食品包裝專用CPP薄膜的應用
2006-01-03 08:27 來源:中國食品產業網 責編:jy
CPP是塑膠工業中通過流延擠塑工藝生產的聚丙烯(PP)薄膜。該類薄膜與BOPP(雙向聚丙烯)薄膜不同,屬非取向薄膜。嚴格地說,CPP薄膜僅在縱向(MD)方向存在某種取向,主要是由於工藝性質所致。通過在冷鑄輥上快速冷卻,在薄膜上形成優異的清晰度和光潔度。
(一)CPP薄膜的主要特性包括:
- 與LLDPE、LDPE、HDPE、PET、PVC等其他薄膜相比,成本更低,產量更高。
- 比PE薄膜挺度更高。
- 水氣和異味阻隔性優良。
- 多功能,可作為復合材料基膜。
- 可進行金屬化處理。
- 作為食品和商品包裝及外包裝,具有優良的演示性,可使產品在包裝下仍清晰可見。
雖然有些PP薄膜通過流延工藝進行生產,用於衛生領域或作為含填料和其他添加劑的合成紙,但是CPP薄膜一詞通常指適用於層壓、金屬化和包裝等應用領域的高清晰度薄膜。
(二)當前用途和潛在用途
CPP的當前用途包括:服裝、針織品和花卉包裝袋;小袋;外包裝;文件和相冊薄膜;食品包裝;及適用於阻隔包裝和裝飾的金屬化薄膜。
潛在用途則包括:泡罩包裝(代替PVC);食品外包裝;糖果外包裝(扭結膜);藥品包裝(輸液袋);在相冊、文件夾和文件等領域代替PVC;合成紙;不干膠帶;報告封面;名片夾;圓環文件夾以及站立袋復合材料。
CPP薄膜具有如此大的吸引力,是因為成本低,與PET、LLDPE、LDPE等材料相比,具有價格優勢。與LLDPE相比,5%~10%的價差另加 2%的密度差異是吸引之處。再者,由於流延薄膜內在的快速冷卻性質,可形成優異的光潔度和透明度。對於要求清晰度較高的包裝用途而言,這一特性使PP薄膜成為首選材料。它能提供透明窗口,使內裝物清晰可見,特別適合於軟包裝市場。通過電暈處理後,便於使用各種工藝進行印花。這一特性能改善薄膜的最終外觀。
CPP耐熱性優良。由於PP軟化點大約為140℃,該類薄膜可應用於熱灌裝、蒸煮袋、無菌包裝等領域。加上耐酸、耐鹼、耐油脂性能優良,使之成為面包產品包裝或層壓材料等領域的首選材料。其食品接觸性安全,演示性能優良,不會影響內裝食品的風味,并可選擇不同品級的樹脂以獲得所需的特性。
(三)市場規模
據CMAI估計,2001年全球熱塑性塑料需求量為1.357億噸,PP占聚合物總用量的22%。西歐、北美和亞洲是聚丙烯的主要消費地,占全球總需求量的78%。其中,僅日本、東南亞、中國和韓國就占全球PP總需求量的39%。
按照美國市場研究機構Freedonia Group預測,截止2002年,美國PP薄膜總需求量大約有4.5%的平均年增長率,達到671,500 噸。然而,上述薄膜大多數屬於BOPP薄膜。食品包裝預計占這一需求量的85%。在美國,CPP薄膜不及其他地區流行,不過,最近也開始擴大在層壓材料領域的用途。根據Borealis數字顯示,西歐PP市場預計達810萬噸。CPP薄膜2003年的市場規模預計達423,000噸,主要應用領域是層壓材料和食品包裝。
流延PP薄膜,尤其是金屬化品級,在亞洲食品包裝市場極具優勢。例如,1997年日本CPP薄膜用量高達120,000噸。
在拉丁美洲,CPP薄膜也開始受市場青睞,應用越來越廣泛。據Freedonia Group預測,包裝用PP達400,000噸左右。
對於未來,CPP薄膜發展趨勢將是:
- 市場份額增長,PVC、PS和PE市場份額隨之下降;
- 在要求較高的應用領域,大量采用共擠結構;
- 封合特性改進;
- 積垢等加工問題得以解決;
- 薄膜生產、輔助操作和最終用途等領域生產效率提高;
- 金屬粘合性增強;
- PP在甜品、色拉、冷凍食品罐蓋、果漿、小吃、糖果小袋、剝離結構、扭結薄膜等非傳統的市場上增大市場份額;
- 在面包、餅乾、面食制品、點心等要求不高的包裝領域,作為一種成本低廉的選擇方案,代替BOPP薄膜。
2有機抗菌刑薄膜
1抗菌機理
有機抗菌劑的主要作用機理是通過和微生物細胞膜表面陰離于結合逐漸進入細胞,或與細胞表面的琉基等集團反應,破壞蛋白質和細胞膜的合成系統,抑制微生物的繁殖。
有機抗菌劑薄膜的應用
目前,美國邁克公司生產的TBZ(2-苯并咪唑),AkcrosChemical公司生產的OBPA(10,10、一氧化二酚惡毗),Ciba公司生產的 IRGAGUARD等都通過廠美國FDA認證,用于食品包裝的有機抗菌劑,可添加到樹脂中制成食品抗菌包裝薄膜。
3充催化型無機抗菌劑薄膜
其抗菌機理
目前的光催化型抗菌劑主要是Ti02,在光作用下在表面可以產生大量的羥基自由基和氧自由基,這兩種自由基具有很強的化學活性,能使各種微生物發生有機分解,而具有抗菌性能。
光催化型無機抗菌劑薄膜的應用
自從1995年光催化制劑首次在日本面市,目前的一個廣泛應用領域就是食品包裝。
4天然和高分子抗菌劑薄膜
其它的抗菌劑薄膜還有天然抗菌劑薄膜和高分子抗菌劑薄膜。它們的抗菌機理都是通過分子鏈上的電荷與微生物作用,從而抑制微生物繁殖,起到抗菌作用。目前用于食品包裝的主要有殼聚糖,山梨酸。姜黃根醇。
5復合化抗菌劑薄膜
復合化抗菌劑薄膜的效果主要體現在以下方面:
1.延長抗菌周期。
2.低濃度時即可產生抗菌性能。
3.拓寬抗菌譜,抑制較任何單一抗菌劑薄膜更多的微生物。
目前用于食品包裝的復合化抗菌劑還沒有報道,但在日本市場上出現廠有機抗菌劑三嗉類防霉劑與毗啶類抗菌劑復合而成的復合抗菌劑三嗉類抗苗劑,它的抗茁作用提高了3-4倍。國內海爾科化工程塑料國家工程研究中心開發的有機抗菌劑和尤機抗茁劑復合的抗菌劑,克服了KFHS系列抗菌劑功能單一的問題。另外,在食品包裝薄膜中可以將納米Tio2添加到無機銀系抗菌劑中,解決了銀系抗曲劑的抗菌效果緩慢的問題。
展望
食品抗菌包裝是食品活性包裝中最有前途的一部分;一些食品經殺菌進行無菌包裝或者真空包裝后,在運輸過程中食品的包裝破損或者是開封后再儲藏,就很難達到原有的無菌效果了。在這種情下,選擇抗菌薄膜包裝是最有益的,它能不斷釋放抗菌劑來抑制微生物的生長:保證食品的安全,延長食品的貨架壽命。
食品抗菌包菌薄膜正處于發展初期,仍存在一些值得關注的問題:
1.食品抗菌包裝薄膜的安全性。在應用之前.應該通過試驗看其抗菌劑是否會轉移到食品中。目前出現了一些新的技術,例如對包裝薄膜材料進行UV激態原子激光輻射處理;對基材樹脂分子鏈進行修飾抗菌劑功能團等。這些技術都可以解決抗菌包裝薄膜的安全問題,有極為廣泛的應用前景。
2.食品抗菌包裝薄膜的多功能性。開發一些既可以抗菌,又可以改善食品色、香、味的包裝,或者是一些指示性包裝。解決這些問題,將會為食品包裝材料開辟一個更為廣闊的領域。
(一)CPP薄膜的主要特性包括:
- 與LLDPE、LDPE、HDPE、PET、PVC等其他薄膜相比,成本更低,產量更高。
- 比PE薄膜挺度更高。
- 水氣和異味阻隔性優良。
- 多功能,可作為復合材料基膜。
- 可進行金屬化處理。
- 作為食品和商品包裝及外包裝,具有優良的演示性,可使產品在包裝下仍清晰可見。
雖然有些PP薄膜通過流延工藝進行生產,用於衛生領域或作為含填料和其他添加劑的合成紙,但是CPP薄膜一詞通常指適用於層壓、金屬化和包裝等應用領域的高清晰度薄膜。
(二)當前用途和潛在用途
CPP的當前用途包括:服裝、針織品和花卉包裝袋;小袋;外包裝;文件和相冊薄膜;食品包裝;及適用於阻隔包裝和裝飾的金屬化薄膜。
潛在用途則包括:泡罩包裝(代替PVC);食品外包裝;糖果外包裝(扭結膜);藥品包裝(輸液袋);在相冊、文件夾和文件等領域代替PVC;合成紙;不干膠帶;報告封面;名片夾;圓環文件夾以及站立袋復合材料。
CPP薄膜具有如此大的吸引力,是因為成本低,與PET、LLDPE、LDPE等材料相比,具有價格優勢。與LLDPE相比,5%~10%的價差另加 2%的密度差異是吸引之處。再者,由於流延薄膜內在的快速冷卻性質,可形成優異的光潔度和透明度。對於要求清晰度較高的包裝用途而言,這一特性使PP薄膜成為首選材料。它能提供透明窗口,使內裝物清晰可見,特別適合於軟包裝市場。通過電暈處理後,便於使用各種工藝進行印花。這一特性能改善薄膜的最終外觀。
CPP耐熱性優良。由於PP軟化點大約為140℃,該類薄膜可應用於熱灌裝、蒸煮袋、無菌包裝等領域。加上耐酸、耐鹼、耐油脂性能優良,使之成為面包產品包裝或層壓材料等領域的首選材料。其食品接觸性安全,演示性能優良,不會影響內裝食品的風味,并可選擇不同品級的樹脂以獲得所需的特性。
(三)市場規模
據CMAI估計,2001年全球熱塑性塑料需求量為1.357億噸,PP占聚合物總用量的22%。西歐、北美和亞洲是聚丙烯的主要消費地,占全球總需求量的78%。其中,僅日本、東南亞、中國和韓國就占全球PP總需求量的39%。
按照美國市場研究機構Freedonia Group預測,截止2002年,美國PP薄膜總需求量大約有4.5%的平均年增長率,達到671,500 噸。然而,上述薄膜大多數屬於BOPP薄膜。食品包裝預計占這一需求量的85%。在美國,CPP薄膜不及其他地區流行,不過,最近也開始擴大在層壓材料領域的用途。根據Borealis數字顯示,西歐PP市場預計達810萬噸。CPP薄膜2003年的市場規模預計達423,000噸,主要應用領域是層壓材料和食品包裝。
流延PP薄膜,尤其是金屬化品級,在亞洲食品包裝市場極具優勢。例如,1997年日本CPP薄膜用量高達120,000噸。
在拉丁美洲,CPP薄膜也開始受市場青睞,應用越來越廣泛。據Freedonia Group預測,包裝用PP達400,000噸左右。
對於未來,CPP薄膜發展趨勢將是:
- 市場份額增長,PVC、PS和PE市場份額隨之下降;
- 在要求較高的應用領域,大量采用共擠結構;
- 封合特性改進;
- 積垢等加工問題得以解決;
- 薄膜生產、輔助操作和最終用途等領域生產效率提高;
- 金屬粘合性增強;
- PP在甜品、色拉、冷凍食品罐蓋、果漿、小吃、糖果小袋、剝離結構、扭結薄膜等非傳統的市場上增大市場份額;
- 在面包、餅乾、面食制品、點心等要求不高的包裝領域,作為一種成本低廉的選擇方案,代替BOPP薄膜。
2有機抗菌刑薄膜
1抗菌機理
有機抗菌劑的主要作用機理是通過和微生物細胞膜表面陰離于結合逐漸進入細胞,或與細胞表面的琉基等集團反應,破壞蛋白質和細胞膜的合成系統,抑制微生物的繁殖。
有機抗菌劑薄膜的應用
目前,美國邁克公司生產的TBZ(2-苯并咪唑),AkcrosChemical公司生產的OBPA(10,10、一氧化二酚惡毗),Ciba公司生產的 IRGAGUARD等都通過廠美國FDA認證,用于食品包裝的有機抗菌劑,可添加到樹脂中制成食品抗菌包裝薄膜。
3充催化型無機抗菌劑薄膜
其抗菌機理
目前的光催化型抗菌劑主要是Ti02,在光作用下在表面可以產生大量的羥基自由基和氧自由基,這兩種自由基具有很強的化學活性,能使各種微生物發生有機分解,而具有抗菌性能。
光催化型無機抗菌劑薄膜的應用
自從1995年光催化制劑首次在日本面市,目前的一個廣泛應用領域就是食品包裝。
4天然和高分子抗菌劑薄膜
其它的抗菌劑薄膜還有天然抗菌劑薄膜和高分子抗菌劑薄膜。它們的抗菌機理都是通過分子鏈上的電荷與微生物作用,從而抑制微生物繁殖,起到抗菌作用。目前用于食品包裝的主要有殼聚糖,山梨酸。姜黃根醇。
5復合化抗菌劑薄膜
復合化抗菌劑薄膜的效果主要體現在以下方面:
1.延長抗菌周期。
2.低濃度時即可產生抗菌性能。
3.拓寬抗菌譜,抑制較任何單一抗菌劑薄膜更多的微生物。
目前用于食品包裝的復合化抗菌劑還沒有報道,但在日本市場上出現廠有機抗菌劑三嗉類防霉劑與毗啶類抗菌劑復合而成的復合抗菌劑三嗉類抗苗劑,它的抗茁作用提高了3-4倍。國內海爾科化工程塑料國家工程研究中心開發的有機抗菌劑和尤機抗茁劑復合的抗菌劑,克服了KFHS系列抗菌劑功能單一的問題。另外,在食品包裝薄膜中可以將納米Tio2添加到無機銀系抗菌劑中,解決了銀系抗曲劑的抗菌效果緩慢的問題。
展望
食品抗菌包裝是食品活性包裝中最有前途的一部分;一些食品經殺菌進行無菌包裝或者真空包裝后,在運輸過程中食品的包裝破損或者是開封后再儲藏,就很難達到原有的無菌效果了。在這種情下,選擇抗菌薄膜包裝是最有益的,它能不斷釋放抗菌劑來抑制微生物的生長:保證食品的安全,延長食品的貨架壽命。
食品抗菌包菌薄膜正處于發展初期,仍存在一些值得關注的問題:
1.食品抗菌包裝薄膜的安全性。在應用之前.應該通過試驗看其抗菌劑是否會轉移到食品中。目前出現了一些新的技術,例如對包裝薄膜材料進行UV激態原子激光輻射處理;對基材樹脂分子鏈進行修飾抗菌劑功能團等。這些技術都可以解決抗菌包裝薄膜的安全問題,有極為廣泛的應用前景。
2.食品抗菌包裝薄膜的多功能性。開發一些既可以抗菌,又可以改善食品色、香、味的包裝,或者是一些指示性包裝。解決這些問題,將會為食品包裝材料開辟一個更為廣闊的領域。
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