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典型的阻透性塑料包装薄膜生产新工艺

2020年08月28日 15:02   来源: 广州标际包装设备有限公司   
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艾卡(广州)仪器设备有限公司(德国IKA/艾卡)

阻透性塑料包装薄膜

我们知道由于材料自身特性的局限性或价格的因素,一般阻透性材料都不单独使用,为了满足不同商品对阻透性的要求,软塑包装已经由原来的单层薄膜的生产,向多品种、多功能层次的复合包装膜发展,广州标际包装设备有限公司认为目前使用得普遍的阻透性塑料包装薄膜的复合技术有4种:干式复合法、涂布复合法、共挤出复合法和蒸镀复合法。

(1)干式复合法

干式复合法是以各种片材或膜材作基材,用凹版辊在基材表面涂布一层黏合剂,经过干燥烘道烘干发黏后,再在复合辊上压贴复合这是目前国内的种复合膜生产方法,干式复合的特点是适应面广,选择好适当的粘合剂,任何片材或膜材都可以复合,如PE膜、PP膜、PET膜、PA膜等,而且复合强度高,复合速度快。但在这几种方法中,干式复合成本最大,另外由于黏合剂用量一般在2。5%5%(干固量),因此有溶剂的残留和环境污染问题存在。

(2)涂布复合法

涂布复合法的工艺比较简单,对于较难单独加工成膜的阻隔性树脂,如PVA、PVDC等均可以采用涂布复合.PVA的熔融温度为220-20℃,分解温度200加工成薄膜需要添加增塑剂和稳定剂,以提高热分解温度,降低熔融温度,生产PVA系聚合物薄膜的设备和技术都很昂贵,国内声称已经开发了PVA的制膜技术,并且已开始规模化生产。同样的原因,PVDC也难以单独成膜。所以,目前对于PVA和PVDC的使用较为成熟的技术是涂布工艺,PVA是水溶性的,在实际使用中采用水和乙醇的混合物作溶剂,在PE或P薄膜上涂布4~6gm的厚度PVA,由于PVA的耐水性较差,可以采用在PVA溶液中添加交联剂以提高其耐水性,同时也提高了PVA与PE、PP的附着力,可省去底涂,为了制袋方便,涂布PVA的PE或PP膜可以与其他膜进行干式复合,形成涂布PVA/PE(或PP)/LDPE结构的复合薄膜,这种膜的阻透性能好,抽真空效果比PA/LDPE还要好,成本比较低。用于涂布的PVDC是偏氯乙烯与丙烯酸酯单体进行乳液聚合的共聚物,加上适当的溶剂和添加剂后,涂覆于玻璃纸、BOP、尼龙和聚酯上面,使之具有良好的阻湿、阻气性能和热封性能,PVDC使用的最大问题在于其安全卫生性。

典型的阻透性塑料包装薄膜生产新工艺

常见阻透性塑料包装薄膜应用

(3)共挤复合法

共挤出复合法是利用多台挤出机,通过一个多流道的复合机头,生产多层结构的复合薄膜的技术。这种方法对设备特别是机头设计和工艺控制的要求高,近年来随着机械加工和制造技术的成熟,共挤出复合法得到较快发展,从最早的2层到现在的9层复合膜都可以生产,根据功能的需要,可选择不同的材料,比如一种典型的7层复合膜,其芯层是EVOH,夹在2层尼龙膜之间,提高了阻隔性能,減少了膜的厚度,外层用黏合剂复合PE或EVA作热封层,这样确保了包装的需要,又降低了成本。据有关调查表明,发达国家的共挤包装薄膜占整个软塑包装材料的40%,而我国仅占6%,因此多层共挤技术在我国将有很大的应用空间,随着薄膜表面印刷油墨的开发和表面印刷技术的提高,预计共挤出复合技术将得到更大的发展。从工艺上来说,共挤出复合包括共挤吹膜和共挤流延2种方法。

据W&H公司介绍,用于生产多层(3层、5层、7层)阻隔复合薄膜的吹膜生产线,最大产量达100kg/h;厚度可控制在7~251mm,在满足功能需要的条件下?超型节约了资源,减少了包装废弃物,符合环保要求:由于采用了新的技术,气泡更加稳定,对薄膜厚度偏差的控制更加。目前国内也开发了层共挤出阻隔性薄膜吹塑设备,但其产品一般适用于低端市场的需要。共挤出复合法的另一种工艺是共挤出流延,流延薄膜是聚合物熔体通过T形平缝模头,在冷却辊上骤冷而生产的一种无拉伸平挤薄膜。我国流延薄膜的生产始于20世纪80年代从日本和德国引进的单层流延生产线,到90年代中期引进的3层或5层的共挤流延设备,国外已出现7层和9层的薄膜结构的生产线。目前国内有流延薄膜生产线近50条,年总产能达16。5t左右,近年来,由于多层共挤吹膜的发展迅猛,冲击了流延薄膜的部分市场,因此其需求相对疲软。但是随着新材料的开发和新设备的使用,提高了生产效率,增加了产品的类型,新的应用领域不断拓宽,流延膜的制造正在进入新一轮投资热潮。

典型的阻透性塑料包装薄膜生产新工艺

阻透性塑料包装薄膜应用

(4)蒸镀复合法

蒸镀复合法是以有机塑料薄膜为基材与无机材料复合的技术,致密的无机层能赋予材料绝佳的阻隔性能。最典型、常见的蒸镀复合式真空镀铝技术,在高真空条件下,通过高温将铝线熔化蒸发,铝蒸气沉淀集聚在塑料薄膜表面,形成一层厚约35~40nm的阻透层,作为基材的塑料薄膜可以是PE、P、PET、PA、PVC等,真空镀铝膜具有优良的阻透性能,在不要求透明包装的情况下,镀铝膜是的选择,尽管镀铝层很薄,但是其阻透性能达到透湿<0。1g/(m2?24h),透氧<0。1cm2/(m2?24h),其阻透性能不受湿度的影响:镀铝膜的保鲜性好,具有金光泽,装饰美观,但不透明,包装内容物不直观;耐曲挠性差,揉折后易产生针孔或裂痕,从而影响阻透性。为了改善镀铝膜的不足,新的技术之一是采用在塑料膜上镀氧化硅(SiOx),其中SiOx是Si2O3与SiO4的混合物,工艺上可采用物理沉积法和化学沉积法,镀氧化硅膜的无机层致密,厚度仅0。05~0。06pm,阻透性优于一般共挤出膜和PVDC涂覆膜,除此之外,还具有很好的透明性、耐揉曲性、耐酸碱性、极好的印刷性,适应在微波炉中使用,燃烧处理的残渣很少。可以用于蒸镀的原料除SiO外,还有A2O3、MgO、TiO2等。

在阻透性塑料包装新材料的研究方面,纳米技术也发挥了其独特的作用,德国Bayer和美国 Nanocor把纳米级的改性硅酸盐黏土分散在PA基体中制成了阻透性良好的薄膜材料;日本纳米材料公司采用微晶涂层工艺,把纳米硅灰石和二氧化硅涂于BOPP、PET和PA薄膜表面,开发出了性能优良的高阻透性薄膜。

纵观阻透性材料的开发及其包装薄膜生产工艺技术的发展状况,笔者认为有点应该引起我国相关部门的重视,无论是阻透性原料树脂,还是阻透性薄膜的生设备和相关工艺技术,国内科研院所和企业的自主开发能力缺乏,严重依赖进口,国内绝大多数企业实际上还停留在来料加工的初级阶段,包装行业技术整体落后的局面依然没有缓解,随着产品的分类细化和生产设备的专业化,国内外技术的实质性差距在继续扩大,从原料、设备和工艺技术等都将受制于国外公司,国家行业发展规划机构应当出台相关法规,积极引导国企业在引进设备和技术的基础上认真消化吸收,提高自主创新的能力。

另外,广州标际包装设备有限公司专业从事包装检测仪器及其软件的研发、生产、销售、服务,主要产品有透湿仪、透气仪、透氧仪、颗粒物过滤机、细菌过滤效率机、封管机、气调保鲜箱、拉力机、热封仪、密封仪等包装检测仪器。已经40多个国家地区超过10000家企事业单位提供了具有竞争力的实验室建设方案。服务遍布国家质检药检机构、科研院校、包装、印刷、食品、医药、日化、化工、新能源、新材料等领域。


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