水溶性PVA薄膜在软包装上的应用及其生产技术.doc

种新型绿色包装材料高保真印刷，具有水降解和生物降解的双重特性，可完全降解为二氧化碳和水，是名副其实的高新环保产品，在软包装中有着广泛而又独特的用途。目前在国外市场（主要是日本、美国和法国），有关供应商在生产销售此类产品；在国内市场中国印刷企业强，在中国包装总公司科技部的支持下，湖南工业大学与肇庆方兴包装材料有限公司联合研制开发了水溶性PVA薄膜及其生产设备，目前已投入生产，产品填补了国内空白，正在走向市场。本文将对水溶性PVA薄膜的成分、特性、应用范围以及生产工艺过程加以介绍。水溶性PVA薄膜的特性1.环保性能水溶性PVA薄膜属于绿色环保包装材料高保真印刷，在欧美、日本等国家和地区均得到了政府环保部门的认可。水溶性PVA薄膜的主要原料是聚乙烯醇（PVA）及淀粉，其所有组分（包括添加剂）均为C、H、O 化合物，无毒无害。在制膜过程中，各组分之间只发生物理反应，其力学性能、工艺性能及水溶性得到一定的改善；但不发生化学反应标签，因此其化学性能不会发生变化。 故障分析与排除水降解和生物降解的双重特性，其溶于水后会形成胶液渗入土壤中，增加土壤的团黏化、透气性和保水性，因此特别适合于沙土改造；溶解在土壤中的PVA又可被细菌菌株分解，最终降解为二氧化碳和水数码印刷，降解率可达1O0%，因此可以彻底解决包装废弃物的处理问题。2.其他性能（1）水溶性。水溶性PVA薄膜的水溶性与其厚度和环境温度有关。目前国内外市场生产和销售的水溶性PVA薄膜主要有高温型和低温型两种，高温水溶性 PVA薄膜在40以下完全不溶，80以上则完全溶解。目前国内已开发出调整水溶性PVA薄膜水溶性的方法，在水温恒定的情况下太阳化学，其水溶时间可在1050s任意调整，精度为5s，目前该项技术已获得国家发明专利。（2）含水量。水溶性PVA薄膜的含水量会随环境发生变化，因此成卷的水溶性PVA薄膜一般用PE薄膜包装，以保持其特定的含水量。（3）抗静电性。与其他塑料薄膜不同政府政策及监管，水溶性PVA薄膜是一种抗静电薄膜。因此在使用水溶性PVA薄膜过程中，不会因静电引起附尘及其他问题。（4）阻隔性。水溶性PVA薄膜对水分及氨气具有较强的透过性，但对氧气、氮气、氢气及二氧化碳均具有良好的阻隔性。这一特点可以确保其内装物的成分及气味保持不变。套印（5）力学性能及热封性能。水溶性PVA薄膜的力学性能较好，具有不错的拉伸强度和撕裂强度，其热封性能也同样出色加网，适合于电阻热封、高频热封等。（6）印刷性能。水溶性PVA薄膜可以采用普通方法进行印刷，印刷性能良好，图文清晰。 喷墨印刷良好的耐油性（植物油、动物油、矿物油等）、耐脂肪性和耐有机溶剂性，但对于强碱、强酸、氯自由基以及其他可与PVA发生化学反应的物质（如硼砂、硼酸、某些染料等）的耐性不佳，因此建议不要采用水溶性PVA薄膜包装这类物质。水溶性PVA薄膜在软包装上的应用1.水中使用产品的包装水中使用的产品包括农药、颜料、染料、清洁洗涤剂、除草剂、化肥、清洁剂、水处理剂、混凝土添加剂等。采用水溶性PVA薄膜包装这些产品曼罗兰，可以达到减少环境污染、改善作业环境的目的，而且还能实现准确计量，减少浪费。2.洗涤包装在医院或一些其他场合中，采用高温水溶性PVA薄膜（溶解温度大约为60）包装带污染的用品和衣物，可将包装袋直接投入清洗消毒设备中进行清洗商业轮转在中国，安全方便，可以减少医务人员接触有污染的用品、衣物的几率，避免疾病的交叉传染。3.服装及纺织品包装利用高温水溶性PVA薄膜不带静电、透明度与光泽度均优于其他薄膜的特点，用其包装服装、纺织品等易产生静电的商品，能使商品更加美观包装材料，并提高其附加值。 显影4.食品包装水溶性PVA薄膜是阻氧性能十分优异的包装材料，用其作为食品包装的阻隔层，能大大延长食品的保质期。5.电子、电器产品包装水溶性PVA薄膜几乎不带静电包装容器，因此尤其适用于电子、电器产品的包装。此外，还可以利用水溶性PVA薄膜良好的印刷性能和可控水溶性的特点，配合特种油墨，制作出高附加值的防伪环保包装，这也必将受到高端电子、电器产品厂家的欢迎。6.种子袋包装采用水溶性PVA薄膜制作农作物（如小萝卜、洋葱头、胡萝卜及各种植物、花草种子）种子袋打样，并将其掩埋在土壤里，土壤中的水分（雨水或湿气）在一段时间后会将包装袋溶解，分布在种子周围的PVA提高了土壤的保水性，有利于种子的发芽生长。这种方法还可有效避免种子在大风沙地区因裸露而被吹失或被动物吃掉，又可使农作物按种子带或种子网的布局生长。因此这一技术也必将在农田增产、绿化造林、沙漠改造中大有作为。此外色彩管理，还可以将农药、营养素等作为种子袋的一部分，以促进种子的生长。 书评探讨水溶性PVA薄膜在卷烟包装、药品包装、水果保鲜包装等方面的可行性。不过，需要指出的是，目前水溶性PVA薄膜在我国最主要的应用并不在包装领域，而是在水转移印刷以及作为暂时性载体用于假发及刺绣的制作过程。原因主要是我国的消费水平与发达国家相比还较低金属包装，很难接受水溶性PVA薄膜包装相对较高的价格，因此目前主要是出口产品的包装采用水溶性PVA薄膜。水溶性PVA薄膜生产技术发展现状目前，国内外制造水溶性PVA薄膜的工艺方法主要有溶液流延法（湿法）和挤出吹膜法（干法）。这两种工艺均“脱胎”于传统塑料薄膜生产过程，基本生产流程分别如图1和图2所示。溶液流延法的工艺流程相对简单，但产品质量不易控制书刊印刷，出膜率低，能耗高，设备投资较大。而挤出吹膜法在产品质量、生产效率等方面均有明显改善，但是PVA原料须进行改性处理，还增加了前期的造粒工序人民币，辅料添加量也相应有所增加。此外，在整个挤出吹膜的生产过程中，PVA树脂及薄膜需要经过多次加热，薄膜必须始终保持15%35%的含水率，工艺过程复杂裁切，技术难度大，能耗高，而且薄膜成型、拉伸、定型同时进行，分子链难以移动，所得薄膜强度不高投资采购，未能充分发挥出PVA树脂的固有特性。 CTP图1 溶液流延法生产过程图2 挤出吹膜法生产过程上述两种工艺都存在许多技术性问题，将其直接应用于生产水溶性PVA薄膜并不经济。因此，研究改进这两种工艺与生产设备，使之更加适于水溶性PVA薄膜的生产，是国内外业界近几年的研发重点。从国内状况来看连线加工，湖南工业大学研究开发了钢带溶液流延法生产技术，其生产工艺如图3所示。利用这种方法生产的水溶性PVA薄膜已在国内多家企业得到了推广应用，其产品占据国内市场份额的2/3以上，并远销印度和英国。北京工商大学等单位对挤出吹膜法进行了研究和改进，目前也已在两家国内企业得到应用知识产权，正在建或已建成生产线。另据了解，兰州两家公司正在开发滚筒溶液流延法生产技术，目前尚处于中试阶段，未投入批量生产。 套印目前国内生产的水溶性PVA薄膜与国外同类产品相比网络出版，还有较大差距，主要表现在以下几个方面。（1）国内企业利用溶液流延法生产的水溶性PVA薄膜的主要问题在于薄膜厚度不均匀，其原因是国产成膜钢带的质量不过关，在高温下变形较大。（2）国内现有的溶液流延法生产速度慢，能耗高EFI，设备复杂。钢带法生产速度约为37m/min，而滚筒法更慢，只有12m/min，直接影响产量。为解决生产速度慢、能耗高的问题，目前钢带溶液流延设备的干燥系统已经逐步改用天然气、煤气或煤作为燃料商业轮转在中国，以替代价格昂贵且不断上涨的燃油，同时也在不断研究、优化干燥系统，提高干燥效率。（3）国内现有的挤出吹膜法虽然具有较高的生产速度，但其生产的水溶性PVA薄膜的厚度更不均匀，水溶性也不好CTF，存在溶解不彻底的问题。不过，虽然国产水溶性PVA薄膜在质量方面还存在一些问题，然而就其在包装领域的应用而言，已经达到客户要求，可以替代进口产品。水溶性PVA薄膜的未来展望在世界范围而言华光精工，工业化开发水溶性PVA薄膜的历史仅十余年，投放市场至今还不足十年，我国更晚，在近五年间才真正开始工业性研发。因此，对于工业性研发产品的市场研究数字印刷机，无论是我国政府部门、行业部门，还是研究单位或者企业，都缺乏系统、准确的掌握和了解。目前尚未找到国内外关于水溶性PVA薄膜生产量、需求量、增长量与增长趋势分析的权威资料或数据。 术语量低于日本、高于美国，