一、高阻隔包裝材料的發(fā)展趨勢
目前,市場上的高阻隔包裝材料主要有聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯醇(PVA)。隨著市場包裝功能的增加以及環(huán)境意識的提高,產(chǎn)品成本的性價比也越顯重要。然而PVDC含有氯離子,加工和垃圾處理的過程中有HCl氣體產(chǎn)生,污染空氣和被包裝物品,歐美等地區(qū)已開始限制并停止使用;EVOH的耐水性和耐候性至今沒有解決,而且價格居高不下,令整個包裝市場對高阻隔多層共擠膜望而生畏。市場期待的性價比更為合理,并可替代PVDC和EVOH的耐水改性PVA涂布膜應(yīng)是必然的發(fā)展趨勢。
首先,性質(zhì)上:耐水改性PVA涂布膜屬科技含量高、附加值高的產(chǎn)品,無論是原料的選擇,還是加工和消費過程,都沒有或不釋放任何有毒有害物質(zhì),有利于環(huán)保和實現(xiàn)綠色消費,屬環(huán)境友好型產(chǎn)品。
其次,用量上:隨著我國加入WTO,我國的經(jīng)濟將迎來新一輪的加速發(fā)展,包裝行業(yè)對PVA高阻隔膜的用量將不斷加大,國內(nèi)高阻隔包裝材料在軟包裝材料總量中所占比例不超過10%,遠低于日美的40%,因此市場潛在的需求量仍有巨大的上升空間。
再次,效益上:耐水改性PVA主要成分是PVA樹脂和水,原材料在國內(nèi)市場上均可買到。產(chǎn)品無論在性能上,還是在價格上,都比當前的EVOH共擠膜和PVDC涂布膜具有優(yōu)勢,是PVDC涂布膜的理想替代品。
最后,政策上:國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會2001年6月發(fā)布的“十五”規(guī)劃指出:包裝材料重點發(fā)展各種食品、飲料、藥品等包裝,以提高保護功能、延長貨架壽命的高阻隔包裝材料、熱灌裝包裝材料、保鮮材料、糧食儲運的防霉防蟲材料。2002年9月28日國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布“工業(yè)行業(yè)近期發(fā)展導(dǎo)向”(國經(jīng)貿(mào)行業(yè)[2002]716號)提出“開發(fā)高阻隔性容器、包裝材料,多功能薄膜、水溶性薄膜和可降解性材料的工藝和設(shè)備”。因此,耐水改性PVA涂布膜符合國家產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展方向。
總之,耐水改性PVA高阻隔涂布膜是一種綠色環(huán)保、氧氣阻隔性能好、性價比高的包裝材料,該項目產(chǎn)品符合國家產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展方向,前景樂觀。
二、目前市場上改性PVA涂布膜存在的問題
⑴不耐水
很多涂布PVDC的廠家對目前市場上的改性PVA很反感,并不是他們對改性PVA不感興趣,而是對該產(chǎn)品的耐水性能達不到使用的要求,將其拒之門外。據(jù)調(diào)研,市場上確實有這樣的產(chǎn)品。根據(jù)試驗分析,該類產(chǎn)品所謂的改性,只是用改性劑將聚乙烯醇的少數(shù)羥基進行了交聯(lián)封閉,大部分的羥基還裸露在外面,而這些裸露的羥基具有很強的親水性,宏觀上表現(xiàn)為PVA涂布層不耐水。
⑵顏色不透明
目前,市場上的改性PVA膠液為黃色,不透明,涂布后的基材卷徑端面也呈明顯的黃色,而且隨著時間的延長,顏色由黃色變?yōu)榧t褐色。作為包裝材料時,這種產(chǎn)品嚴重影響被包裝物的自然外觀。
⑶膠液穩(wěn)定性差
通過對PVA涂布膜生產(chǎn)廠家的了解,市場上現(xiàn)有的改性PVA膠液受溫度、時間和PH值的影響很大。主要表現(xiàn)為溫度越低、時間越久、PH值越小,改性PVA膠液越容易凝膠。
三、耐水改性PVA涂布膜的優(yōu)勢
⑴性能優(yōu)勢
耐水改性聚乙烯醇(PVA)高阻隔膜是中國航科工集團8511研究所(南京電子設(shè)備研究所)的專利產(chǎn)品(專利號:ZL95112745.4),該產(chǎn)品是采用改性后的聚乙烯醇水溶液經(jīng)涂布、干燥而成。由于采用化學(xué)改性劑封閉了聚乙烯醇親水性的羥基,因此,該產(chǎn)品在具有良好的阻氧性能的同時,具有良好的耐水性能,涂層在有水或高濕條件下不會產(chǎn)生返粘、溶脹現(xiàn)象,經(jīng)過涂布后的PE、CPP等具有熱封性的基材可以作為高阻隔性的包裝材料直接使用,而且涂層具有良好的印刷、復(fù)合適應(yīng)性,可以滿足各種不同材料結(jié)構(gòu)的復(fù)合要求。 表1 耐水改性PVA涂布膜與PVDC涂布膜性能比較
項目耐水改性PVA涂布膜PVDC涂布膜
涂布干重/g/m20.63
氧氣透過量/ cm3/(m2·24h·0.1MPa)215
阻濕性能次優(yōu)優(yōu)
預(yù)涂(底膠)不需要需要
涂布次數(shù)12
設(shè)備投資低高
綠色環(huán)保優(yōu)差
與PVDC涂布膜相比,耐水改性PVA涂布膜綜合性能更具優(yōu)勢。從表1可以看出,耐水改性PVA涂布后干重是0.6g/m2,而PVDC涂布后干重是3g/m2,后者是前者的五倍,顯然相同涂布基材、相同重量的涂布產(chǎn)品,后者的使用面積比前者少很多;在阻氧性能方面,耐水改性PVA涂布膜氧氣透過量平均2cm3/(m2·24h·0.1MPa),測試值最小的是0.27cm3/(m2·24h·0.1MPa),而涂布兩次的PVDC涂布膜氧氣透過量在15cm3/(m2·24h·0.1MPa)左右,前者的阻氧性能比后者好很多;在阻濕方面,前者稍遜后者;由于耐水改性PVA涂布膜生產(chǎn)工藝簡單,只需涂布1次,而且不用預(yù)涂,阻氧性能和附著牢度就很優(yōu)秀,因此涂布耐水改性PVA的設(shè)備要求要比涂布PVDC的低;最后,耐水改性PVA綠色環(huán)保,對環(huán)境友好,發(fā)達國家已大量使用,而PVDC中含有氯離子,垃圾處理時會產(chǎn)生大量的HCl氣體,對環(huán)境造成污染,歐美等地區(qū)已開始限制并停止使用。
⑵價格優(yōu)勢
以厚度12μm的PET為例,幅寬1m,重量1t,密度1.41×103kg/m3,面積60000㎡,基材噸價13000元/t。目前市場上PET/PVDC涂布膜噸價是21000元/t,我方PET/PVA涂布膜噸價是23000元/t,表面上看PET/PVA涂布膜噸價比PET/PVDC涂布膜噸價高,其實不然。PVDC涂布完后干重3g/㎡,1tPET涂完后,重量為1.18t,增重180kg;PVA涂布完后干重0.6g/㎡,1tPET涂完后,重量為1.036t,增重36kg。由此可知,PET/PVDC涂布膜的增重部分是PET/PVA涂布膜增重的5倍;PET/PVDC涂布膜的克重是19.7g/㎡,PET/PVA涂布膜的克重是17.3g/㎡;1tPET/PVDC涂布膜的面積是50761㎡,1tPET/PVA涂布膜的面積是57803㎡;PET/PVDC涂布膜的平方單價是0.41元/㎡,PET/PVA涂布膜的平方單價是0.40元/㎡;PET/PVDC涂布膜的涂布費用是0.20元/㎡,PET/PVA涂布膜的涂布費用是0.18元/㎡。換句話說,1tPET/PVDC涂布膜的面積比1tPET/PVA涂布膜的面積少7042㎡;表面上PET/PVA涂布膜噸價比PET/PVDC涂布膜噸價高,實際上PET/PVA涂布膜的涂布費用比PET/PVDC涂布膜的涂布費用低。具體數(shù)據(jù)詳見表1。
表1 PET/PVA涂布膜與PET/PVDC涂布膜的價格比較
項目
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噸價(元/t)
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克重(g/㎡)
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噸面積(㎡/t)
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平方單價(元/㎡)
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涂布費用(元/㎡)
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PET/PVDC
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21000
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19.7
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50761
|
0.41
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0.20
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PET/PVA
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23000
|
17.3
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57803
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0.40
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0.18
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