新型高阻隔PE材料

文摘   2024-02-29 00:10   广东  

原文标题:EVOH- $ Topcoat-Free


副标题:高阻隔的透明PE解决方案


文章来源:美国FTA“FLEXO“杂志2022年6月刊


通过行业里几家供应商的联合研发,推出高阻隔性能单一组份透明PE材料,可以替代原有的镀铝PP膜。这种创新的材料不含聚乙烯醇(EVOH)也不需要加上涂层,这项技术的基础是在MDO拉伸PE膜加上氧化铝淀积。BOBST、DOW、ZERMATT及SUN CHEMICAL四家公司着眼可持续性包装的发展趋势(三大趋势分别是单一组份材料;可降解材料;可生物分解、生物基及纸张纤维基材料),选定开发单一组份材料。目标是PP/PE基的树脂成分,可以提高可循环性能。根据软包装循环经济指引(CEFLEX)的定义,单一组份材料必须跟现有的回收流程兼容,并含有至少90%(依重量)的PE或PP。


图1 可持续包装发展的三大方向


具体开发的历程是:


  • 由DOW开发树脂:兼具良好抗热及涂布吸收性能,以符合阻隔要求

  • 由ZERMATT吹制薄膜:在其西班牙工厂吹制12卷MDO拉伸PE膜

  • 薄膜材料送到BOBST在意大利的技术中心,在其涂布机上涂布底涂

  • 采用GEN II处理技术,将氧化铝淀积到底涂上,加上胶水,再跟PE材料复合起来

  • 图3显示使用不同底涂A、B、C、E的结果,其中C跟E无法形成有效的阻隔性能因此被淘汰

  • 使用底涂A及B加上氧化铝淀积均可符合水蒸气穿透率低于2克/平方米-天及氧气穿透率低于1立方厘米/平方米-天的阻隔要求


图2 材料生产流程



图3



结构及解决方案

以包装的结构来看,市场有两大趋势:


  • 包装简化(减薄、减层)

  • 从不可回收的多组份材料转变为可回收的单组份材料


图4是一个直观的比较,左边是传统的多层复合结构,右边是传统单组份的材料(MDO拉伸PE与EVOH供挤层,可以改善氧气阻隔性能,还能提高氧化铝淀积的效果,都是为了提高整体的阻隔性能)。


图4


优化及经济性

新型材料的设计目标是使用单独PE材料改善回收性能又能满足高阻隔要求并兼具经济性。背后关键的技术是采用扩散涂布方式替代共挤,将更薄的氧化铝层施作在PE材料上。


真快淀积技术可以生成极薄且有效的阻隔层,但实际的性能还得由涂布的物质决定。结合真空干式涂布及湿式扩散涂布的特点,加上优化的底膜,是制造本文新型材料的关键。图5显示新型材料中PE的含量可达93%。


图5


复合强度

图6显示新型材料的水份及氧气阻隔性能均有提升,这种透明材料的阻隔性能与PP镀铝膜相当,并且复合强度(2~3N/15分钟)也能满足市场要求。


图6


关于作者:


Kevin McNally是Bobst公司的北美区销售经理,Bobst的oneBARRIER就是本文中介绍的创新单组份环保材料。


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