淺析食品接觸用塑料膜袋國內(nèi)外最新研究進展

楊益 徐凱揚

蘇州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院

歐美和日韓澳新作為食品軟包裝包裝發(fā)達地區(qū)，是除中國以外最大的塑料膜袋生產(chǎn)和消費地區(qū)，其具有相對雄厚的技術積累，包裝所使用的新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新技術也不斷出現(xiàn)。其中新型聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)包裝獨領風騷，從材料分子結構層面對比，PEN與PET及其相似，以萘環(huán)代替苯環(huán)，在其產(chǎn)品的阻隔性，特別是防紫外線性、阻氣性、耐熱性等使用性能中，PEN比PET更加優(yōu)異。隨著技術的成熟，其必將取代PET成為新的熱門包裝材料。

隨著人民對于環(huán)境質(zhì)量水平的不斷提高，具備降解性能的新型塑料受到了社會更大的關注，人們的環(huán)境保護意識也逐漸增強，以可食用膜，可降解生物膜，可降解塑料等為代表的新型包裝材料成為了研發(fā)熱點。其中德國巴斯夫推出了ECOHEXD品牌的芳香族二羧酸與脂肪族二醇聚合的降解聚酯樹脂，可用在薄膜生產(chǎn)中。未來越來越多的生物可降解包裝也將推向市場。

茂金屬作為有機金屬配位化合物，由過濾金屬和環(huán)戊二烯相連形成，茂金屬聚烯烴作為新型聚合物。作為新型聚合物，涵蓋了加工性能好、高剛性、高強度及透明性等良好性能，在材料行業(yè)中受到了較大的關注。

發(fā)泡塑料走向零污染，具有很大的應用潛力。在全球環(huán)境污染壓力越來越大的情況下，零污染材料的生產(chǎn)自然就受到業(yè)界關注。

當前在極性乙烯共聚物、非極性、三聚物等材料前沿領域，歐美發(fā)達國家加大了投資開發(fā)力度，隨著開發(fā)力度的進一步加大，也將大大提高塑膜產(chǎn)品的共擠和拉伸性能，并改善其分子量分布、抗龜裂能力、擠塑流變性，增強穩(wěn)定性能、抗應力和透明度。如開發(fā) C4-LLDPE，高速注塑中減輕螺桿損壞；HAOC6-LLDPE成膜后其韌性和硬性卓越；C8-LLDPE成膜后起韌性特佳；VLDPE成膜后平整度極好，其原料樹脂的具有較低的熔融溫度，流延性好。注塑工藝發(fā)展到現(xiàn)技術階段，發(fā)達國家普遍采取以VLDPE取代PP、PVC、LLDPE、EVA，同樣的在擠塑工藝、吹塑工藝和注塑工藝中，VLDPE也將占領醫(yī)療行業(yè)、化妝品行業(yè)等軟包裝集中使用的市場，并在使用量和技術方面對食品包裝整個行業(yè)產(chǎn)生巨大的沖擊。

多功能復合薄膜成為另一個發(fā)展趨勢。由于用途的不同，在發(fā)達國家對多功能復合薄膜的功能分類進一步細化。其中主要種類有：耐寒薄膜，可在-35℃低溫環(huán)境下使用；PP防潮薄膜，包含防潮、防結露、防蒸汽、可調(diào)節(jié)水分等多種系列類型，在果蔬包裝中應用廣泛；防腐膜可用于具備易腐壞、甜度大、酸度大特質(zhì)的食品包裝；摩擦薄膜可穩(wěn)定堆垛；特種PE薄膜耐腐蝕、耐化學；防蛀薄膜中由于添加無異味防蟲劑，有效對抗蟲害；耐熱薄膜包裝包裝食品，可耐140℃高溫；保鮮膜防霉性、密封性好、無結露，以廣泛應用于日常生活中；水調(diào)節(jié)薄膜能吸收乙烯，可有效控制水果的貯藏時間。專一化的包裝具有極大的市場潛力。

共擠包裝膜、片具有某些特殊功能。例如，共擠PP、PVC、PE變色塑料片材，可制成杯、打火機殼、酒杯、吸管等塑料制品，當溫度改變時顏色也會隨之改變。

包裝容器的開發(fā)成為豐富包裝種類的重要手段。國外已經(jīng)推出一些塑料新工藝，比如歐洲市場以聚氯乙烯透明卷材為原料代替吹塑成型中空容器，可實現(xiàn)減重50%左右，在多層共擠工藝中，以回收塑料作產(chǎn)品的中間層，可有效降低生產(chǎn)成本，減少費用。日本推出PET與PC共擠，不僅抗沖擊性、抗熱性、耐藥性和耐污染性均得到極大提高，同時生產(chǎn)成本也得到了適當下降。英國也推出了特種PP樹脂注吹包裝用瓶，可達到高強度、質(zhì)輕、厚薄均勻和節(jié)省原材料的目的，與傳統(tǒng)塑料瓶相比具備巨大的優(yōu)勢。

包裝技術的開發(fā)是當今發(fā)展的技術熱點之一。其中國外薄膜熱封常用技術有激光法、超聲波法和脈沖法。在利用不同塑料薄膜的基礎上，國外開發(fā)了一系類的包裝形式，其中主要有真空包(76cm/Hg)，100℃殺菌，采用PE/PET，PA/EVA等材料包裝熟食；貼體包裝中PE、PVC膜被離子型薄膜所取代；保鮮包裝也采用了微孔透氣型薄膜和硅薄膜等來包裝有呼吸規(guī)律的新鮮蔬果；無菌包裝則用于包裝果汁等飲料。

另外，國外權威專家認為現(xiàn)階段塑料行業(yè)的發(fā)展應更注重塑料原材料的改性研究、廢棄回收塑料的生物降解性能、塑料制品表面涂布技術，以及回收再利用綜合技術可行性研究等領域。

包裝機械生產(chǎn)領域在過去的幾十年發(fā)展中，美國一直都是其中的重要角色，作為包裝產(chǎn)品人均消費最高的國家之一。相比于傳統(tǒng)的其他發(fā)達國家如歐洲成員國，一次性包裝產(chǎn)品的消費量也是美國獨占鰲頭。2019年全球軟包裝加工企業(yè)25強中，美國軟包裝企業(yè)占了絕大多數(shù)，其中包括Sealed Air等國際知名企業(yè)。

整個歐洲在包裝材料市場的總值約1100億歐元（世界范圍內(nèi)包裝材料市場的總值約6000億美元）。歐盟以德國、英國、法國、西班牙和意大利五大包裝市場為主，歐盟各個成員國中包裝材料工業(yè)產(chǎn)值平均占其國民經(jīng)濟總值的1.5%-2.2%。

歐盟對于生態(tài)包裝工程和環(huán)保包裝極其重視。在環(huán)保包裝上的發(fā)展主要集中于可重復灌裝、減少用量、組合包裝和使用單層薄膜等，現(xiàn)階段環(huán)保包裝在整個歐盟社會體系中變得越來越普遍。在很多場合，環(huán)保包裝已完全融入現(xiàn)行的消費方式中，如快餐食品包裝、預制食品、軟飲料、小吃等的消費。在生態(tài)包裝工程中，歐盟按其環(huán)境法規(guī)對一些包裝及包裝原材料進行LCA評估。德國政府環(huán)境部門建立了一個專業(yè)的生態(tài)平衡實驗室，按ISO、EN等相關標準評定現(xiàn)階段市場的各種包裝材料對于環(huán)境的損害程度。

日本的包裝材料及工藝技術在國際上均處于領先水平，與包裝相關的技術標準在國際上也屬于先進標準。特別是運輸包裝技術與方法標準，以及包裝容器技術標準配套性好、標準化程度高、應用性強。日本國內(nèi)執(zhí)行的工業(yè)標準（JIS）是該國國家級標準中最權威的標準，在世界上也有其重要的影響。日本始終將研究制定包裝的技術和標準化發(fā)展戰(zhàn)略作為重要工作目標。日本的紙包裝在整個包裝產(chǎn)業(yè)中占有最大的產(chǎn)值和產(chǎn)量。緊隨其后的便是塑料包裝，其產(chǎn)值占整個包裝產(chǎn)業(yè)的29.2%，產(chǎn)量占比為18.7%。

澳大利亞和新西蘭的包裝技術與標準化與國際上是接軌的。其瓦楞紙箱包裝技術和標準化在國際上處于先進水平。澳新兩國追求的是滿足保持與國際一致的包裝技術標準，以提高國家的經(jīng)濟效益的同時也提高本身國際競爭力。盡可能采用國際標準（目前約33%的SA標準完全或部分采用了國際標準），如果沒有適宜的國際標準，則所提出的新SA標準不能成為貿(mào)易、競爭、創(chuàng)新和發(fā)展的壁壘。塑料包裝在澳大利亞包裝產(chǎn)業(yè)中占有很大比例，約為30%。

我國已成為世界范圍內(nèi)的包裝產(chǎn)品制造大國和消費大國，塑料包裝在整個包裝產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值中占比較高，在日用品、食品、大宗化學品、工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、餐飲服務等各個行業(yè)領域發(fā)揮著無與倫比作用。隨著消費市場的不斷成熟，包裝制品的生產(chǎn)模式也在不斷完善，更加規(guī)模化和經(jīng)濟化發(fā)展模式不斷區(qū)別傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，包裝領域中的新型功能塑料也扮演著越來越重要的角色。

目前國內(nèi)塑料包裝行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增長。2019年中國塑料包裝行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入2655.32億元，其中塑料包裝膜/袋營業(yè)收入1031.8 億元，相較于18年增長了8.02%。

目前國產(chǎn)塑料軟包裝用樹脂生產(chǎn)商有中石化和中石油。產(chǎn)品類型主要是PE 和 PP樹脂。塑料軟包裝材料中用的聚合物薄膜主要有拉伸類薄膜，如 BOPP、BOPET、BOPA薄膜等；非拉伸類薄膜，如 PE 薄膜、CPP薄膜以及 EVOH、PVDC、PA 多層共擠阻隔薄膜等；濕式涂布類薄膜，如化學涂布膜和PVDC 涂布膜（常稱 K 膜）等；蒸鍍類薄膜，如鍍鋁膜、氧化鋁鍍膜、氧化硅鍍膜等。

塑料軟包裝行業(yè)的基材薄膜生產(chǎn)工藝主要有雙向拉伸工藝、吹塑工藝和流延工藝。雙向拉伸工藝生產(chǎn)的塑料薄膜有BOPP、BOPET、BOPA 等。近年來，我國的塑料薄膜雙向拉伸生產(chǎn)設備發(fā)展速度很快，各種塑料薄膜雙拉生產(chǎn)線已有上百條，國產(chǎn)設備商主要有青島順德、南通三信。吹塑工藝和流延工藝，主要用于加工 PE、PP以及多層共擠薄膜。塑料軟包裝材料中離線涂布膜主要有 PVDC涂布膜和 PVA 涂布膜，其中應用較多是 PVDC涂布膜，如 KPET、KOP、KPA，可單面涂布或雙面涂布。

在軟包裝行業(yè)上，我國的總體發(fā)展水平與發(fā)達國家相比，主要存在以下差距：產(chǎn)品的執(zhí)行標準以及中、高檔領域的現(xiàn)代化包裝材料，特別是專用和特種功能包裝材料的工藝開發(fā)和生產(chǎn)應用，這些是未來國內(nèi)包裝企業(yè)發(fā)展的方向。