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1、七层共挤吹塑包装薄膜制造技术：浅析PAPVDC共挤出吹塑复合薄膜加工技术甥科包装2CO1年第11卷第2期七层共挤吹塑包装薄膜制造技术浅析PAPVDC共挤出吹塑复合薄膜加工技术高学文(嘉台(苏州)实业有限公司)一,项目开发的市场背景我们研究开发共挤复合薄膜的目的就在于用最简单的加工方法使各种树脂的个性通过组合,在其最终产品上以最经济,最合理,最充分.最廉价的形式体现井满足市场及消费者的需求:共挤出多层复合薄膜的发展离不开设备(特别是多层摸头),原料以及加工艺的紧密配合和互动.只有当加工设备,加工原料,加工工艺三者的技术通过配合达到最高境界时才能获得最理想的作品.目前,市售的高阻隔多层复合薄膜多以
2、PA和EVOH与PE,EVA,s1】rJvn等树脂组合共挤功能性薄膜而风靡包装市场.特别是EvOH以它优异的加工性,突出的阻氧性成为共挤出吹塑薄膜的首位阻隔材料.取代了许多以干式复台为主体的包装市场,共挤出多层复合膜薄更因其无残留溶剂的污染而受以市场的青睐:但随着市场包装功能的增加,以及环保要求的13益提高,多层复台薄膜的厚度13趋超薄化,功能更趋综合性.使EVOH因其致命的耐水性,耐环境性以及居高不下的价格令整个包装市场对共挤出多层高阻隔薄膜望而生畏,特别在许多发展中国家更因为价格偏高而得不到迅速发展.市场期待更合理的或者说可以替代的产品出现.这也就是我们今天面临的课题和挑战共挤出吹塑PAP
3、VDC复合薄膜的商品化生产.二,工艺技术1.原材料众所周知,以食品而言,高阻隔薄膜通常以阻氧,阻水,保香为目标,其中阻氧性对许多产品是至关重要的,而保香则对某些产品是提高其附加值的标志.但阻水性却对所有的食品都是不可缺少的.在注重成本的今天,要同时兼具多项功能,除了增加成本以外只能考虑重新选择阻隔材料.PVDC就是这种同时对氧气和水气具有高阻隔性能的唯一原料.它顺应了市场的需求:从表1,表2和表3的三组数据中,可以清晰地看到:在室温时,PVDC的氧气阻隔性是EVOH的j倍;PvDC的水气阻隔性是PP的5倍;PVDC的保香性是EVOH的47倍.2001年第11卷第2期塑料包装19表l各种阻隔性树
4、脂的氧气阻隔性树脂氧气透过率备注PET1.89l尼龙6473尼龙66788EV0H一3870l()0%RHEV0H3828065%RHPP59.1(OlJI)PEl65.480HDPE59,l00PVI)C树脂32lvdc/maJ表2各种树脂的水汽阻隔性材料水汽透过率备注PA63940PA662364PET709U)PE394HDPEII8PP99Px,q)c树脂20fvdc/nm)Itm/mday38Cf99%RH)表3各种薄膜的气味阻隔性透气性薄膜备注(MZE)25一d柠檬气味SaranMAl00透过率(干燥)EV0H4700PPl01.8HDPE1,700,0002.模具及生产工艺PVD
5、C是一种具有腐蚀性并且极易降解的树脂,模具通常采用耐腐蚀的高镍合金等特殊材料制成,加工过程中对温度的控制要求十分苛刻,并且经常被迫中途停机进行清理:在一些直径较小的模具内,PVDC滞留时间较短,降解相对容易解决,通常可以采用特殊的材料来完成清洗,即使打开模具进行清洗也比较容易.但若采用直径大一些的模具生产阻隔薄膜的时候,降解的问题就十分棘手.因为在直径大的模具内,PVDC滞留时间必然会延长,其降解过程也就相应延长=若仍采用传统的方法,依靠连续停机和不断清洗,那么应该说在工艺上是不成熟的,尚无商业价值的.最近,以加拿大的BRAMPTON和MACRO公司为代表的新型PI)C多层吹塑共挤模具通过实验
6、室实验,并经新闻发布确认采用新型的模具生产PAPVDC多层吹塑共挤模具连续稳定生产已达72小时,而PCDC多层吹塑共挤模具连续稳定生产推算已达6o天:其模具设计的关键在于他们在传统模具中分别采用了隔热技术和包裹技术.基本原理就是通过模具设计使模具具有熔体停留时间短,熔融表明积小及各层之间的有效隔热等基本特点,同时采用包裹技术,使热敏且具有腐蚀性的PVDC熔体通过在进入模具前一个特制的进料块中采用EVA进行包裹,以防治PVDC熔体直接触模具表面,从而维持树脂的热稳定性,进而可延长连续加工的时间,相应也延长了模具的寿命.蝮料包装2001年第11卷第2期1.)包裹技术自从在T型共挤摸具中采用了包裹技
7、术.利用包裹使PVDC在进入模具之前,熔融的PVDC被一层EVA所包裹,从而阻止了PVDC与模具表面的直接接触并保持了它的热度,使得PVDC滞留时间减短,并使降解控制到最低程度.包裹的好处不仅仅局限于象P,OC这样的易腐蚀和降解的材料,也同样应用在清洗类似PA这类树脂的难题中.包裹技术虽然早已应用于T型模具并能顺利地生产含PVDC阻隔层的共挤出薄膜,但迄今为止,在吹塑薄膜模具中一直未获成功.如何使最初包裹的PVDC熔融料进入模具,并充满模具的四周,在整个发展程序中是最具挑战的部分:因为必须通过不断改变它在流道中不同顺序的几何形式的变化来实现最终预期的目标:2.)隔热技术PA与Pq3c共挤于同一
8、结构之中的技术难度在于PA的加工温度远远高于Pq3c的加工温度.极易降解共存于同一摸具中的热敏性树脂PVDC.依据牌号不同,PA的加工温度范围介于200250之间,较PVDC高709o.在一个典型的共挤模具中,加热于PA层的热量必然会传导到模具的其他部分,包括Pq3c层,并导致它降解:目前隔热的方法有两种,其一是在一个标准的共挤模具上通过增加一层(PA层)模具,利用空气槽使其与模具的其他部分隔热.这种方法既简单又有效,不需要复杂的附加系统.在熔融料挤出口模之前,PA层仅需与其他层接触l/2英寸(约13mnJ的距离,从而防止了PVDC在模具内的降解.其二采用层叠式组合模具,利用空气或油隔热使PV
9、DC层与模具的其他层隔热:这种方法既可靠又有效,且清理和更换模具更灵活更方便.运用此种技术生产的一个典型的产品结构为:PA/Tie/EVA/Pv3)C/EVA/LLDPE.最近市售的一台20英寸(508mn)七层共挤吹塑模具,就同时应用了包裹技术和隔热技术.是一台既能生产PAEVOH阻惰薄膜,又能生产PAPVDC阻隔薄膜的新型模具:这套系统共有八台挤出机(七台为一个整体七层模具,一台为包裹层进料所用).目前已可以实现生产PVDC共挤阻隔薄膜D达九层结构(七层模具加二层EVA包裹).三,成本由于PVDC同时兼具多种阻隔性能,所以采用Pq3c作为阻隔材料组台设计多层共挤薄膜结构,较同等结构的EVO
10、H高阻隔多层共挤薄膜性能更优且成本有明显的下降.参见表4.四,结论总之,通过模具独特有效的设计是可以很好地解决PAPVDC共挤的工业化生产的稳定性的.采用包裹技术及隔热技术能为您提供足够的薄膜的生产运作时间,而使Pq3c不降解.新模具的创新设计使客户有机会获得在低温及高湿度条件下使用的共挤出高阻隔薄膜,而生产商可以以低成本生产客户需要的高2001年第11卷第2期塑料包装21表4不同使用环境下的薄膜阻隔情况室温加工肉ORTmWV1薄摸薄膜结构(g/巾女(CC/mfCC/tn-.k-成本dday)d)ylon19mrie7mEVOH76,O-m622.8140【00Tie19,o-mSurlvn2
11、2.9fZmNylon19V-mTie7.6rraSaran4.0,O-m45093783Tie23,0-mSurl-n23V-m(上接第17页)据本地区的实际情况,认真分析国内外市场需求和供给条件的变化,从实际出发,量力而行,选择录内有可能形成本地区比较优势的领域发展,避免盲目重复建设在当前国家重点鼓励发展的产业,产品和技术目录中,部分与塑料加工工业有关的产业,产品和技术如下:水利工程用土工合成材料开发制造高效输配水,节水灌溉技术及设备制造易回收,可降解农膜生产工程塑料技通用塑料的高性能化生产新型膜材料生产无机纳米材料生产大型合成树脂及台成树脂新工艺,新产品制造大型合成橡胶和橡塑性弹性体先进
12、工艺,新产品制造-一大型合成纤维单体及聚合物制造工程塑料及新型塑料台金生产乙烯氧氯化法制聚氯乙烯阻隔性能的PVDC以及尼龙组合的共挤吹塑薄膜.但是如何科学地运用原料,设计合理的产品结构以及加工艺的紧密配合则是摆在我们每一个多功能塑料薄膜成型加工工作者面前的具有挑战性的课题.只有当加工设备,加工原料,加工艺三者的技术通过配合达到最高境界时才能在其最终产品上以最经济,最合理,最充分,最廉价的形式体现并满足市场及消费者的需求.土工合成材料原料生产新型墙体材料,新型保温材料,新型防水材料及新型建筑密封材料生产一利废建材生产优质塑料复合门窗及年产万吨以上塑料管生产线2o吨/对及以上树脂砂铸造设备设备制造城市垃圾处理技术开发及设备制造废旧塑料回收利用技术设备制造非金属制品模具设备,加工,制造农用塑料节水器材制造新型复合材料制造单系列日产4OO吨及以上聚酯生产高技术的轻工,纺织机械及关键技术和零部件制造住宅高性能外围护结构材料与部件制造墙体吸收噪声技术与材料开发生产及环境整治工程废弃物综合利用消耗臭氧层替代物开发农膜回收及无害分解技术开发
