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PVDC涂布膜(K膜)介绍

PVDC涂布膜(K膜)介绍

PVDC涂布膜(K膜)介绍

一、PVDC的特性

PVDC即聚偏二氯乙烯,其树脂呈淡黄色、粉末状,其制品除塑料的一般性能外,还具有自熄性、耐油性、保味性以及优异的防潮、防霉等性能,同时具有优良的印刷和热封性能(在120-158)。PVDC对氧、水均具有良好的阻隔性,不足的是其成膜性及单独成膜强度差,成本高。尽管如此,从综合阻隔性能上看,PVDC仍是当今世界上塑料包装中最好的一种包装材料。它既不同于聚乙烯醇随着吸湿增加而使阻气性急剧下降,也不同于尼龙膜由于吸水性使阻湿性能变差。它是一种阻湿、阻气皆优的高阻隔性能材料,因此,受到发达国家食品和医药包装业的高度重视。

PVDC燃烧特性:很难燃烧,火焰呈黄色、端部绿色,离火即灭,燃烧时软化,类似蔗糖,当它碳化时膨胀。裂解时放出单体和氯化氢成为一股强酸性白烟,有特殊气味。目前市售的PVDC树脂有两大类。成型级PVDC是粉末状的二氯乙烯同氯乙烯的共聚物,加入稳定剂、增塑剂等塑料助剂后可以挤出、注塑、搪塑等成型。涂布级的PVDC是偏二氯乙烯同丙烯酸酯单体的共聚物。共聚过程是乳液聚合。PVDC乳液涂布的薄膜也叫K涂膜。实验证明,在224小时内,温度为30.8,相对湿度为90%的条件下,在每平方米的面积上,PVDC膜的透氧率低于26.4ml,而尼龙为40.3ml左右,乙烯为387513020ml。从这组数字的比较中可以看出,PVDC的阻隔性能是普通包装材料的几倍、几十倍甚至几百倍。因此,用这种材料包装食品,对食品的色、香、味均有优良的保护作用。同时,对于食品的防潮十分有效,可成倍地延长食品保存期,大大减少食品因季节变化等多种因素造成的变质。

在不同的塑料基材上涂覆PVDC可以用于不同的场合,如在BOPP双面或单面涂布PVDC主要用于烟膜;在BOPET单面或双面涂布PVDC可进行印刷复合,主要用于食品、饮料、化妆品、电子产品的包装;在BOPA(聚酰胺)上涂布PVDC,可以印刷和复合,主要用于食品包装;在纸和PE上涂布PVDC可热封印刷,主要用于食品、日化用品等;在PVC片材上涂布PVDC,主要用于医药包装。

 

二、PVDC国内外生产及应用情况

目前,国际上只有美国DOW、德国BASF、日本吴羽、旭化成等几家大公司能稳定持续生产PVDCPVDC的应用领域十分广泛,涉及到食品、化工、化妆品、药品以及五金机械制品等。早在20世纪五、六十年代,西方发达国家已经大量使用这种材料,由于它无毒,使用安全可靠,因而在许多国家被誉为“绿色”包装材料。初始的PVDC产品用于军用品的防潮包装,20世纪50年代中期由美国DOW公司开始用于民品包装。因为解决了12微米超薄吹膜技术的难题及其自粘性,作为食品包装膜直至今天仍然盛行不衰。随着单膜复合、涂布复合、流延复合、多层共挤等技术的出现,在军品、药品、食品包装等行业得到更为广泛的应用。使用PVDC的复合包装比普通的PE膜、纸、铝箔等包装用料量要减少很多,从而达到了减量化包装及减少废物源的目的。在美国,PVDC制品属于无毒安全的塑料材料,已广泛用于食品包装;在德国,该包装材料拥有“绿色”标志;而日本、韩国市场上流通的小包装食品、药品、化工产品、电子产品中,有60%左右采用PVDC包装。随着这种新型包装材料的风行,近几年,西方国家PVDC树脂的产量逐年上升,美国的年增长率约为2%,日本则将近10%。特别是在90年代初的海湾战争中,美军在沙漠作战,随军食品全部为PVDC软包装,既轻便,又能保证食品的色、香、味,使PVDC产品的保鲜性能得到了进一步的实际考验。在日本PVDC薄膜主要用于包装和制造PVDC薄板片,其中包装应用数量更大。2001年用于制作鱼肉肠、畜肉肠等PVDC薄膜消费量达3.47万吨、占总量的75.6%其他食品包装用PVDC薄膜为1.05万吨,占总量22.8%,非食品包装用只为750吨,仅占1.6%PVDC双组挤压薄膜消费量中肉类包装为2800万吨,占总量的52.8%,一般食品包装用1950吨,占36.8%,非食品用550吨,占10.4%。目前,我国PVDC乳液涂布的装置总能力约6000吨,主要用于烟膜包装、食品、药品包装。

广东金通实业有限公司是国内PVDC薄膜涂布生产线主要的供应商。公司从2003年开始研发并向中国浙江省客户交付2PVDC涂布膜生产线。这2条生产线交付成功后,金通公司向市场提供的PVDC涂布膜生产线总计达15条。这些生产线能生产幅宽达1600mm的单面或双面PVDC涂布膜。产品主要用于食品行业、医药行业、烟膜行业包装。

 

三、PVDC市场前景

PVDC的应用很广泛,涉及到食品、化工、化妆品、日化品、药品以及五金机械制品、军用品等各个行业。早在上世纪五六十年代,西方发达国家就大量使用。而我国PVDC起步较晚,所以人们对PVDC的了解不多,包装观念也比较淡薄,因而,PVDC的应用也相对局限。随着环保问题越来越被重视,比重较轻的PVDC复合包装材料被广泛关注。因为它的应用,可以实现减少包装材料的大量使用,从而减少废物源和资源的过度开发。PVDC为无毒、安全的塑料材料,被各国美誉为“绿色包装。

1. 食品包装

有专家指出,PVDC薄膜将会逐渐成为我国食品包装的主流材料。PVDC除了具有塑料的一般性能外,还具有优良的自熄性、耐油性、保味性以及优异的防潮、防霉等性能,同时,还具有优良的印刷和热封性能,被食品厂家广泛应用。我国目前肉制品种类中,火腿肠产品由于其货架期长,携带方便,因而占有很大的市场。火腿肠所用的肠衣包装大多为塑料薄膜,其中应用比较广泛的就是PVDC薄膜。在美国,PVDC制品属于无毒安全的塑料材料,已广泛用于食品包装;在德国,PVDC包装材料拥有绿色标志;在日本、韩国市场上流通的小包装食品、药品、化工产品、电子产品中有60%左右采用PVDC包装。随着这种新型包装材料的风行,西方国家PVDC树脂的产量逐年上升,美国的年增长率为2%,日本则将近10%。针对我国食品包装水平目前仍然比较落后的现状,专家指出,推广使用PVDC材料不但可以提高我国的包装产品档次,同时可以减少因产品包装造成的损失,从而增强市场竞争能力,树立企业新形象。可以预见,在今后的食品包装中,充分合理地使用PVDC材料将会逐渐成为我国包装业的主流,食品损耗也因此大大降低。我国高阻隔性包装涂布膜主要用于香烟包装,所占比例曾高达90%以上。不过随着人们对高阻隔性包装涂布膜认知度的提高及中国应用加工技术水平的不断提高,食品膜的应用领域在不断拓展,市场份额不断提高。用于油炸食品、糕点、饼干、鲜牛奶、休闲食品、干果等包装的涂覆PVDC膜将是最具潜力的食品应用市场。目前,已有用于茶叶、月饼等的PVDC涂布膜。关于香肠肠衣,当然天然肠衣是最好的选择。但我国天然肠衣数量不能满足需要,而且保质、保鲜期比较短,因此香肠肠衣一般用防霉塑料薄膜。目前,香肠肠衣材料阻隔性能最好的是EVOHEVOH是乙烯一乙烯醇的共聚物,美国已经发展到第三代产品,但这种材料价格昂贵,需要比较高的消费水平,不符合经济原则,目前主要在美国等经济发达国家使用。由于经济水平、生活习惯和消费习惯不同,在我国没有把EVOH用于肠衣等食品包装。目前,国内双汇、春都、金锣三家知名厂家的肠衣就是用的PVDC。在肠衣薄膜中,PVDC只是用在中间层,并不与肉制品直接接触,在肉制品食用过程中不会对人体造成安全问题。

冷却肉:又称冷鲜肉、放心肉,是指严格按照检疫检验制度要求进行屠宰的动物胴体迅速进行冷却处理,24小时内降为04℃,并在后续的加工、流通、和销售过程中始终保持在04℃范围内的鲜肉。冷却肉的问世被称为“肉类消费的革命”。目前国际上生肉消费趋势90%以上都是冷却肉。业内专家断言,冷却肉将成为新世纪中国生肉消费的主流。目前欧美等国对于鲜肉包装主要技术形式是气调包装和真空包装,它们有一个共同的特点,即:要求材料要有很高的阻隔性,才能防止外界空气和细菌的侵入,内部水分散失等等,提高肉品卫生性和安全性。这些包装选用的材料是包装效果明显与否的关键。他们共同的特点是选用了聚偏二氯乙烯(PVDC)高阻隔包装材料。目前世界公认的三大高阻隔材料是PVDCEVOHPAN。三种材料均为共聚体,对氧气的阻隔性,EVOH优于PVDCPVDC优于PAN;对水蒸气的阻隔性,EVOH优于PVDCPVDC优于PAN,但是,在高湿度条件下,EVOH由于分子结构中含-OH基团,极易吸潮,阻隔性会明显下降。同时,PAN材料随着环境湿度的增加其阻隔性也明显下降。PVDC是当今世界上塑料包装材料中综合阻隔性能最好的一种包装材料。这是其被选用的主要原因。此外,由于PVDC乳液同时具有对氧和水()的优异阻隔性,因此可在一次性快餐盒上找到用武之地。目前中国一次性环保餐具的市场容量为150亿只,其中行业需求50亿只(包括铁路、公路、航空和方便面)、超市鲜活物品托盘及餐饮业100亿只。按每只餐具用乳液量2g计算,全行业用量就达3万吨。目前市场上主要使用的过渡品有:纸用防水防油胶、南阳的环保餐具专用胶、武汉的防渗漏胶、干粉静电喷涂及进口溶剂型胶乳。

2. 药品包装

药品包装也将是中国PVDC的重要潜在市场。PVDC涂覆膜可用于袋式药品片剂包装,而PVDC涂覆PVC硬片可代替传统的PVC硬片用于药品的泡罩包装,提高阻隔性达510倍。据美国软包装协会报道:在未来的5年内,药品包装将成为软包装业的第二大经济增长点。报告中还指出,除了医疗用品自身发展势头强劲之外,医疗用品包装也在飞速发展,用可控制剂量的热成型挤压的泡罩包装替代散装或瓶装的药品包装已经问世。在我国主要推广应用的中医药的颗粒剂、粉剂、散剂、胶囊等塑料复合膜袋包装中,主要发展的四个品种之一就是PVDC。其它为BOPPCPP(流延聚丙烯薄膜)、PET

3.香烟膜包装

中国高阻隔性包装涂布膜主要用于香烟的包装,占据着PVDC涂布膜的主要市场,约占总量的70%以上。目前许多卷烟生产企业使用PVDC涂布膜和PVC薄膜进行香烟包装。PVC薄膜加热时挥发异味,其有害物质氯化氢有毒。PVC在成型时需要加入一些低分子的助剂,这些助剂在加热较长时间以后,会有析出,即所谓的出汗,这就会降低它的卫生性和安全性。PVDC则采用共聚改性,不用助剂改性,是卫生的、安全的。另外,PVDC作为涂层,用量非常小(大约包条烟耗用0.5),而PVC每条烟将耗用约4-5,接近PVDC10倍。所以,PVDC最符合包装相同量的产品所需包装材料最少(体积和重量)的环保与生态要求,正是这样,在德国、美国等欧美国家,PVDC被称为绿色包装材料。

4.军用品防潮包装

PVDC薄膜是为军需品包装研制并逐渐推广使用的,到目前为止,仍保持的稳定的应用,是PVDC膜比较稳定的市场之一。

 

四、主要PVDC产品的生产技术及设备情况

PVDC涂布薄膜

1、国产标准型PVDC薄膜高速涂布机广东金通实业有限公司):

涂布宽度:1300mm1600mm,薄膜厚度:0.0120.060mm,放卷直径:Max.φ800mm(纸芯3英寸,6英寸),收卷直径:Max.φ800mm(纸芯3英寸6英寸),机械速度:Max.250m/min,额定涂布速度:220m/min(十三台电机速度同步及张力全自动控制,双工位不停机接换料),涂布及干燥过程:拉伸聚丙烯或聚酯或尼龙薄膜,表面经电晕火化放电处理后,用通常的方法(刮刀)先涂布三聚氰胺—甲醛树脂底漆或聚氨酯作为中介涂层,然后涂以PVDC溶液(或乳液),涂布操作后在105干燥。

2、高速分切机、复卷机(广东金通实业有限公司):

额定速度:250m/min

3PVDC乳液(东阳、宁波、衢州等地)

4BOPPPET、尼龙(国产)

五、PVDC薄膜发展的阻力和问题

近年来,国际社会对绿色包装的呼声越来越高,但是作为高阻隔性的包装材料被广泛应用的PVDC的废弃物在燃烧处理时会产生HCl而导致环境污染问题,因此现有被其他包装材料替代的危险。比如,在其它基材的薄膜上镀覆SiOX(氧化硅)后制得的所谓镀覆薄膜受到了重视,除了氧化硅镀膜以外,还有氧化铝蒸镀薄膜,其气密性能与同法获得的氧化硅镀膜相同。同时由于多层复合、共混、共聚、蒸镀技术发展极为迅速,高阻隔性包装材料如

 

共聚物EVOH、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的多层复合材料及硅氧化合物蒸镀薄膜等得到进一步开发,其中尤以下列产品更为引人注目:MXD6聚酰胺包装材料、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、硅氧化物蒸镀薄膜等。目前国内市场上,已经出现了日本的PET透明氧化铝膜,是作为PVDC薄膜和铝箔的更新替代产品而推向市场的。其针对的是PVDC不适合微波加热,加热的不安全性问题,。对于有着很大应用量和较好应用前景的PVDC肠衣膜,也面临多层共挤尼龙薄膜肠衣的潜在威胁,目前国内正在积极开发此类肠衣薄膜产品。

 

来源:网络 时间:2019-06-25 10:39:07
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