高阻隔性复合薄膜的复合工艺

高阻隔性复合薄膜的复合工艺
为了提高塑料的阻隔性能，近年来，业界一方面在研究开发新型高阻隔性塑料，另一方面则是对现有的塑料包装材料进行改性。

由于多层复合、共混、表面镀覆、表面涂布和拉伸取向等阻隔技术的迅速推广，使塑料包装材料的阻隔性能得到了很大的提高。

其中，复合包装膜就是塑料包装中最有活力、发展最快的一类包装材料，代表着当今塑料包装材料的发展方向。

由于多层复合结构中的各组分均为连续相，可以通过湿式复合、干式复合、共挤出复合等方法进行生产加工。

1、多层干式复合
干式复合又称干法复合。

即在塑料薄膜上涂布一层溶剂型胶黏剂（分单组分热熔型胶黏剂和双组分反应型胶黏剂），经过复合机烘道使溶剂挥发而干燥，再在热压状态下与其他复合材料黏结，形成平滑的复合材料。

目前几乎所有的薄膜均可用干式复合进行生产加工。

复合薄膜综合了各层膜的优良性能，如防潮性、阻隔性、耐热性及热封性等，从而可满足各种商品的包装需要。

在干式复合生产工艺中，胶黏剂是影响复合薄膜质量的关键因素之一。

干式复合所使用的胶黏剂大都为溶剂型，如聚氨酯、改性聚酯、环氧树脂、聚醋酸乙烯酯和天然橡胶等胶黏剂。

其中聚氨酯型胶黏剂具有优良的综合性能，其弹性好，耐低温、耐煮沸，柔韧性、强度、耐老化性突出，在较宽的温度和湿度范围内长期应用不产生剥离，有良好的耐热性和耐化学介质性，对蒸煮、加热杀菌、热成型和热封合均有出色的耐受性，对各种材料又具有优良的粘接力，是复合薄膜生产所使用的主要胶种，且一般都采用双组分溶剂型胶黏剂。

选择胶黏剂要根据被包装物的性质（如冷冻还是蒸煮，食品还是非食品等条件）来决定。

在复合前，首先将胶黏剂溶液均匀地涂布于薄膜表面，然后送入热烘道除去溶剂，再经复合辊在一定温度和一定压力下与另一层薄膜复合。

目前，也流行分散型胶黏剂，如将改性聚烯烃在溶剂中的悬浮液对聚烯烃和铝箔等极性材料进行复合。

溶剂型和分散型胶黏剂的共同点是在涂布机中涂布时
为液体，涂布后必须消耗大量的能量以除去水分或溶剂，容易带来空气污染，且成本较高，因此，无溶剂胶黏剂是今后的发展趋势。

多层干式复合最早用于生产阻隔包装，是利用具有高阻隔性能材料与低廉的其他包装材料复合，该工艺可利用传统的阻隔材料——铝箔，除铝箔之外阻隔材料还可选择镀膜、涂膜或其他中高阻隔性薄膜（如PDVC膜、PA膜、EVOH膜）。

其结构常常是外层BOPP、BOPET，中阻隔层可为PA、PDVC、EVOH或铝箔，内热封层为CPP，若不需要耐高温也可用PE，相互之间用胶黏剂黏合。

干式复合膜的阻隔性能与用膜、胶黏剂有关。

复合的基膜表面必须清洁、干燥、平整、无灰尘、无油污，对非极性、表面致密光滑的聚烯烃材料还要事先进行电晕处理。

而铝箔作为复合基材，要求针孔要少，且针孔孔径尽可能小，在复合前还往往要清除铝箔加工中残留的油脂。

2、多层共挤复合
多层共挤复合与干式复合相比起步较晚，但其有节省原材料、原材料可多样化、适应环保要求、不用有毒胶黏剂等优点，而且阻透效果十分理想，并随着层数的增加效果越好，各层间聚合物结合良好。

目前复合层数已发展到十几层以上，在包装膜、中空容器上都有应用。

PVDC与PS、HIPS、PP等树脂的多层共挤出物，可用于奶制品、果酱等的真空包装； PVDC与PE、PVC的复合片材适用于崩解快、易潮解、易挥发药品的包装。

英国Bass公司和美国的Miller公司利用多层共挤出方法制得的PET/EVOH/PET包装材料用于啤酒的包装，其阻隔性能良好，啤酒的保质期可达到6~9个月。

共挤出复合工艺是采用两台或数台挤出机将各种不同功能的树脂分别熔融挤出，通过各自的流道在模头内或模头外汇合，再经吹胀、冷却复合在一起。

该工艺不仅大大简化了生产工序，而且用
料少，同时可降低原料消耗和生产成本；采用此工艺生产相同结构的复合包装材料比其他工艺可以节省30%的生产成本。

共挤复合是把两种以上的材料在熔融状态下在一个模头内复合熔接在一起，由于阻隔材料和热封材料相容性一般都很差，因此必须首先考虑选择好溶剂。

如在共挤复合尼龙-6同低密度聚乙烯
的复合膜时，用Bynel树脂，使用3台挤出机共用一个复合模头，便可挤出尼龙/Bynel/LDPE三层结构复合膜。

目前典型的复合膜结构为：主要受力层/阻隔层/热封层/可剥离层。

主要受力层为PS、HIPS、PP、PET等，阻隔层为EVOH、PA、PVDC等，热封层为HDPE、LDPE、LLDPE、CPP等，可剥离层为PP 等。

相邻层之间如树脂相容性差需加粘接层。

根据不同用途，用不同的材质制成不同结构的复合膜，常用的有以下几种：PET/PVDC/PE，OPP/PVDC/EVA，PVDC/PET/PE，EVOH/PVDC/EVA，PVC/PVDC/EVA，NY/EVA/PVDC/EVA等。

多层共挤出复合膜多采用ABCBA五层对称结构，以PA或EVOH为阻隔层，PE为热封层。

从其功
能组合上看，主要有阻隔、热封以及黏结3个功能。

通过不同聚合物的组合满足包装物质防氧、防湿的要求，通常由4种聚合物组成，但市场上也已出现了七层、九层、十一层甚至更多层的共挤出复合膜。

其中以PVDC类为中间阻隔层的共挤复合膜发展最快，产量最大，这是因为DCI的洗脱技术已研制成功并应用于新型喷雾干燥洗脱塔，从而能对产物污染进行有效的控制。

阻隔树脂要求有较好的加工性能，以适应共挤复合机头要求有良好流动性的需要。

流动性太差或几种树脂之间流动性相差太大，都会由于层流形成受到影响而降低复合膜的阻隔性能。

主要的结构有PE/胶黏剂/尼龙/EVOH/尼龙/PE，该结构对食品香味泄露率从5%降到1%。

其他结构还有HDPE （PP）/胶黏剂/EVOH/胶黏剂/HDPE（PP），PP/胶黏剂/PVDC/胶黏剂/HDPE等。

共挤复合膜中，各层的厚度靠调节挤出机转速来控制，由于挤出机速度控制并不十分精确，往往造成共挤复合膜的厚度也不好控制，需要较高的工人素质和较为精密的机器设备。

另外机头设计也十分关键，一般说来，按ABCBA五层及ABCDCBA七层结构设计的机头所成型的包装膜的阻隔性及复合强度最好，主要原因是对称结构的物料流动更易形成层流。

共挤复合的缺点是挤出机转速不同会产生料与料之间混淆，而且也只能表面印刷。

3、多层共挤流延
高阻隔性共挤流延薄膜是上世纪80年代末开发成功的塑料包装材料。

近年来，随着多层共挤流延膜的问世，其阻隔性、保香性、防潮性、耐油性、可蒸煮性和热封性能达到进一步提高，可广泛应用于肉类冷冻制品、蒸煮肉类食品、方便食品、水产品、水果和乳制品、食用油、酒类、酱油类等包装，大大延长商品的货架寿命。

高阻隔性多层共挤流延膜是以高阻隔材料为主要材料，配合其他复合材料和粘接树脂经一次挤出成型的，其原材料可分为3大类，即高阻隔材料、复合材料和黏结材料。

高阻隔材料的性能直接影响共挤流延膜的高阻隔性。

目前，常用的高阻隔材料包括PA、EVOH和PVDC三种，由于这些材料均是极性材料，吸湿力很强，而材料中的水分对生产影响很大，水分本身在加热过程中可产生降解作用，而含水分过高在熔融挤出时会产生气泡，使高阻隔材料形成断层，严重影响产品的质量，故对高阻隔材料的水分含量要求很高，一般不能超过0.06%。

因此，为防止原材料的吸湿，要求采用防潮的纸铝复合包装，并在运输过程中要确保包装的完好；有条件的厂家可安装干燥器，对购入的原材料实施干燥后再使用。

根据用途复合材料可采用蒸煮级CPP粒料、复合级CPP粒料、 LDPE、LLDPE、茂金属LLDPE，要求MI值在2~8范围，熔融挤出性能良好，热封性能良好。

黏结强度的大小直接影响共挤膜的质量。

因此，根据不同的高阻隔材料和复合材料而选用黏结力强的黏结树脂，其MI值在2~6之间。

在原材料质量保证的前提下，生产工艺是控制产品质量的关键，主要包括温度、生产线速度、厚度控制、分层分流控制、表面处理等。

高阻隔多层共挤流延膜从结构上可分两大类，即对称结构A/B/C/B/A和非对称结构C/B/A。

A为复合材料，B为黏结材料，C为高阻隔材料。

例如常用的对称结构有PE/Tie/PA/Tie/PE，
PP/Tie/PA/Tie/PP，PE/Tie/EVOH/Tie/PE，PE/Tie/PVDC/Tie/PE等；常用的非对称结构有
PA/Tie/PE，PA/Tie/PP，PA/EVOH/Tie/PE等。

由于高阻隔多层共挤流延膜是由几种材料共挤成型的，其集合了多种材料的优点，因而具有很好的使用性能，可广泛应用于各类食品包装。

但由于这种薄膜目前尚无法回收利用，相对增加了生产成本，因此，加快科技创新，优化工艺流程，已成为其规模化生产应用的必然选择。

4、复合薄膜有哪几种成型工艺？原理是什么？
复合薄膜的加工工艺有干法复合、湿法复合、共挤复合、挤出复合等。

有的复合膜依靠粘合剂将基材粘在一起，形成一个单一结构，粘合剂本身是溶剂型的或水基的，在“湿法”复合过程中，先将粘合剂涂到一个基材上，再和另一种基材粘在一起，然后将复合好的材料放在烘道中干燥，蒸发掉粘合剂中的溶剂完成复合工艺。

为使该工艺得以实施，基材之中必须有一层是多孔的，以便水或有机溶剂能挥发出来。

在“干法”复合的过程中，先把粘合剂涂布到单独的基材上，进入烘道进行干燥，然后把第二种基材与第一种基材复合。

在热熔复合工艺中，先对100％的固体热熔粘合剂加热，直到其熔化，再将其涂布到基材上，随着热熔粘合剂的冷却便把它们粘合在一起了。

在挤出复合中，熔化的聚合物在冷却以后在两个基材之间产生粘性。

在挤出复合过程中，聚乙烯等聚合物在挤出机中熔融，在热复合过程中，热量熔化了一个基材上的预先涂布
的热熔粘合剂层，随后同第二种基材粘在一起。

共挤出薄膜是由多层塑料薄膜组成的，采用平挤或吹胀工艺使用两种以上塑料树脂由一步法成型的，特点是薄膜的基材不易分开。

其制造方法是每一种树脂分别在独立的挤出机中熔融塑化，然后塑化的熔体通过共挤出机头，并使它们保持在均匀一致的各层中而不混合。

5、薄膜包装袋的品种有哪些？特点是什么？
薄膜包装袋大多用热封方法制得，也有使用粘接方法制造的。

按它们的几何形状，基本可以分为三大类：枕形袋、三边密封袋、四边密封袋；还可以按照袋子在无支撑情况下能否直立站起来分为两类：直立型袋和非直立型袋。

1.枕形袋枕形袋也有叫背封袋，形袋有后、上、下接缝(见图)，使得它们具有枕头的形状，许多小食品的袋子常用枕形袋来包装。

枕形袋的后接缝形成一个鱼鳍状的封装，在这种结构中，薄膜内层被放在一起封上，接缝从被封装好的袋子后面突出来。

另外一种封口形式就重叠封口，其中一边的内层与另外一边的外层粘接起来，形成一个平的封口。

由于“鱼鳍”形封口比较结实而且只要包装材料的内层是热封的就可以，所以使用广泛。

而“重叠”形封口相对不结实，并且要求袋的内外层都为热封材料，所以使用的不是很多。

图枕形袋和鳍状、叠式封装
2.三边封口袋三边封口袋有两个侧接缝和一个顶边接缝(见图a)。

袋的底边是由水平折叠薄膜而形成的，所有封口是薄膜内层材料粘接而成的。

这种袋可以有折边也可以没有，当有折边时，它们可以直立站在架子上。

三边封口袋的一种变形就是将原边折叠形成的底边，用粘接的方法实现，这样，从本质上讲就变成了一个四边封口袋。

3.四边封口袋四边封口袋通常是两种(卷)材料的顶、两侧和底边封口制成(见图b)。

同以前所提到的袋子相比，有可能用两种不同的塑料树脂材料，如果它们可以相互粘接的话，制成前边粘接的四边封口袋。

四边封口袋可以制成各种形状，如心形或椭圆形。

图袋子 (a)三边封口式 (b)四边封口式
4.立型袋直立型袋至少在装满东西时，可以支撑自己直立在架子上。

直立型袋有折边，当有东西装入时折边就会撑开，使得袋有一个相对平的底部来站立。

它们被广泛地用来包装液体产品如厨房清洁剂等，由于它们可以替代罐子和瓶子等硬包装材料，所以它们的用量越来越大。

直立袋的设计中包含有一个水平的底折边，大多用两片软包装材料制成。

在另外一种产品中，仅使用一片薄膜，薄膜被折叠成M形形成底边；也可设计不用底折边、而用侧边折叠或折边，形成一个重叠的平的片材底部。

这种袋子不如底部有折边的袋子站得牢靠，它们多用于装干货而不是液体产品。

在这两种情况下，一定的产品重量将包装袋的边折撑开，使得袋自能够自行站立。

5.大容积袋和高强度袋大容积袋和高强度袋通常用来包装散装产品，其承重最大可达5000kg。

这种袋子具有高拉伸强度，既可用来装液体产品又可装固体产品。

袋子的材质可以使用HDPE、PVC和聚酯纤维，但使用最多的材料是由PP扁丝编织而成的。

编织袋和装液体产品用的袋子，通常含有PE薄膜作为内衬层。

当要求更好的阻隔性能时，可以使用铝箔或PVDC共聚物。

为了防水，可以用PVC或橡胶材料对袋子内进行涂层。

根据材料和应用特点，袋子的封口可以热封或者缝合。

通常大容积袋是从顶部灌装，从底部排放的，也可以装有喷嘴或其他分流装置，或者用简单的割破法打开袋子。

对于露天堆放的袋子，要在树脂配料中加入紫外线稳定剂，以防止袋子过早老化使强度降低。

6、薄膜包装袋的热封合的方法和原理是什么？
通常热封是在制袋时，依赖于热和压力的结合，把两层热塑性塑料材料熔合在一起。

热封合是最牢固的，被封合的材料没有变薄或减少。

其热量的来源有直接热封合、高频封合、磁性封合和感应封合还有些封合方法不全是直接或间接地依靠热量，而是使用粘合剂、溶剂封合。

该方法是把溶剂涂到需要粘合的表面，当溶剂溶解了材料的表面，再把表面压在一起，使软化的接触面融合在一起。

为了使粘合表面更好地融合在一起，给材料加压的时间要长些。

7、如何鉴别塑料薄膜？
一般来说，应用以下几种方法可以初步确定塑料的材质：（１）产品的外观、形状与用途；（２）物理特性；（３）燃烧特性；（４）溶解性；（５）相对密度等。

根据塑料的用途来判断，单层的食品袋大多是聚乙烯制造的；塑料肠衣多是聚偏氯乙烯制造的；现在许多塑料包装制品上面都标明了材质，通过观察相应的标记可以确定制品的材质。

1．单层塑料的鉴别对单层塑料薄膜通常可以通过观察其外观和用途来区分出来，当然这需要一定的经验作为基础。

例如拿到一种薄膜后，可以先查看其外观，查看光泽度、透明度、挺力。

如无色透明、表面有光泽、光滑而且比较挺实的薄膜是双向拉伸的聚丙烯、或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

手感柔软的是聚乙烯醇，软聚氯乙烯。

透明薄膜经揉搓后变为乳白色的是聚乙烯、聚丙烯，抖动薄膜发出清脆的声音的是聚对苯二甲酸乙二醇酯。

经过上述分析，再结合对薄膜进行物理特性和燃烧等分析，就可以鉴别出来了。

塑料材料在相应的溶剂中可以溶解，根据不同溶剂对塑料的溶解性的不同，可以鉴别不同的塑料材料。

2．复合包装薄膜的鉴别塑料包装薄膜是用多种单层薄膜复合制成，故鉴定方法也有所不同。

首先，要结合单层薄膜的性能特点和进行复合的目的要求，可先作大致的区分。

如透明性，铝箔、镀铝膜等一般是不透明的复合膜；高阻隔性功能，一般为复合膜；从薄膜的外观和机械性能等大致判断出基膜材料，如高强度的PET、耐穿刺的PA、易撕裂的PP等；PET和PA一般通过与PE 或CPP复合来解决热封问题。

另外还可以用以下的方法鉴别： 1．复合薄膜一般有自然卷曲的现象，如将其放在热水中更
为明显。

2．复合薄膜如最里层与最外层材质不同时，则薄膜的两面手感不同，细心触摸可分辨出来。

3．在薄膜上切一小口，然后缓慢斜向撕开，对撕裂性不同的基材所构成的复合薄膜极易分出层次。

4．若是印刷好的薄膜，如果印刷层磨擦不掉，则说明印刷层夹在两层膜当中，为复合膜。

这是都是比较简便的单膜和复合膜的区分方法。

更可靠的方法是物性测定法，即用热分析法对测定的热谱图中的特征温度作出判断，若是PP／PE、PET／PB、PA／PE等复合膜，谱图中会出现相应各组分的熔融峰温。

显微镜法也可以鉴别复合薄膜，这是因为各种塑料的折射率不同，拉伸后的双折射值不同，在相差或偏光显微镜中观察时，复合各层将呈现不同的颜色，从而可区分单膜和复合膜。

其次，要将确定的复合薄膜的各个组成部分进行分离并进行鉴定。

1．剥离法对挤出复合或干式复合等制得的复合膜，经拉扯或揉搓后，因其形变不一致而发生剥离；或进行一定的加热处理，使粘合剂层软化而使粘合在一起的薄膜剥离；也可依据结晶性高聚物熔点不同，把它们分离开来。

2．溶解法或溶剂法利用不同树脂溶解或溶胀性能不同，或溶剂渗入界面后改变界面张力，来分离复合膜各层。

将复合薄膜的基材分离开后，要弄清是哪几种基材复合，可对剥离开的复合膜的基材进行分析确定，但此时要注意粘合剂的干扰。

关于流延CPP薄膜常用原料与生产线的个人认识
国内目前流延CPP最要还是以三层共挤为主，分别为热封层、芯层、电晕处理层；
生产设备可分为多流道模头生产线和单流道模头生产线2大类典型生产线。

以下对常用原料和常见生产线做初步探讨，如有不对之处，敬请指出，不吝感激！
热封层
主要起制袋后封口作用。

一般可分为三元共聚PP和二元无规共聚PP 两大类，三元共聚PP的优点在于起封温度低，但最终的热封强度不高，适用于高速自动包装线。

典型的三元共聚PP目前在中国国内销售最好的应该是新加坡TPC公司的FL7632L，另外韩国湖南化学的SFC750R、日本住友化学的FL6745E1、原日本CHISSO，现JPP 公司的（牌号记不得了）都是不错的产品，欧洲和美洲的产品，就不叙述了（因为对中国市场来说，采购欧美产品的周期和运费，都让人头疼）。

以上提及的这些三元共聚PP，都含有SLIP和AB剂，适用于复合级别的CPP；对于用于镀铝CPP的热
封层，个人推荐首选TPC公司的FL7641L，其次是原日本CHISSO，现JPP公司的FX4HCM，如果需要追求更低的起封温度，就需要采用聚烯烃弹性体等特殊材料来改性了咯（不能说的太详细了，否则牵涉本人机密了咯）。

很遗憾的是，国内石化企业尚无能力开发出优秀的三元共聚PP，仅有的上海金山石化的所谓三元共聚PP（牌号F800EPS），
性能也是烂的可以。

二元无规共聚PP 的优点在于热封最终强度高，但起封温度也高，适用于低速包装，或对起封温度要求不高的产品。

一般121℃~125℃的蒸煮膜，基本都采用二元无规
共聚PP 生产。

国外二元无规共聚PP ，以三星道达尔的RF401、RF402，SK的R140M、R140H、湖南油化的SFC650RA、TPC的W531系列为典型，各家产品各有特性，不一一叙说了，具体的物性表与成膜后的性能表，偶都有，不过懒得上传（用过的兄弟自己体会咯）。

国内二元无规共聚PP ，以上海金山石化的F800E、F800EDF为典型，独山子石化也搞了个W0723F，不过鱼眼多了点点。

韩国晓星的C600系列，是PP和丁烯二元共聚的，热封温度和三元共聚PP差不多（这
是个例外）。

芯层
常规产品就用均聚料就完事了。

目前国内的流延级别均聚料性能绝对可以，完全没有必要采用进口产品，除非你要用到特殊性能，例如三星道达尔目前新工厂出的HU400等超高刚性产品。

国内的流延级别均聚料，以上海金山石化的FC801、FC801MX 为典型，茂名石化的也可以，看怎么方便怎么买了。

如果考虑到成本的话，牛逼的拉丝料T30S也凑合用用，不过质量可要自己悠着点哦，呵呵。

特殊产品的芯层，你就根据自己的配方调整去吧（拉丝料可以拿来用，OPP料也可
以尝试咯，当然，还有各种共混挤出改性的，茂金属、聚烯烃弹性体都可考虑）。

电晕处理层
均聚料、二元无规共聚PP 都可采用，根据客户档次你自己调整咯（SLIP剂最好别
含有，影响处理效果的长久保持）
其他的特殊原料，可用在流延CPP上的，很多很多。

嵌段共聚PP、茂金属PE、茂金属PP，不过这些特殊原料，国内就没有咯，只能进口进口再进口。

嵌段共聚PP 拿来做做135℃的蒸煮膜、茂金属PE拿来改进PP的低温发脆，增加柔软度，茂金
属PP，东西太好也太贵，除非特殊用途，否则不要去用咯。

（性能偶都知道，可惜
不太方便说，不然个人老底都要被掏光哦）
高温蒸煮膜综述
随着我国经济的发展，旅游业的兴旺，黄金周经济崛起，人们对方便食品的需求越来越大。

各种软罐头和高温蒸煮食品不但品种多样而且数量巨大，大批高阻隔性、高抗冲性、耐高温蒸煮性、耐高压性、耐介质性的食品包装产品应运而生，从而保证了方便食品的新鲜和营养，延长了方便食品的保质期，是软罐头最佳的包装材料。

高温蒸煮能杀死全部细菌(135℃)，保存期长，高阻隔透明袋有约一年的保存期，铝箔蒸煮袋有约二年的保存期；透氧、透湿都接近于零，食品不易发生腐败变质；热强度大；可常温保存。

其原料主要有：PET(以B0PET为主)、PA(以B0PA为主)、PP(以RCPP和SCPP为主)、A L(以铝箔为主)、共挤PA膜、共挤EV0H膜、PVDC涂复膜等。

高温蒸煮袋的分类
l，以结构分类
A类：PA／CPP、PET／CPP。

透水蒸汽量：≤15g／(m ·24h)；透氧量：≤120cm／(m2·24h·0．1HPa)。

B类：PA／AL／CPP、PET／AL／CPP。

透水蒸汽量：≤0．5g／(m ·24h)；透氧量：≤0．5cm ／(m ·24h·0．1MPa)。

C类：PET／PA／AL／CPP、PET／AL／PA／CPP。

透水蒸汽量：≤0．5g／(m ·24h)；透氧量：≤0．5cm ／(m ·24h·0．1MPa)。

2 以蒸煮温度分类(蒸煮时间约为30-45分钟)相对压力为PS 110磅／英寸时，对应温度为l15cC；保质期约为3个月。