防磁型功能包装发展趋势

防磁型功能包装发展趋势

日前，中国消费者协会发布了防止电磁辐射污染的消费警示，现代电器时代的人类健康安全问题再一次引起我们的关注。本文从包装角度评述了防电磁辐射功能包装的发展动向。

无论是经典的包装教科书，还是现代的包装技术大全，大都把包装的作用归纳为三大功能，即保护产品、方便贮运、促进销售，包装是实现商品价值和使用价值的重要手段之一。在生产过程中，包装是最后一道重要的工序；在流通过程中，包装对商品的保护、美化、宣传、贮藏、运输、销售、使用等各个环节都起着十分重要的作用；在国际市场上，包装从经济、技术、科学、文化等方面反映了一个国家的发达程度，关系到国家产品的声誉。

为了实现包装功能，就要采用合理的包装材料和一定的包装技术。在流通过程中，物品会受到各种外来的影响和损害，如运输过程中的震动、冲击、碰撞，贮运过程中的温湿度、放射线、电磁场、微生物等影响。因而采用合理的包装材料就应具有相应的保护功能。一般而言，目前包装界将常用的功能包装材料分为如下八类。

一是阻隔性包装材料，包括气体阻隔型、潮气阻隔型（水蒸气）、香味阻隔型（保香型）和光阻隔型。二是耐热性包装材料，主要是微波炉加热型。三是选择渗透性包装材料，它是对某些气氛有阻挡性能同时对另一些气氛则有透过性的高级包装材料。四是保鲜性包装材料，它既有缓熟保鲜功能，又有抑菌防菌之能力。五是导电性包装材料，由于添加物的不同而制成不同导电性能的材料，或防静电，或用于防止电磁干扰等。六是分解性包装材料，有生物分解型、光分解型、热分解型等几类。七是其它功能性包装材料，诸如可食性包装材料、防锈蚀包装材料、智能型包装材料等等。

1．功能包装材料概况

功能包装材料仅仅是功能材料大家族中的一员。为了全面地了解功能包装材料，我们先来看看功能材料的轮廓是很有必要的。

所谓功能材料，就是具有能传递、转换或贮存物质、能量和信息的特种材料及其复合材料的总汇。这类材料的功能性来源大体上有两种途径：一种是材料本身就带有的特殊功能，称为结构型功能材料；另一种是以普通材料为基体，在其中加入具有特定功能作用的另一种材料，称为复合型控制产品质量和研究磨擦磨损机理的1个重要指标功能材料。

功能材料大多属于高新技术研究开发的新材料，其特殊功能往往涉及多种学科，研制难度较大，开发周期较长。功能材料有明显的特点和优点，一般具有重量轻、易加工、有特殊功能或特定用途、专用性强、附加价值大，经济效益高等特点。这些特点在功能性包装材料中也明显地体现出来。

现代功能材料种类繁多，而且发展十分迅速，因而功能材料的分类也较为繁杂。本文按照材料功能的归属加以分类，对于多功能材料和多功能包装材料，将按其主要功能的归属予以划分。现将与包装有关的功能材料分类介绍如下。

（1）电功能材料

电功能材料主要有导电功能材料、光电功能材料、热电功能材料、蓄电功能材料、介电功能材料等等。其中，具有导电、半导、超导的电功能材料发展尤为迅速，如结构型导电聚合物、复合型导电塑料等在防静电包装、电磁屏蔽包装中也有一定的应用。

（2）光功能材料

此类材料主要有光导功能材料、偏光功能材料、光化反应材料、光色功能材料等等。其中，光化反应材料、光色功能材料等也在包装领域中有了一定的应用，如光降解塑料之类即是用例。

（3）化学功能材料

这一类材料指化学反应性功能材料、催化功能材料、吸附功能材料、解吸功能材料等等。其中的高吸水性树脂可吸水为自重的500倍以上，已在食品包装领域得到了良好的应用，并受到好评。

（4）热功能材料

热功能材料包括热光功能材料、热敏功能材料、热变形功能材料、绝热功能材料、耐热功能材料等等。其中，热敏变色材料、热致发光材料也在防伪包装中初露锋芒，阻燃包装材料也受到包装界的青睐。

（5）磁功能材料

磁功能材料主要有导磁功能材料、磁滞功能材料、磁性流体功能材料等几类。其中，磁滞封合材料用于包装封合技术，可以大大提高软包装袋的封合强度，而磁性油墨用于防伪包装，深受厂家好评。

（6）机械功能材料

这类功能材料主要包括传

质功能材料、力电转换功能材料等。前者中的分离膜，具有选择性地透过某种物质而阻止其他物质透过的功能，可望在包装工业中特别是食品包装工业中占有一席之地。

（7）生物功能材料

生物功能材料主要是指仿生功能材料、生物工程材料、药物功能材料、人体功能材料等等。其中，生物降解塑料在包装工程领域也刮起了一股应用风浪，微生物塑料的研产品利润率较低究成功为包装界注入了活力。

（8）摩擦功能材料

这类功能材料包括减阻功能材料、增阻功能材料（防滑功能）、润滑功能材料等几类材料。其中，减阻功能材料、防滑功能材料也成为包装科研人员追踪的目标之一，并且在包装材料、包装容器的生产中也有一定的应用。

（9）粘合功能材料

这一类功能材料主要有胶粘

功能材料、密封功能材料，它们在包装领域应用的时间较长，应用面也比较广，已是包装科技人员比较熟悉的一种包装用辅助材料。

（10）记忆功能材料

记忆功能材料主要有形状记忆功能材料，其特点是变形后能够记住原来的形态，只需将材料放在合适的温度场中，就能够完全恢复原来的形状，而且只要高分子链不被破坏，这种形变与回复就能长期反复地进行下去。热收缩包装就是该类材料在包装中的典型用例。

根据文献资料情况来看，目前功能包装材料的评价标准与管理方面仍比较混乱，这主要表现在几个方面：名词术语不统一，规格标准不一，检验测试方法不一。可以说，目前没有一个统一通行的国际标准，各个国家各自为政制订和执行自己的标准，这无疑给材料的评价和管理带来了一定的困难。

有鉴于此，功能包装材料的标准化是一项当务之急，建议参照采用国际上使用较为广泛的标准执行。这对于功能包装材料门类和系列的研究发展是有益的。

2．防电磁功能包装

1894年，伟大的物理学家C A 波波夫发明了无线电，并创立了电磁波传播理论。电磁波在服务于人类的同时，也带来了各种不良的影响，科学家们很快就注意到了这点。1934年，管理电磁波的国际组织CISPR成立。1952年，联邦德国率先制定了电磁波干扰（EMI）管制法规VDE。1976年，美国制定了FCC法规并被许多国家等效采用。继FCC法规之后，英国、加拿大、日本等一些国家先后制定了自己的相关法规或标准。

从上看出，EM I的严重性和加强管制的必要性。近10年来，我国的电磁波源增加很快，北京等大城市的年增长率在20％以上。这引起了有关环境专家和政府管员的重视，我国的电磁屏蔽包装材料亦才开始起步。

在世界范围内，EMI屏蔽材料在近几十年内得到迅速的发展。EMI屏蔽材料主要有以下几类：（1）金属箔材；（2）表面导电型屏蔽材料；（3）填充型屏蔽材料；（4）屏蔽涂料等。

3．1金属箔

防止电磁波干扰，金属箔的应用最早最广。常用的箔材有铜箔、铝箔、镍箔、铁箔、不锈钢箔等。电解铁箔是其新品种之一，它经电解高速卷绕制成，其厚度很薄，不到20μm，由于经过镀锌、铬酸盐钝化处理，外观美、导磁导电性能优异，容易与其他材料复合，是一种优良的包装材料。

金属箔材往往与其他材料复合后使用。新颖的铁—塑、铁—纸、铁—瓦楞纸等就是电解铁箔与其他材料的复合新材料。铁箔复合材料除了具有优良的电磁屏蔽性能之外，还具有机械强度高、阻燃性好、保形性好、磁屏蔽性好等优点，已用于电磁敏感产品的包装。

3．2表面导体型屏蔽材料

题述材料是将金属涂镀在高分子绝缘材料表面，获得极薄的导磁导电金属膜层，从而起到阻挡屏蔽电磁波，达到防止电磁干扰的目的。

（1）电镀型材料

通常采用化学镀、电镀的方法，将金属Ni或Cu／Ni等镀覆到材料的表面，金属膜层厚度一般为50μm左右。这样制得的材料导磁导电性好，结合力牢固，具有较好的EMI屏蔽效果。目前国外采用共混工艺使ABS塑料与其他工程塑料形成塑料合金，以使某些难于电镀的塑料获得可电镀性，从而拓展了这类材料的发展方向。

（2）热喷涂型材料

此型材料的喷涂方法有电弧喷涂、火焰喷涂等，所喷用的金属有锌、铝、铜、低炭钢、低铬钢、镍、锡、铝、青铜等。最常用的是电弧喷涂锌层，锌经电弧高温熔化，用高速气流将熔化的锌以粉末状吹涂到材料表面，厚度可达80—100μm，电磁屏蔽效果可达70dB。

3．3填充型屏蔽材料

此型材料是用导电填料与热塑性树脂混炼造粒制作并通过注射成型而制成产品。其填料常用导电性好的粉片状或纤维状的铝、铜、铁、不锈钢，或者用金属化的炭纤维、玻璃纤维和云母片等。目前新华社专访国家市场监督管理总局局长美国、英国日本等国开发了填充型屏蔽材料。

（1）铝片填充型材料

美国研制一种铝片与聚碳酸酯／ABS树脂混合料。现在生产的有ME—2540、ME—6540两种型号。前者是通用型，在1—960MHz频率范围内屏蔽效果为65—54dB；后者的屏蔽效果为50—45dB，属耐燃型，达V—0级。

（2）铁纤维填充型材料

日本推出一种铁纤维与尼龙6、聚丙烯、聚碳酸酯等树脂混合而制成的屏蔽塑料。其中FE—125、FE—125MC、FE—125HP三个品种的铁纤维填充率为20—27V％，其屏蔽效果可达60—80dB。

（3）不锈钢纤维填充型材料

此型材料有良好的屏蔽效果，不锈钢纤维直径大约7μm，填充率为6wt％时屏蔽效果可达40dB，且随填充率的增加SE也增加，但其价格较为昂贵。美国Brunswick公司大量生产这种不锈钢纤维及