布 膜。经分析，我们认为造成两种涂布膜阻湿性能存在上 述差异的原因，并不是耐水改性PVA的阻湿性能与PVDC 之间存在明显差异.关键在于两种涂布膜的涂层厚度存 在明显的差距，耐水改性PVA的涂层干重仅05g/mS 涂层厚度不超过0.5y m,而PVDC涂层的干重基本在 2g/m2t涂层厚度接近2pm,所以，即使耐水改性PVA 与PVDC在阻湿性能有差距，这种差距也是极其微小的， 在阻氧和阻湿综合性能上，耐水改性PVA仍然明显优于 PVDCO3、优良的性价比目前，基材相同的耐水改性PVA涂布膜和PVDC涂布 膜在市场上的报价（吨价）基本接近，但是在面积单价 方面，PVA要低于PVDC,这是由于两者的涂布量不同所 引起的。之，在垂屋相同的惰况下，PVDC涂布膜的面积就少于 PVA涂布膜。以月饼常用的BOPP涂布膜为例，厚度为 0.018mm的BOPP基材，单付重呈约为16.6g, PVDC涂 布膜的单位重量约为18.6g/m?,每吨KOPP的面积约为 53770m PVA涂布膜的单位重屋约为17.1g/m2,每吨 AOPP的面积约为58480m2,同样是1吨涂布膜，AOPP 比KOPP多出了约4700平方米的面积，也就是说，用相 同垂S的涂布膜，耐水改性PVA涂布膜可以比PVDC涂布 膜包装更多的月饼，当然更节省包装费用c （参见表5）当今软塑包装的发展追势是高阻隔、可回收或可完 全生物阴解，PVDC虽然是一种具有较高阻隔性能的聚 合物，低是由于不可回收、不可降解.因此未来肯定会 被逐步限制和聚止使用，同时，越来越严格的食品卫牛 法规也必然会逐步淘汰PVDCo例如大型食品企业徐福 记，某产品的包装原先采用的星双面K涂膜（即双面涂布 PVDC ）,后来又更改为复合膜，据悉，更改的原因主要 是由于PVDC直接接触食品不符合新的食品卫生标准。除 此之外，在装饰性和耐老化性方面，PVDC涂布膜还存弃 若容易发黄变色等其他问题。与PVDC相比，PVA是一种可以完全生物降解的聚合 物，美国和日本都在研究后作出过相同的结论。经过耐 水改性PVA具有更好的阻气性能，良好的耐水性能和耐 高涅性能，以及优良的性价比，不但可以涂布在BOPP、 BOPA. BOPET等具有装饰和保护功能的基材上，还可 以涂布在PE、CPP等具有热封性的基材上，特别是以热 封性基材制作的涂布膜，不但具有高阻隔性，还可以阴 止印刷.复合所残留的溶剂或其他异味向内部的渗透或 迁移，对食品的保香、保味具有更好的效果。耐水改性后的PVA涂层还可以直接进行真空镀铝， 镀铝后的涂布膜具有更加完美的装饰性能和阻潺性能。 新型的耐水改性PVA涂布复合膜已经可以耐100七水煮60 分钟。基于耐水改性PVA在阻隔性能、环保性能、性价比 等各个方面所具有的综合优势，企业在设计包装结构层 时，可以考虑选用PVA,给自己的包装产品带来更好的性 能和竞争优势。q耐水改性PVA涂布膜的涂布干廉仅为0.5g/m2, 而PVDC涂布膜的涂布干塑至少为2g/m2以上，这样， 每平方米涂布膜的单位重量就至少相差1.5g,换言20 1 1/07/A100 Z Z GUANOOONC PAUACM