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阻透性塑料包装薄膜生产新工艺

点击次数:276 发布时间:2021/7/28

  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,目前使用得蕞为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粘后,再在复合辊上压贴复合这是目前国内蕞常用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使用的大问题在于其安全卫生性。

(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。

(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加的阻隔性能。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,镀铝膜是佳的选择,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,蕞(分隔符)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、非常好的印刷性,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。

 

 

 

 

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