多層共擠阻隔膜的概念

 

      多層共擠阻隔膜是指使用多臺擠出機，分別將具有較高阻隔性能的樹脂和其他樹脂的熔體，通過一個共用模頭擠出而制得的一種功能性復合膜 。

 

      首先，多層共擠阻隔膜是一種塑料薄膜。在塑料制品領域，我們通常將厚度為0．2 mm 以下的平面狀塑料制品稱作塑料薄膜，將厚度在0.2～0.7mm之間的稱為塑料片材，而厚度大于0．7mm 的稱為板材。

 

       膜材料都有哪些？

 

      多層共擠阻隔膜應當具有一定的氣體阻隔性能。這里的阻透性即指塑料制品(容器、薄膜)對小分子氣體及氣味的屏蔽能力。我們通常用氣體透過率來衡量塑料制品阻透性能的大小。PE、PP等通用塑料氣體透過率數值較大，即氣體的阻透性能較差，而PA、PVDC、EVOH等樹脂材料，氣體透過率數值比通用塑料低很多，阻透性能較好。因此，通常我們將至少含有PA、PVDC、EVOH中一種樹脂材料的多層共擠膜稱作為多層共擠阻隔膜。

 

      PE,PA,TIE,EVOH等樹脂的多層共擠出物，可用于奶制品、果醬,肉制品等的真空包裝。

 

      多層共擠薄膜的結構設計

 

      多層共擠薄膜的結構可分為兩大類，即對稱結構（A/B/A）和非對稱結構（A/B/C）。目前我國阻隔薄膜以5層、7層、8層、9層居多（國外部分公司做到10層、11層）。以5層共擠膜為例介紹相關結構。

 

      多層共擠阻隔膜的對稱結構層由三種類型的功能層組成：阻隔層、粘接層以及支撐層。

 

      阻隔層：阻隔層其阻氧、阻濕、防止油滲漏透等作用，通過阻隔層材料及厚度的控制，調節薄膜材料的阻隔性能，適用不同的包裝需要（市場常用的阻隔材料包括PA、EVOH、PVDC等）。各種阻隔材料可以單獨適用，形成高阻隔、中阻隔系列包裝薄膜，而PA和EVOH組合使用形成的三明治結構，具備高阻隔性能。

 

      支撐層：一般對稱結構材料有兩個支撐層，內層用于熱封、稱熱封層，外層直接作為包裝薄膜的外層或者用于印刷成為印刷層。支撐層需要又良好的機械強度、熱封性能、阻水汽和透明性和印刷性，這一層常用材料為LDPE或LDPE/LLDPE共混材料組合較多。

 

      粘結層：粘結層的作用使粘合阻隔層和支撐層，以保證層間剝離力，粘合層材料及厚度的選擇一般根據支撐層和阻隔層的材料以及需要達到的粘合強度來決定粘合層所使用的粘結劑材料。

 

      加工工藝有幾種？

 

      多層共擠阻隔膜的分類可按加工工藝的不同大致分為四類，分別是流延共擠出阻隔膜、上吹共擠出阻隔膜、水冷下吹共擠出阻隔膜和雙向拉伸共擠出阻隔膜。

 

      流延共擠出阻隔膜是用流延法生產的多層其擠阻隔膜。流延法是目前生產多層共擠阻隔膜的成熟工藝中產量最大的方法，通常幅寬為1．6 m 的流延設備， 日產能可達20噸左右。且流延共擠出阻隔膜的透明度較高，薄膜厚度非常均勻，通常偏差可控制在3％ 左右，適用于要求較高的食品包裝。

 

      上吹共擠出阻隔膜是采用上吹工藝生產的多層共擠阻隔膜。上吹法生產多層共擠阻隔膜產能最低，通常幅寬為1．6 m 的上吹生產線， 日產能不到5噸。

 

      但上吹法操作簡便，設備投資小，是生產多層共擠阻隔膜最普遍的工藝方式。另外，上吹法正因產量較低，在一些特殊小量包裝材料的加工上，具有更加靈活的優勢。

 

      水冷下吹共擠出阻隔膜是采用下吹工藝，經過水冷卻生產的多層共擠阻隔膜。水冷下吹法生產多層共擠阻隔膜產能適中， 通常幅寬為1．6m 的下吹水冷生產線，日產能近8噸。且通過下吹法生產多層共擠阻隔膜，熔體可通過冷卻水快速結晶，而使得薄膜的透明度非常高，拉伸率較大，因此在肉食品包裝領域非常受歡迎。但流延下吹水冷法因薄膜需克服向下重力的影響等特殊原因，薄膜制品厚度均勻性較差，通常為5％ 左右。

 

      雙拉共擠出阻隔膜是利用雙向拉伸共擠出的方法生產的多層共擠阻隔膜。該種工藝目前在世界范圍應用較少．且世界上僅極少數的工廠可生產雙向拉伸共擠出阻隔膜生產線。但該種工藝產能較大，且生產的阻隔膜厚度非常均勻、透明度極佳，另外相同厚度的該種薄膜拉伸強度遠大于其它三種工藝生產的薄膜，性能極佳。當然該種工藝生產線的投資也不菲，通常一條線的投資就在億元以上。

 

      發展趨勢

 

      1、層數逐漸增多。

 

      多層其擠阻隔膜真正在國內發展起來是在2000年以后。2000年以后國內開始出現了七層上吹生產線，六層、八層下吹生產線和十一層流延生產線。而多層共擠阻隔膜生產設備發展至今，國內已經開始出現九層上吹和十層下吹，而加工技術更先進的歐洲國家，已經出現了層數更多的十三層共擠。

 

      在多層共擠阻隔膜的生產中，共擠出設備層數越多可以帶來諸多好處，歸納起來主要有三點。

 

      一是層數越多，設備產能越大，單耗越低；

 

      二是層數越多，每層的平均厚度就可以做得越薄，在昂貴材料減薄上有更大的優勢；

 

      三是層數越多，層間結構調整越靈活，能夠適用的配方就越豐富，做出的產品范圍就更廣。

 

      2、生產規模逐漸增大。

 

      國內多層共擠阻隔膜的生產規模往往都較小。目前，隨著國內多層共擠阻隔膜應用市場的成熟，國內多層共擠阻隔膜也將迎來大規模的發展。有工廠率先引進十一層三泡法生產線和雙向拉伸生產線，僅一條線年產能就接近1萬噸，產能大幅提高。當前，無論從應用市場的成熟度，還是從生產成本控制的角度， 國內多層其擠阻隔膜都將逐漸向規?；l展。

 

      ●參考文獻：姚海濱.綠色功能型軟包裝材料—— 多層共擠阻隔膜概述[J].綠色包裝,2016(1):81-83.