重包装袋主要应用
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重包装袋主要用于包装塑料原料、化肥、饲料、
大米和谷物。它包括PP编织袋和纸袋以及共挤PE
重包装袋。共挤PE重包装袋是指用于全自动的成型
填充密封包装系统重包装袋,也称为FFS袋。虽然
目前国内大多使用PP编织袋和纸袋作为重包装袋,
但是FFS袋以其具有的高性能和高包装效率正受到
越来越多的关注,特别是随着国内数个石化大项目
的陆续开工,使FFS袋在中国的前景极为看好
市场规模与前景近年来,美国FFS袋占工业用PE包装薄膜的9.4%,年均增长率为4.6%,到2008年用于FFS袋
的PE树脂的消耗量将达到26.9万吨。由于目前在
美国20~60Ib.(1ib=0.453kg)重的半干和干性自
由流动物品的包装大约有三分之二仍采用牛皮纸
袋,因此可以说,FFS袋的用量在美国还有着巨大
的上升空间。
西欧在1998年的FFS袋市场规模为51.8万吨,
年均增长率为3.1%(A/vii数据)。西欧60%的重包
装袋生产集中在意大利、德国、比利时和荷兰,因
为这些国家是西欧合成树脂生产量最集中的地区。
树脂包装袋在我国也是重包装袋的一个重要应
用市场,特别是近年来我国合成树脂的产量增长速
度已达到了两位数。据统计,三年前的聚乙烯和聚
丙烯的产量已分别达到了529万吨和523万吨。这
些新增生产能力绝大部分来自于大型生产装置,如
上海赛科、扬子一巴斯夫、中海壳牌等装置等。
虽然目前我国的树脂产品还主要用PP编织袋
和纸袋来包装,但是编织袋和纸袋与FFS袋比起来
无论是在性能上还是在包装系统的效率上都要逊色
不少,特别是在包装效率方面,预制的PP编织袋和
纸袋的包装速度一般仅为1200袋/小时,而且由于
袋的封口需要缝纫或者用粘胶带而使包装的流程
加复杂,从而需要配置比全自动的FFS袋包装系统
更多的人力。因此,FFS袋在我国重包装领域尤其
流动性好,可以提高价格适应性和薄膜的透明度。
因此,实际生产中通常使用这两种材料的共混物,
混合比例为60%~75%(LLDPE):40%~25%(LDPE)。
根据最终应用和需要的机械性能,有可能需要
添加其他原料例如I-IDPE、茂金属聚乙烯和LLDPE
(超低密度聚乙烯)。
茂金属聚乙烯具有卓越的抗冲击强度和热封性
能,它给予PE工业用袋20%~30%的厚度下降空
间。陶氏化学的辛烯mLLDPE大约在七年以前广泛
进入市场,令欧洲市场(包括陶氏使用的)共挤出
是树脂包装领域有着良好的市场前景。
发展驱动力
令市场越来越倾向于从复合纸袋或者PP编织
袋转移使用到FFS袋的主要驱动力来自于速率技术
的发展、薄膜生产设备的进步,以及FFS袋设备技
术和包装速度的提高。
新的材料例如茂金属催化的聚乙烯、双峰
。LLDPE、辛烯或已烯LLDPE的出现使得FFS袋的
抗冲击强度、抗穿刺强度、热封等性能显著提高。
这不仅使薄膜厚度可以降至更低的水平,从而提高
了FFS袋的经济效益和市场竞争力,而且也使制袋
机和FFS设备的操作速度得到了提高,并且为FFS
袋开启了更多的应用。
共挤出技术可以使FFS袋获得各种功能性结
构,从而提高袋的性能,而且若在某一层当中使用
高性能树脂,还可以实现在保持或者提高性能的同
时降低层厚度。共挤出技术的这种优势使共挤袋(主
要是三层袋)变得比单层袋更加受到市场欢迎。
全自动的FFS系统的包装速度目前已经达到了
1600袋/小时,一些先进设备的速度可达到2000
袋/小时。因此,高速度的FFS包装系统更适用于
那些具有高生产能力的大型生产装置。
使用的树脂类型
FFS袋的主要原料为LLDPE和LDPE。在北美
以聚乙烯为材料的工业用薄膜之中,LLDPE占了聚
乙烯树脂消耗量的65%,LDPE占28%。
乙烯和a.烯烃的共聚物LLDPE具有较高的断
裂伸长率。而以辛烯和乙烯为支链的LDPE由于具
有优异的抗撕裂强度和抗刺穿强度,使得它们应用
在薄膜中可以显著降低FFS的厚度。例如,欧洲广
泛使用LDPE作为FFS袋的主要材料,加入乙烯
更LDPE可令袋厚从200m.tn降至160ram
具有长支链的LDPE比LLDPE熔体粘度低,
的树脂袋的标准厚度降至120ram。
HDPE或者MDPE可以增强薄膜的拉伸强度和
硬度。在共挤结构的中间层加入约30%的HDPE可
提高薄膜的抗拉伸强度和硬度,并且对撕裂强度无
太大的影响,适当的硬度提高使FFS袋在成型.填充
过程中不容易发生变形。
瑚)PE因共聚单体的含量高而且分子量分布
窄,使得熔融温度低且范围窄,适合添加在薄膜内
层,用以提高热封性能。
LDPE和LLDPE的典型密度为0.9189--0.925rect03;LLDPE密度为0.8959一0.9159/cm3:
HDPE为0.9459-,0.969,LDPE的熔体指数在
0.259-0.89/10min之间(低一些为好);LLDPE的熔体指数为0.89-1.59,10min之间。
薄膜的性能要求
FFS袋几乎都是用薄膜形成生产,可以带或不
带折边。按照应用和生产商的要求,可以在线印刷
或者压花,因此,要求薄膜具有严格的宽度和厚度
偏差,以满足加工成品袋的要求。大部分袋子的成
套幅宽为350mm 560ram,典型的折边深度为
70mm一90mm。为了尽可能减少换卷的次数,膜卷
直径通常为1000ram一1500mm(230kg.250kg)。
用作FTS袋的薄膜只有达到符合要求的机械性
能和拉伸强度、抗刺穿性、密封强度、摩擦系数、
填充热物质的热稳定性等,才能经受填充操作的力
量和负载,确保在搬运、储存过程不发生破包泄漏。
影响FFS袋设计和机械性能要求的因素有:产
品的重量和填充时的温度,填充系数的类型,搬运
和储存的条件及封口类型。
首先需要考虑的因素是包装产品的重量,在重
量为25kg(例如树脂袋)时,薄膜厚度通常为5.5~
7mils(1 35mm一1 75mm)。
第二个因素是储存中产生的载荷。基于码垛的
储存方式,FFS袋需要承受本身包装产品重量20
倍以上的力。由于载荷很高,FFS袋必须要有足够
的硬度以避免横向变形的发生,特别是当储存温度
超过30℃时,变形的抑制会变得更加困难,这就要
求在选择薄膜各层的原料时,必须要充分考虑储存
中产生的载荷。
薄膜的抗撕裂强度非常重要,因为在储存和运
输过程中包装袋有可能被刺穿和损坏,足够的抗撕
裂扩展力可以减少撕裂的传递,从而避免漏包。
热封强度决定密封的质量,这对于保证FFS袋
能够承受包装袋从3m或更高的储存地点跌落所产
生的冲击力。
内、外表面摩擦系数的差异性是FFS袋必须具
有的一项物理性质。具体来说,就是袋子应该有较
高的外表面摩擦系数以防止码垛以后打滑,而内表
面摩擦系数则应该较低,这样有助于在填充或者包
装的过程中提高包装速度。摩擦系数的提高可通过
压花或者加入添加剂对薄膜表面进行改性来获得,
但必须注意压花必须在不降低薄膜的机械性能或薄
膜厚度的前提下来实施。
FFS袋的吹塑技术
大多数FFS袋由吹膜的筒膜直接制成,因此其