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納米技術應用于軟包裝,令其煥發新生命力

2007-05-11 00:00 來源:中國包裝網 責編:中華印刷包裝網

納米技術為包裝創新開辟了很多發展空間,尤其是在軟包裝薄膜和塑料容器制造上,其主要優勢是能夠提供更好的阻隔性,延長貨架時間和材料的質量更輕。

在總價值為380億美元的全球市場中,軟包裝工業的發展速度很快,并且市場需求是以每年3.5%的態勢在增長。軟包裝材料必須能夠滿足相應的需要,甚至超越消費者的高期望值。由于供應商之間競爭壓力的增加、政府法規的出臺,都導致包裝薄膜在使用性能的創新和優化上必須更加優秀,以抵消原料成本上的巨大壓力。

納米合成物雖然發明了很長時間,也只是在最近作為主流應用于包裝領域。在美國,一項權威的調查顯示,已經有超過400家研究中心和超過34億美元的研究基金用于納米技術;歐洲也有超過175家公司和組織涉及納米技術的研究,研究基金約為17億美元。預計到2008年全球納米產品市場將價值2.5億美元,且每年以18%~25%的速度遞增。

納米顆粒比普通填充物有更低的填充級別,從而使薄膜的厚度和重量降低了很多,且使用性能更加優異。具體的優勢如下:改善包裝材料的阻隔性,如對氣體、氧氣、水等;有較高的機械強度;熱穩定性和化學性能穩定性;可回收再利用;透明性好,抗熱。很多消費類產品使用納米包裝材料,尤其是在飲料的包裝上。如PET容器,尼龍納米復合材料作為多層容器的阻隔性,其性能比普通乙烯基阻隔層高出2到3倍。Honeywell公司的AegisTMOX阻隔尼龍樹脂,當OTR成百倍降低時,其中的黏土層可以起到保留活性去氧劑的作用。和玻璃瓶相比,AegisOX的活性去氧劑能保證啤酒的貨架期長達6N12個月。總之,尼龍納米復合材料有助于減少浪費和促進材料的回收利用。

三菱(Mitsubishi)氣體化學公司生產的Iperm,加入到多層PET容器中時可產生和Aegis相似的結果。IPerITI的氧氣阻隔性比Mitsubishi標準的Nylon—MXD6樹脂高兩倍,其二氧化碳阻隔性也比Nylon—MXD6高4倍。使用到PET瓶中時無需黏結層,回收再利用簡便。當用到16盎司的啤酒瓶中時,Imperm能保證其6個月的貨架壽命。

在試用納米技術后,材料的抗張強度、拉伸膜量和熱變形溫度特性都得到了優化。其中列子之一就是那迷符合尼龍材料Cloisite,在添加了納米黏土后,尼龍的抗張強度提高了23%,拉伸膜量提高了69%,撓曲模量提高了56%。

納米復合材料能輕而易舉地解決當前金屬或玻璃容器過渡到柔性袋或硬塑料所產生的問題。因為許多包裝袋都是多層結構,無法回收利用,而納米復合材料能幫助減少包裝廢物、促進材料的再生利用。預計未來的納米復合材料成本會比現在的包裝材料低10%~30%。成本下降來自于材料成本的減少、生產自動化的提高、廢品處理成本的降低。

盡管納米復合材料的前景一片光明,但是要實現這些聚合物的商業應用還應解決一些問題。主要有四個:剝落、定位、兼容性和再聚合性。

顆粒的定位對于納米復合材料是否生產成功有很大影響。依據納米填充物和聚合物基材之問的相互作用,他們的兼容性也可能會產生問題。另外,在處理過程中,當粒子聚在一起,便存在再聚合的可能性,由此導致納米材料生產的失敗。

2006年啤酒將會成為納米復合材料的最大消費行業,達到300萬英鎊。到2009年,在食品和飲料行業會有約500萬英鎊納米復合材料用于軟包裝的生產。到2011年,碳酸軟飲料瓶使用納米復合材料的趨勢將會超過啤酒,達到5000萬英鎊。

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