阻透性塑料包装制品薄膜的生产工艺发展

来源：塑胶五金网发布时间：2008-01-02 14:23:02点击率：

　　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，目前使用的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。

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覆一层粘接剂，经过干燥烘道烘干发粘后，再在复合辊上压贴复合。这是目前国内常用的一种复合膜生产方法。干式复合的特点是适应面广，选择好适当的粘接剂，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，另外由于粘接剂的使用，因此有溶剂的残留和环境污染问题存在。

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℃ ～ 240 ℃ ，分解温度200℃ ，要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。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PP薄膜上涂覆一层PVA。由于PVA的耐水性较差，可以采用在PVA溶液中添加交联剂的方法以提高其耐水性，同时也提高了PVA 与PE、PP的附着力，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P LDPE更好，成本也比较低。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、BOPP、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。

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，比如上种典型的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，减薄了膜的厚度。外层用粘接剂复合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，大产量达1000kg／h。在满足功能需要的条件下，超薄型薄膜节约了资源，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精确。目前国内也开发了5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型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年代中期引进了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。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。

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的阻隔性能。典型的蒸镀复合是真空镀铝技术。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，作为基材的塑料可以是PE、PP、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／m h，透氧<0 1cm。／m 24h，其阻透性能不受湿度的影响。镀铝膜的保香性好，具有金属光泽，装饰美观，但不透明，包装内容物不直观，耐曲揉性差，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，的技术之一是采用在塑料薄膜上镀氧化硅(SiOx)，其中SIOx是Si，o 与Si o 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～ 0．061 u m，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SIOx外，还有MgO、TiO 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Nan℃ol把纳米级的改性硅酸盐粘土分散在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。

趋势与建议

综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，无论是阻透性原料树脂，还是阻透性薄膜的生产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，积极引导国内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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