五層共擠POD技術(shù)在物流包裝薄膜的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

關(guān)文強(qiáng)

（廣東金明精機(jī)股份有限公司）

前 言

目前國(guó)內(nèi)的物流包裝形式包括編織袋、紙塑復(fù)合袋、紙袋、FFS薄膜等，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)安全、環(huán)保及節(jié)約資源的限制要求不斷加大，傳統(tǒng)包裝形式的應(yīng)用范圍將越來(lái)越小，這為新興包裝材料的快速發(fā)展提供了很好的機(jī)遇。隨著物流業(yè)的快速發(fā)展，高效、便捷包裝方式的市場(chǎng)需求增大，許多企業(yè)也著手開發(fā)和生產(chǎn)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)包裝的FFS重載包裝膜和拉伸套管膜順應(yīng)市場(chǎng)需求。

1. 包裝材料的概述

1.1 包裝的定義及功能

1.1.1 在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（CB4122-83）的包裝通用術(shù)語(yǔ)中，包裝的定義是“為在流通過程中保護(hù)產(chǎn)品，方便儲(chǔ)運(yùn)，促進(jìn)銷售，按一定技術(shù)方法而采用的容器，材料及輔助物等的總體名稱，也指為了達(dá)到上述目的而采用容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術(shù)方法等措施”。包裝是現(xiàn)代商品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、銷售和人類社會(huì)生活中不可缺少的重要組成部分。因此，保護(hù)功能是包裝材料最重要的功能要求，他是指保護(hù)被包裝的商品，防止風(fēng)險(xiǎn)和損壞，避免運(yùn)輸過程中的振動(dòng)或沖擊，避免由于承受物重所造成的破損；避免異物的混入和污染；同時(shí)必須具有防濕、防水、防銹、遮光等作用；其次方便流通、便于識(shí)別、定量等是包裝的其它功能要求。

1.1.2 包裝材料：是指用于制造包裝容器、包裝裝潢、包裝印刷、包裝運(yùn)輸?shù)葷M足產(chǎn)品包裝要求所使用的材料，它即包括金屬、塑料、玻璃、陶瓷、紙、竹本、野生蘑類、天然纖維、化學(xué)纖維、復(fù)合材料等主要包裝材料，又包括涂料、粘合劑、捆扎帶、裝潢、印刷材料等輔助材料。常用的包裝材料有紙質(zhì)包裝材料、塑料包裝材料、金屬包裝材料、玻璃包裝材料、木質(zhì)包裝材料等。

當(dāng)前，全球包裝材料及容器的消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 8,000億美元，歐、美、日約占全球需求量的65%以上，而亞洲(特別是東亞)是包裝需求增長(zhǎng)最快的區(qū)域。在包裝行業(yè)各子行業(yè)中，塑料包裝行業(yè)發(fā)展最為迅速。近幾年，塑料包裝材料年均增長(zhǎng)速度均領(lǐng)先于其他傳統(tǒng)包裝材料，如美國(guó)塑料包裝材料需求近五年年均增長(zhǎng)率為6.4%，而紙和玻璃分別為 2.2%和 0.9%；日本塑料包裝材料需求近五年年均增長(zhǎng)率為7.1%，而紙、金屬、玻璃分別為4.7%、4.9%和3.3%。Freedonia集團(tuán)的最新報(bào)告稱，在包裝領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)中，塑料包裝將繼續(xù)搶占紙質(zhì)包裝的市場(chǎng)份額，到2020年，塑料包裝有望超越紙包裝，成為包裝領(lǐng)域用量最大、用途最廣的包裝材料。

2. 物流包裝膜的應(yīng)用特點(diǎn)

在物流領(lǐng)域，拉伸套管膜、FFS重載包裝膜是應(yīng)用較為廣泛的塑料包裝材料。

2.1 拉伸套管膜

2.1.1 拉伸套管膜的發(fā)展歷程

拉伸套管膜包裝是利用頂端熱封的管形彈性塑料薄膜，在常溫下通過水平橫向拉伸，從包裝件的上方垂直罩套并在托盤底端釋放彈性套膜，使之緊密包裹產(chǎn)品的一種包裝方法，又稱為冷收縮膜包裝、冷拉伸套膜包裝等。拉伸套管膜通常由熱塑性彈性體材料制成，其橡膠態(tài)聚合物的柔性高分子鏈形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)彈性套膜受到拉伸時(shí)，高分子鏈伸展產(chǎn)生極大變形，但不致出現(xiàn)高分子鏈間的滑移、聚合物內(nèi)部產(chǎn)生抵抗形變的應(yīng)力、熵值變小而形成不穩(wěn)定體系。當(dāng)拉伸力釋放后，彈性套膜在應(yīng)力的作用下形變回復(fù)，高分子鏈變?yōu)樵瓉?lái)的蜷曲狀態(tài)，使套膜收縮并緊壓在包裝品上。

拉伸套管膜包裝技術(shù)是在熱收縮膜包裝和拉伸包裝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，最早由丹麥拉赫邁爾公司自 20世紀(jì) 90年代開始研發(fā)，并于 1988年生產(chǎn)出世界第一臺(tái)全自動(dòng)拉伸套管膜包裝設(shè)備。拉伸套管膜包裝吸取了傳統(tǒng)熱收縮膜包裝和拉伸包裝的優(yōu)點(diǎn)，成本低、效率高、包裝完整、具有較高的安全性、良好的透明度和物理保護(hù)性能，廣泛用于食品、家用電器、化學(xué)品及建筑等行業(yè)。這種新一代拉伸套管膜經(jīng)濟(jì)效益高而且能改善托盤裝載商品的裝載保護(hù)，同時(shí)為商店產(chǎn)品的展示提供優(yōu)異的透明度。

當(dāng)托盤裝載商品、貨物完畢后，將托盤放置在拉伸套管膜包裝設(shè)備上，包裝設(shè)備數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量的信息計(jì)算出所需套膜的準(zhǔn)確長(zhǎng)度，一旦放卷達(dá)到限位長(zhǎng)度，包裝設(shè)備就會(huì)在該段薄膜頂部密封并且割斷膜卷。然后一個(gè)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)力松開拉伸膜卷，并固定到恰當(dāng)位置。四個(gè)機(jī)械拉伸臂緊扣住彈性套膜的四個(gè)角，并克服膜的粘連力將其展開。這要求彈性套膜的內(nèi)側(cè)具備一定的可開口性，同時(shí)保證機(jī)械拉伸臂對(duì)膜的吸附力和展開速度的統(tǒng)一性。緊接著四個(gè)機(jī)械拉伸臂從下面插入到打開的彈性膜管中，并向四角水平橫向拉伸(如采用適當(dāng)?shù)臉渲浞剑趯?duì)套膜拉伸過程中可將薄膜拉伸率提高至原來(lái)的一倍以上)。就緒后拉伸框架連同拉伸臂向下移動(dòng)，使彈性套膜被雙向拉伸，套罩包裝托盤。此工藝是影響包裝托盤最終質(zhì)量的關(guān)鍵，如果拉伸臂的位置不正確，彈性套膜則會(huì)出現(xiàn)皺紋，并在托盤的四個(gè)表面呈現(xiàn)不同的包裝質(zhì)量。當(dāng)薄膜被拉伸超過了托盤的尺寸時(shí)，機(jī)械手便進(jìn)入托盤底部，然后與彈性套膜分離，薄膜很快收縮，恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，從而將包裝托盤緊緊的夾持在一起。原始彈性套膜的尺寸越小，對(duì)包裝托盤的夾持力越大。最后，機(jī)械手重新提升，包裝好的托盤被運(yùn)離拉伸套管膜包裝設(shè)備儲(chǔ)放在倉(cāng)庫(kù)中準(zhǔn)備運(yùn)載。

2.1.2 拉伸套管膜的市場(chǎng)

由于高效、節(jié)能和保護(hù)效果好的特點(diǎn)，近幾年來(lái)拉伸套管膜正在不斷替代傳統(tǒng)的熱收縮膜和纏繞膜包裝形式，在全球各地的市場(chǎng)容量不斷擴(kuò)大，歐洲是主要市場(chǎng)，其次是北美和其他地區(qū)，亞太的應(yīng)用量相對(duì)較少，但具有較高的增長(zhǎng)速度。就應(yīng)用領(lǐng)域而言，目前25%的拉伸套管膜用于保護(hù)和展示方面(如食品、飲料和電器等)。該應(yīng)用領(lǐng)域要求有較高的透明度、低擠壓力、高強(qiáng)度等性能；35%的拉伸套管膜應(yīng)用于重包托盤，這部分則需要一定的夾持力和托盤穩(wěn)定性，具有一定的物理性能；40%的拉伸套管膜作為防塵和防雨罩應(yīng)用于磚塊建材，此領(lǐng)域要求具有較高的抗穿刺、抗撕裂性能。拉伸套管膜在歐美已經(jīng)最大量地滲透進(jìn)入建筑和重型包裝袋領(lǐng)域，主要增長(zhǎng)預(yù)期在食品、飲料和白色家電領(lǐng)域。拉伸套管膜的年均增長(zhǎng)率約為20%，大部分用來(lái)替代歐洲的收縮包裝以及北美洲和亞洲的紙板包裝。這也預(yù)示著拉伸套管膜包裝將成為包裝市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和改進(jìn)方向。

2.1.3 拉伸套管膜包裝的應(yīng)用

對(duì)于產(chǎn)品運(yùn)輸，目前的托盤保護(hù)技術(shù)主要有傳統(tǒng)的紙板箱式包裝、拉伸纏繞包裝、收縮套管包裝以及新型拉伸套管膜包裝。相對(duì)于其他三種包裝方式，拉伸套管膜在很多行業(yè)的物流運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)非常明顯。

2.1.3.1 家電行業(yè)

拉伸套管膜由于具有很好的透視性，除了保護(hù)產(chǎn)品外，還能提供良好的產(chǎn)品展示效果，因而深受家電行業(yè)青睞。此外，采用拉伸套管膜包裝技術(shù)對(duì)家電產(chǎn)品進(jìn)行包裝，條形碼可透過薄膜掃描，避免在紙箱外面脫落或破損。

2.1.3.2 飲料、制罐行業(yè)

目前，飲料行業(yè)產(chǎn)品規(guī)格(0.25-3.50 L)的較大變化對(duì)包裝穩(wěn)定性和性能的要求很高。拉伸套管膜包裝的許多優(yōu)勢(shì)使得此技術(shù)成為飲料業(yè)包裝的最佳解決方案。

2.1.3.3 建筑行業(yè)

建筑行業(yè)應(yīng)用涵蓋了多種產(chǎn)品系列，從磚頭、瓦片以及水泥、屋頂材料和泥漿直到木地板和墻板。這些產(chǎn)品的形狀和大小差異很大，對(duì)終端碼垛包裝的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)包裝的靈活性有著更高的要求。另外，對(duì)低成本包裝和環(huán)保包裝工藝流程的需求使人們更加關(guān)注能源和材料消耗。因此，建筑業(yè)需要高質(zhì)量的拉伸包裝設(shè)備，以較低的成本提供最佳的貨盤穩(wěn)定性。

2.1.3.4 化工行業(yè)

熱收縮包裝一直是化工產(chǎn)品包裝的首選，而拉伸套管膜在包裝貨物時(shí)無(wú)需加熱，不需使用能源，從而避免包裝過程中產(chǎn)生熱量影響化工產(chǎn)品。

2.1.3.5 食品行業(yè)

食品業(yè)使用拉伸套管膜的包裝方式，可將獨(dú)立包裝好的食品堆垛收縮套膜，直接放在超市內(nèi)，打開薄膜包裝后即可銷售。因?yàn)闊o(wú)需員工擺放產(chǎn)品，所以節(jié)省了大量時(shí)間和費(fèi)用。拉伸套管膜包裝能提供較高的托盤裝載穩(wěn)定性、卓越的貨物保護(hù)性以及最佳的產(chǎn)品視覺效果。

2.1.3.6 造紙行業(yè)

對(duì)于復(fù)印紙和卷紙，拉伸套管設(shè)備能以最低成本使用單層薄膜進(jìn)行牢固包裝。設(shè)備帶有薄膜自動(dòng)切換裝置，可使用不同尺寸的薄膜進(jìn)行包裝。

拉伸套管膜包裝是一種經(jīng)濟(jì)、靈活的包裝方式，能保證貨物安全可靠，還可在室外儲(chǔ)存。與傳統(tǒng)包裝方式相比，視覺效果好，工作效率高。具有防水、防塵的包裝效果，對(duì)于潔凈度要求高的電纜料、薄膜料尤其適用，所以廣泛應(yīng)用于食品、飲料、家用電器等包裝領(lǐng)域。

2.2 FFS重載包裝膜

FFS重載包裝膜起源于20世紀(jì)90年代，剛開始是單層薄膜的結(jié)構(gòu)，原材料以LDPE為主，為了達(dá)到相應(yīng)的機(jī)械強(qiáng)度，薄膜厚度達(dá)到200 μ m。到了上個(gè)世紀(jì)90年代末，三層吹膜設(shè)備得到廣泛地普及，尤其是線性聚乙烯的出現(xiàn)，重載包裝膜的厚度降低到 180 μm至 160 μm之間；隨著新型材料不斷推向市場(chǎng)，尤其是mLLDPE的出現(xiàn)，更多的茂金屬聚乙烯被添加到了重載包裝膜配方中，大大提升了薄膜的機(jī)械性能，使重包裝薄膜朝著更薄的方向發(fā)展。在歐美國(guó)家，三層重包膜的厚度降到了120 μm左右，在很大程度上降低了包裝對(duì)原料和能源的消耗。

2.2.1 FFS重包裝膜簡(jiǎn)介

按照歐美國(guó)家的分類方法，通常把能承載10～50 kg固體顆?；蚍蹱钗锪系陌b膜通稱為重包裝膜。一般情況下采用25 kg裝的包裝袋，又稱25 kg袋；另因?yàn)橥斜P碼垛的需要，袋體兩側(cè)進(jìn)行折邊處理，截面形似M字，故又稱M折袋或折邊袋。

2.2.2 FFS重載包裝膜生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝

FFS重包裝膜生產(chǎn)主要包括兩道工序：吹膜線和印刷線。由于重包裝膜不僅需要強(qiáng)度保證，還要考慮到包裝、熱封、碼垛、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)的要求，因此性能指標(biāo)較多且復(fù)雜，靠單層擠出難以達(dá)到要求。而利用三層共擠法可以將質(zhì)量指標(biāo)層層分解，通過不同膜層滿足客戶不同的質(zhì)量指標(biāo)，從而達(dá)到滿足整體質(zhì)量指標(biāo)的要求。因此，重包裝膜生產(chǎn)時(shí)吹膜線一般以國(guó)際通用的三層共擠管膜法為生產(chǎn)基礎(chǔ)，以線型低密度聚乙烯原料為主要原料。生產(chǎn)過程中通過調(diào)整工藝參數(shù)、層間比例和原料配比，實(shí)現(xiàn)薄膜的功能化。印刷過程中根據(jù)客戶版面要求，通過調(diào)整薄膜穿膜路徑，實(shí)現(xiàn)雙面電暈和多色印刷。印刷線一般配備壓花、折邊裝置，要求產(chǎn)品印刷圖案清楚、完整，壓花力度適宜，折邊及收卷側(cè)面整齊。FFS重包裝膜以吹膜線生產(chǎn)獲得的半成品薄膜為產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)，通過印刷線一系列設(shè)施操作實(shí)現(xiàn)袋體預(yù)成型，保證重包裝膜擁有優(yōu)異的熱封性能、拉伸性能、表面性能等，滿足客戶在上機(jī)使用、碼垛、運(yùn)輸及跌落各環(huán)節(jié)的要求。

2.2.4 FFS重包裝膜性能特點(diǎn)

(1) 能承受70℃以下物料的灌裝和多次的搬運(yùn)周轉(zhuǎn)。

(2) 袋面平整、光潔、美觀，圖案內(nèi)容豐富，色彩清晰，并具有防偽性。

(3) 密封性、防潮性、防水性和防污性能優(yōu)越，可露天堆放，便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，內(nèi)在產(chǎn)品不融化、不結(jié)塊、不失量、品質(zhì)不流失。

(4) 包裝袋配方特殊，遇高溫不軟化變形，遇嚴(yán)寒不脆斷破裂；抗紫外線，色澤穩(wěn)定；與塑編袋等相比，可使外包裝及內(nèi)在產(chǎn)品的儲(chǔ)存、保質(zhì)期延長(zhǎng)一倍時(shí)間。

(5) 包裝容量靈活，可針對(duì)不同商家對(duì)色澤、厚度、規(guī)格的不同要求設(shè)計(jì)制作，能適合不同廠家及不同區(qū)域的需求。

(6) 提高包裝效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。由于采用自動(dòng)化包裝形式，包裝速度達(dá)到 1200～2000袋/h，大大超過傳統(tǒng)復(fù)合袋的包裝效率，操作工人數(shù)量減少70%左右。

(7) 隨著新型材料的應(yīng)用，薄膜厚度逐漸降低，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，綜合包裝成本優(yōu)于傳統(tǒng)包裝形式。

(8) 符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，易于回收處理，最大限度地保護(hù)了生態(tài)。

3. 物流包裝用膜的生產(chǎn)工藝

作為軟包裝的一種，物流包裝用膜大多采用多層共擠加工工藝，隨著三層共擠技術(shù)的不斷普及，市場(chǎng)已完全認(rèn)同了多層共擠工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但是，隨著原料廠商開發(fā)出不同功能的原材料以及下游廠家對(duì)薄膜制品的要求越來(lái)越高（例如熱封、印刷、挺度、爽滑等）的情況下，多種材料在擠出機(jī)內(nèi)共混擠出的現(xiàn)象普遍出現(xiàn)。雖然不同的原材料有其各自的優(yōu)勢(shì)性能，但多種材料在擠出機(jī)內(nèi)共混擠出會(huì)導(dǎo)致一些原材料的優(yōu)勢(shì)性能得不到充分展現(xiàn)，甚至降低材料的性能；同一擠出機(jī)內(nèi)多種原材料共混加工，混合塑化不良及晶點(diǎn)問題難以避免。過多的材料牌號(hào)選擇使得三層共擠PE薄膜回到了多種原料共混的年代。

為了解決這一突出的矛盾，從 2010年開始出現(xiàn)了一種“POD非阻隔五層聚烯烴共擠技術(shù)”，用來(lái)提升薄膜制品的各項(xiàng)性能，以及提升產(chǎn)能、降低成本。因此，行業(yè)內(nèi)有一種說(shuō)法：五層共擠POD技術(shù)的出現(xiàn)，所產(chǎn)生的影響不亞于當(dāng)時(shí)三層共擠代替單層吹膜。

4. POD的概念及優(yōu)勢(shì)

POD是Five-layer Polyolefin-dedicated Blown Film的英文簡(jiǎn)稱，也是國(guó)際行業(yè)公認(rèn)的非阻隔五層共擠聚烯烴專用擠出技術(shù)的簡(jiǎn)稱，區(qū)別于人們普遍認(rèn)為的共擠五層阻隔薄膜的工藝技術(shù)。

4.1 POD工藝在共擠薄膜加工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1.1 制品機(jī)械性能更加優(yōu)異

使用三層和五層共擠工藝生產(chǎn)功能性薄膜，在功能性材料使用配比一致的前提下，薄膜成型后，用五層共擠工藝生產(chǎn)的 PE膜，薄膜機(jī)械性能明顯比三層共擠工藝生產(chǎn)的薄膜更加優(yōu)異。

圖1 薄膜力學(xué)性能對(duì)比（三層共擠薄膜150 μm vs. 五層共擠薄膜120 μm）

4.1.2 薄膜層間比變化范圍更廣，降低綜合材料成本

所有的 PE功能性薄膜都具有三個(gè)功能層，表層是后道工序加工層、中間層是機(jī)械性能層、內(nèi)層是熱封層，不管是三層還是五層共擠，最終所有的薄膜都是歸類到三個(gè)功能層。由于物流包裝膜不僅需要強(qiáng)度保證，還要考慮到包裝、熱封、碼垛、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)的要求，尤其是拉伸套管膜，薄膜的夾持力和薄膜表層的耐穿刺和耐撕裂性要求較高，因此薄膜的各項(xiàng)性能指標(biāo)較多且復(fù)雜。雖然采用三層共擠可以將不同的功能指標(biāo)層層分解，在生產(chǎn)過程中通過調(diào)整工藝參數(shù)、層間比例和原料配比，實(shí)現(xiàn)薄膜的功能化，但是三層共擠工藝由于受擠出機(jī)配置及工藝的局限，制品的層間比一般是1:1:1到1:3:1的跨度，難以實(shí)現(xiàn)更大范圍的變化。這個(gè)問題在使用五層共擠工藝后可以輕松解決。

圖2 三層共擠和五層共擠的層間結(jié)構(gòu)對(duì)比

從上圖的示意中可以發(fā)現(xiàn)，通過靈活的配比，五層共擠工藝能夠?qū)崿F(xiàn)從1:1:1到1:8:1的層間比調(diào)整，從而使原材料成本的控制更具有優(yōu)勢(shì)，在保證薄膜使用功能的前提下，可將昂貴原材料的使用量降到最低。

4.1.3 配方設(shè)計(jì)更均衡，提升共擠薄膜的綜合性能，實(shí)現(xiàn)了物流包裝用膜進(jìn)一步減薄的可能

傳統(tǒng)的三層共擠工藝中，在加工層間比例差較大的配方時(shí)，常會(huì)因相鄰層的擠出量差異過大導(dǎo)致層間壓力差過大，進(jìn)而導(dǎo)致層間滑移的產(chǎn)生。而五層共擠工藝由于其層間比例的控制優(yōu)勢(shì)，以廣東金明精機(jī)股份有限公司的五層共擠生產(chǎn)線所配套的Φ 50/Φ 60/Φ 70/Φ 60/Φ 50 擠出機(jī)來(lái)說(shuō)，其各層擠出量的配比設(shè)計(jì)一般較為均衡，可以有效地避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生；同時(shí)，五層共擠在工藝配方設(shè)計(jì)上，每個(gè)擠出機(jī)更趨于單一原材料的設(shè)計(jì)理念，可以有效改善原材料共混后優(yōu)勢(shì)材料機(jī)械性能降低的問題，薄膜質(zhì)量明顯提高。

4.1.4 原材料可選擇性更大，工藝控制更加便利

三層共擠工藝在HDPE、LDPE和mLDPE等加工溫度跨度大、流動(dòng)粘度差大的材料的加工方面較為困難，這在五層POD共擠工藝中可以輕松實(shí)現(xiàn)。功能性材料的疊加優(yōu)勢(shì)明顯好于共混優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)于拉伸套管膜和重包裝膜來(lái)說(shuō)，五層共擠的原材料選擇余地更大，在各層的功能設(shè)定中可以盡可能地選用單一原料，避免共混帶來(lái)的性能下降損失，減少功能原料使用量，加工工藝控制也更為便利。

4.2 POD工藝在物流包裝薄膜應(yīng)用中體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)

在物流包裝用膜的應(yīng)用領(lǐng)域，拉伸套管膜和FFS重包裝膜由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來(lái)越多，POD工藝在該領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，有一些非常明顯的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

4.2.1 印刷和熱封的安全性得到保障

爽滑劑、開口劑和色母料等功能性添加劑，可以根據(jù)添加后的遷移速度，設(shè)計(jì)添加于次外層或次內(nèi)層，進(jìn)而可以控制析出量和時(shí)間，避免在復(fù)合、印刷面因低分子物質(zhì)遷移過多或向不需要的一面遷移，造成印刷牢度，熱合強(qiáng)度下降的情況；另外色母料無(wú)需在熱封層添加，熱封的安全性得到了更有效保證。

4.2.2 制品的綜合機(jī)械性能更加優(yōu)異

拉伸套管膜在物流包裝的應(yīng)用上，其核心的功能要求是拉伸強(qiáng)度高、縱橫向的延伸率可達(dá)到100%以上、抗戳穿、防撕裂性能好、緊固性強(qiáng)，F(xiàn)FS重包裝則要求具有更高的落鏢沖擊強(qiáng)度來(lái)減少物流運(yùn)輸過程中的破包率。通過實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，采用五層共擠POD技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的薄膜，綜合機(jī)械性能更加優(yōu)異。

圖3 拉伸套管膜力學(xué)性能對(duì)比

4.3 五層共擠POD工藝在薄膜加工過程中的環(huán)保優(yōu)越性

如前所述，在功能性材料的配比相同的前提下，使用五層共擠工藝，可使薄膜性能得到大幅提升，極大提升了薄膜的減薄潛力。同時(shí)，在POD工藝配方設(shè)計(jì)中，各層引入特定的功能，結(jié)合豐富的層厚比組合從而提高配方設(shè)計(jì)的靈活性，減少共混以追求性能的最優(yōu)化，并在生產(chǎn)過程中，對(duì)原材料的消耗作進(jìn)一步控制。在五層共擠重載包裝膜生產(chǎn)過程中，可在中間層加入 HDPE、LDPE、填充劑，內(nèi)外表層引入特定的茂金屬，即保證高產(chǎn)量穩(wěn)定生產(chǎn)，又得到優(yōu)異的薄膜機(jī)械性能，輕松實(shí)現(xiàn)薄膜的減薄，節(jié)約生產(chǎn)原料成本。

5. 五層共擠吹膜生產(chǎn)線與 POD工藝相配套的其他配置

隨著五層共擠 POD技術(shù)在重載包裝膜的應(yīng)用，五臺(tái)擠出機(jī)充裕的擠出能力必然需要高效的冷卻能力與之相配套。在吹膜成型工藝中，風(fēng)環(huán)的冷卻是非常重要的一環(huán)，它對(duì)薄膜的產(chǎn)量、外觀及物理性能都起到了決定性的作用。

在吹膜設(shè)備技術(shù)提升過程中，風(fēng)環(huán)的結(jié)構(gòu)也經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的單風(fēng)口風(fēng)環(huán)、雙風(fēng)口風(fēng)環(huán)、精密型風(fēng)環(huán)到自動(dòng)風(fēng)環(huán)的不斷提升。廣東金明精機(jī)股份公司自行研發(fā)的多風(fēng)口高效雙向冷卻風(fēng)環(huán)的特點(diǎn)在于多風(fēng)口出風(fēng)冷卻，各風(fēng)口風(fēng)量可根據(jù)生產(chǎn)工藝情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，風(fēng)環(huán)可沿模頭的軸心進(jìn)行垂直升降。由于多段出風(fēng)，膜泡和空氣接觸的面積大、時(shí)間長(zhǎng)、冷卻效率高，同時(shí)膜泡得到充分預(yù)冷后熔體強(qiáng)度升高，可利用更大的風(fēng)量對(duì)膜泡進(jìn)行冷卻，提高生產(chǎn)效率。

多風(fēng)口高效雙向冷卻風(fēng)環(huán)的主要優(yōu)勢(shì)如下：

5.1 產(chǎn)量大幅提升

多風(fēng)口高效雙向冷卻風(fēng)環(huán)采用兩個(gè)方向同時(shí)對(duì)膜泡進(jìn)行吹氣冷卻，熔體從口模到風(fēng)環(huán)吹漲這段距離的運(yùn)動(dòng)速度較低，使冷卻空氣對(duì)膜泡的冷卻時(shí)間大大增加。對(duì)于重載包裝膜生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，雙向冷卻風(fēng)環(huán)的冷卻效率是普通雙風(fēng)口風(fēng)環(huán)的1.5倍以上，在擠出量得到保證的前提下，整線產(chǎn)量達(dá)到350 kg/h。

5.2 制品精度控制更穩(wěn)定

控制吹漲冷卻的上風(fēng)環(huán)，繼續(xù)采取自動(dòng)風(fēng)環(huán)技術(shù)，配合薄膜在線測(cè)厚系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)薄膜厚薄控制。由于上風(fēng)口遠(yuǎn)離高溫模頭，膜泡又有預(yù)冷處理，自動(dòng)風(fēng)環(huán)的控制精度受外界干擾因素明顯減少，控制穩(wěn)定性好、效率高。

5.3 制品性能明顯提升

和傳統(tǒng)的熔體擠出口膜即進(jìn)行吹漲的工藝不同，將膜泡進(jìn)行預(yù)冷卻后再吹漲，高分子材料在半粘流狀態(tài)下拉伸的分子鏈得到充分的恢復(fù)，再到上級(jí)風(fēng)環(huán)進(jìn)行二次吹漲拉伸，薄膜的機(jī)械綜合性能得到明顯提升。對(duì)于拉伸套管膜來(lái)說(shuō)，這種多風(fēng)口風(fēng)環(huán)正常生產(chǎn)的時(shí)候，風(fēng)環(huán)升高到距離模頭一定的高度，這種二次的吹脹拉伸實(shí)現(xiàn)了更大的吹脹比，進(jìn)一步提升了制品性能。

5.4 超高的性價(jià)比

多風(fēng)口高效雙向冷卻風(fēng)環(huán)的制造成本只比傳統(tǒng)風(fēng)環(huán)增加40%，卻能使整線的產(chǎn)能提升150%。由產(chǎn)能提升帶來(lái)的生產(chǎn)能耗成本降低，就可在 6個(gè)月內(nèi)收回新增的成本投入。

6. 社會(huì)效益

近幾年來(lái)拉伸套管膜和FFS重載包裝膜等新型物流包裝材料的普及率越來(lái)越高，尤其是在家電行業(yè)，拉伸套管膜逐漸代替紙箱包裝，包裝越來(lái)越靈活，大大降低了包裝和物流運(yùn)輸成本；另外隨著近幾年國(guó)內(nèi)大乙烯的擴(kuò)建，及適應(yīng)現(xiàn)代物流運(yùn)輸和生產(chǎn)的需要，F(xiàn)FS包裝也將獲得更深入的推廣使用。隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)安全、環(huán)保及節(jié)約資源的限制要求，傳統(tǒng)包裝形式的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越小。五層共擠POD技術(shù)生產(chǎn)的薄膜具備高性能的綜合機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)新型樹脂原料的出現(xiàn)也推動(dòng)五層共擠(POD)吹膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新的突破，設(shè)備與原材料的協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了重載包裝膜的顯著減薄，為節(jié)約能源消耗、減少環(huán)境污染做出了貢獻(xiàn)。

結(jié) 語(yǔ)

大多數(shù)生產(chǎn)工藝技術(shù)提升的原動(dòng)力都來(lái)源于市場(chǎng)發(fā)展的需求。下游的包裝制品隨著自動(dòng)化程度的提高，對(duì)包裝膜提出更多的功能要求，例如環(huán)保和節(jié)能對(duì)包裝材料提出的輕量化要求、生產(chǎn)自動(dòng)化程度及高產(chǎn)低耗的需求等，這些都需要有新的加工工藝和裝備與之相適應(yīng)，五層共擠（POD）成型工藝替代三層共擠已經(jīng)成為趨勢(shì)，它的優(yōu)勢(shì)已在不同的薄膜生產(chǎn)制造企業(yè)中得到了充分的驗(yàn)證。