多层共挤阻隔膜的概念

 

      多层共挤阻隔膜是指使用多台挤出机，分别将具有较高阻隔性能的树脂和其他树脂的熔体，通过一个共用模头挤出而制得的一种功能性复合膜 。

 

      首先，多层共挤阻隔膜是一种塑料薄膜。在塑料制品领域，我们通常将厚度为0．2 mm 以下的平面状塑料制品称作塑料薄膜，将厚度在0.2～0.7mm之间的称为塑料片材，而厚度大于0．7mm 的称为板材。

 

       膜材料都有哪些？

 

      多层共挤阻隔膜应当具有一定的气体阻隔性能。这里的阻透性即指塑料制品(容器、薄膜)对小分子气体及气味的屏蔽能力。我们通常用气体透过率来衡量塑料制品阻透性能的大小。PE、PP等通用塑料气体透过率数值较大，即气体的阻透性能较差，而PA、PVDC、EVOH等树脂材料，气体透过率数值比通用塑料低很多，阻透性能较好。因此，通常我们将至少含有PA、PVDC、EVOH中一种树脂材料的多层共挤膜称作为多层共挤阻隔膜。

 

      PE,PA,TIE,EVOH等树脂的多层共挤出物，可用于奶制品、果酱,肉制品等的真空包装。

 

      多层共挤薄膜的结构设计

 

      多层共挤薄膜的结构可分为两大类，即对称结构（A/B/A）和非对称结构（A/B/C）。目前我国阻隔薄膜以5层、7层、8层、9层居多（国外部分公司做到10层、11层）。以5层共挤膜为例介绍相关结构。

 

      多层共挤阻隔膜的对称结构层由三种类型的功能层组成：阻隔层、粘接层以及支撑层。

 

      阻隔层：阻隔层其阻氧、阻湿、防止油渗漏透等作用，通过阻隔层材料及厚度的控制，调节薄膜材料的阻隔性能，适用不同的包装需要（市场常用的阻隔材料包括PA、EVOH、PVDC等）。各种阻隔材料可以单独适用，形成高阻隔、中阻隔系列包装薄膜，而PA和EVOH组合使用形成的三明治结构，具备高阻隔性能。

 

      支撑层：一般对称结构材料有两个支撑层，内层用于热封、称热封层，外层直接作为包装薄膜的外层或者用于印刷成为印刷层。支撑层需要又良好的机械强度、热封性能、阻水汽和透明性和印刷性，这一层常用材料为LDPE或LDPE/LLDPE共混材料组合较多。

 

      粘结层：粘结层的作用使粘合阻隔层和支撑层，以保证层间剥离力，粘合层材料及厚度的选择一般根据支撑层和阻隔层的材料以及需要达到的粘合强度来决定粘合层所使用的粘结剂材料。

 

      加工工艺有几种？

 

      多层共挤阻隔膜的分类可按加工工艺的不同大致分为四类，分别是流延共挤出阻隔膜、上吹共挤出阻隔膜、水冷下吹共挤出阻隔膜和双向拉伸共挤出阻隔膜。

 

      流延共挤出阻隔膜是用流延法生产的多层其挤阻隔膜。流延法是目前生产多层共挤阻隔膜的成熟工艺中产量最大的方法，通常幅宽为1．6 m 的流延设备， 日产能可达20吨左右。且流延共挤出阻隔膜的透明度较高，薄膜厚度非常均匀，通常偏差可控制在3％ 左右，适用于要求较高的食品包装。

 

      上吹共挤出阻隔膜是采用上吹工艺生产的多层共挤阻隔膜。上吹法生产多层共挤阻隔膜产能最低，通常幅宽为1．6 m 的上吹生产线， 日产能不到5吨。

 

      但上吹法操作简便，设备投资小，是生产多层共挤阻隔膜最普遍的工艺方式。另外，上吹法正因产量较低，在一些特殊小量包装材料的加工上，具有更加灵活的优势。

 

      水冷下吹共挤出阻隔膜是采用下吹工艺，经过水冷却生产的多层共挤阻隔膜。水冷下吹法生产多层共挤阻隔膜产能适中， 通常幅宽为1．6m 的下吹水冷生产线，日产能近8吨。且通过下吹法生产多层共挤阻隔膜，熔体可通过冷却水快速结晶，而使得薄膜的透明度非常高，拉伸率较大，因此在肉食品包装领域非常受欢迎。但流延下吹水冷法因薄膜需克服向下重力的影响等特殊原因，薄膜制品厚度均匀性较差，通常为5％ 左右。

 

      双拉共挤出阻隔膜是利用双向拉伸共挤出的方法生产的多层共挤阻隔膜。该种工艺目前在世界范围应用较少．且世界上仅极少数的工厂可生产双向拉伸共挤出阻隔膜生产线。但该种工艺产能较大，且生产的阻隔膜厚度非常均匀、透明度极佳，另外相同厚度的该种薄膜拉伸强度远大于其它三种工艺生产的薄膜，性能极佳。当然该种工艺生产线的投资也不菲，通常一条线的投资就在亿元以上。

 

      发展趋势

 

      1、层数逐渐增多。

 

      多层其挤阻隔膜真正在国内发展起来是在2000年以后。2000年以后国内开始出现了七层上吹生产线，六层、八层下吹生产线和十一层流延生产线。而多层共挤阻隔膜生产设备发展至今，国内已经开始出现九层上吹和十层下吹，而加工技术更先进的欧洲国家，已经出现了层数更多的十三层共挤。

 

      在多层共挤阻隔膜的生产中，共挤出设备层数越多可以带来诸多好处，归纳起来主要有三点。

 

      一是层数越多，设备产能越大，单耗越低；

 

      二是层数越多，每层的平均厚度就可以做得越薄，在昂贵材料减薄上有更大的优势；

 

      三是层数越多，层间结构调整越灵活，能够适用的配方就越丰富，做出的产品范围就更广。

 

      2、生产规模逐渐增大。

 

      国内多层共挤阻隔膜的生产规模往往都较小。目前，随着国内多层共挤阻隔膜应用市场的成熟，国内多层共挤阻隔膜也将迎来大规模的发展。有工厂率先引进十一层三泡法生产线和双向拉伸生产线，仅一条线年产能就接近1万吨，产能大幅提高。当前，无论从应用市场的成熟度，还是从生产成本控制的角度， 国内多层其挤阻隔膜都将逐渐向规模化发展。

 

      ●参考文献：姚海滨.绿色功能型软包装材料—— 多层共挤阻隔膜概述[J].绿色包装,2016(1):81-83.