《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第三篇 包装材料及容器

第七章　复合包装材料

第二节　复合膜薄和软包装复合材料

二、复合薄膜的结构

（一）阻隔型树脂

多层复合结构中的阻隔层材料除了铝箔和蒸镀铝以外，还可以用阻隔型树脂。目前，对阻隔型树脂尚无确切的定义，但大家习惯上把氧的渗透系数小于38．9cm3·μm／m2·d·kPa（23℃）的树脂叫阻隔型树脂。已经商业化且广泛应用的阻隔型树脂是乙烯－乙烯醇共聚物（EVOH）和聚偏二氯乙烯（PVDC）。干燥（相对湿度为0％）时的EVOH是极好的阻隔性材料，在相对湿度较高的环境中，由于吸水，阻氧性能下降。但在相对湿度为85％时，EVOH的阻氧性能仍与对水蒸气不敏感的PVDC相近。PVDC对氧和水蒸气的阻隔性都很好，但PVDC的热稳定性不好，所以难以用共挤塑技术制造多层结构。目前，以PVDC作阻隔层的复合材料大多数是以涂布层合的方式加工的。

丙烯腈共聚物树脂有优良的阻隔性能，它的单层膜可用作阻隔性包装。虽然丙烯腈共聚物不像PVDC那样对热敏感，但它也是一个高温不稳定的树脂，不适合于共挤塑加工。某些阻隔型树脂对氧有好的阻隔性，但对水蒸气的阻隔性差，如聚乙烯醇、聚酰胺等，为了利用它们的阻氧性能，必须与另一层对水蒸汽有良好阻隔性的薄膜复合。表3－7－1列出了某些阻隔型聚合物的阻隔性能。

表3－7－1　某些阻隔型聚合物的阻隔性能

＊　单位为3．886cm3·μm／m2·d·kPa，23℃，50％RH（注出者除外）

（二）复合薄膜的结构

与其他层合材料的结构相似，复合薄膜可以由外层（印刷）、阻隔层、粘合层、热封层等结构组成。但复合薄膜的构成与加工方法有关，所以有时不能严格区分各个层次。在用共挤塑方法制造复合薄膜时，经常把用来支撑阻隔层的材料叫做结构层。经常用作结构层的材料列于表3－7－2。

表3－7－2　常用的结构层材料

聚苯乙烯具行优良的共挤塑加工性和热成型性，但它的加工温度较低。从共挤塑的角度看聚丙烯也是一种优良的材料，它的耐热性好，但耐低温冲击性差，对它还需要考虑特殊的成型方法（固相成型）。与聚丙烯相比，高密度聚乙烯的低温性能有显著提高，但对蒸煮过程的适应性不好。低密度聚乙烯可作为共挤塑结构中的热封合层，因为它的熔点较低。

用结晶型聚酯和聚碳酸酯作结构层的包装材料目前尚未实现商业化，但它们的优良性能，使它们在这方面具有良好的应用前景。

在复合薄膜中，共挤型薄膜最引人注目。因为它的成本低，比共挤型层合软包装和挤出贴面更受人欢迎。

共挤薄膜可分为三类：单一树脂膜、不对称多层结构薄膜和对称多层结构薄膜。由于性能和成本的原因，许多薄膜都是根据单一树脂的特性而共挤塑的。

1．单一树脂结构

实际使用中共挤出单一树脂薄膜看起来不像是复合膜，而实际上它是三层或更多层结构的薄膜。例如面包袋、农产品袋、垃圾袋用的薄膜通常是三层结构。中间层采用有色料或回用料，用纯树脂作表面层来控制表面质量和机械加工性。单一树脂共挤膜的二个表面可能具有不同的摩擦系数。

2．不对称结构

典型的不对称结构是用来满足立式成型／充填／封合机用的。基体树脂（HDPE）的热封性通过用乙烯－醋酸乙烯共聚物作表层而得以实现，通常称作热封合功能层。在卧式包装机中，有时选用聚丙烯作表层材料，因为它有较高的耐热性。现在已有只使用一种聚合物的多层薄膜（A／A／A，单一树脂结构）、两种或两种以上的聚合物不对称共挤薄膜（A／B／C）和两种以上的聚合物对称结构多层共挤薄膜（A／B／C／D／A）。

3．对称结构

典型的对称共挤塑结构由起功能作用的芯层（例如阻隔层）和二个可热封的表层组成。取向聚丙烯是主要的共挤塑表层材料。乙烯－醋酸乙烯则是用于冷冻食品包装的共挤塑表层材料。厚壁袋通常用线性低密度聚乙烯共挤出芯层来提高耐冲击强度。包装鲜肉的聚偏二氯乙烯薄膜用乙烯－醋酸乙烯作表层以确保良好的热封合性。

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