Verbundsubstrate
Häufig verwendete Verbundsubstrate
Im Bereich flexible VerpackungenVerbundfilmZu den häufig verwendeten Verbundsubstraten gehören:biaxiale Polyesterfolie (BOPET),Biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), biaxial orientierte Nylonfolie (BOPA),Gießen einer Polypropylenfolie (CPP), Gießen von Polyethylen (CPE), Blasen von PE,usw. und ein Teil der oben genannten Filme mit Oberflächenbehandlung durch Beschichtung oder Dampfmodifizierung. Neben den oben genannten traditionellen Substratmaterialien wird die coextrudierte Verbundfolie aufgrund der rasanten Entwicklung auch häufig in flexiblen Verpackungen verwendet.
Coextrudierte Folie (Aufwärtsblasen und Abwärtsblasen)
Was ist eine coextrudierte Folie?
Unter coextrudierter Folie versteht man eine durch mehrschichtiges Coextrusionsverfahren hergestellte Polymerfolie mit hervorragenden Barriereeigenschaften, mechanischen Eigenschaften, Formeigenschaften und Heißsiegeleigenschaften. Aufgrund des Prozesses ohne weitere Laminierung treten keine Probleme mit Tinte, Klebstoffen, Zusatzstoffen und anderen Lösungsmittelrückständen auf, sodass die Coextrusionsformtechnologie immer häufiger eingesetzt wird. Die mehrschichtige Coextrusion ist eine Art umweltfreundlicher Produktionsprozess , insbesondere für die aktuelle Lebensmittelverpackungsindustrie. Alle Rohstoffe, die durch Lebensmittelhygiene und -sicherheit zertifiziert sind, werden über eine spezielle Zufuhrleitung zugeführt, ohne dass Rohstoffe freigesetzt werden und keine Umweltverschmutzung entsteht. Die Klebeschicht besteht aus lebensmittelechten Rohstoffen, die ungiftig für die Umwelt, Lebensmittel und den menschlichen Körper sind. Bei der herkömmlichen Laminiertechnologie treten keine Lösungsmittelrückstände auf. Coextrudierte Folien können einzeln oder in Kombination mit anderen Substraten verwendet werden.
(1) Definition
Unter Coextrusionsverbundwerkstoffen versteht man die Verwendung von drei oder mehr Einschneckenextrudern, bei denen Harzrohstoffe mit unterschiedlichen Funktionen wie PE, PP, Nylon (PA), EVOH usw. verschmolzen und extrudiert werden, um sie in mehreren Schichtdüsenkopf durch den jeweiligen Fließkanal führen und nach dem Blasformen und Abkühlen die mehrschichtige coextrudierte Verbundfolie erzeugen. Die gängigen Verarbeitungsmethoden der Mehrschicht-Coextrusion werden in drei Arten unterteilt: luftgekühltes Aufblasen, wassergekühltes Abwärtsblasen und Bandgießen.
Nicht jede Art von Kunststoffrohmaterial kann gleichzeitig verschiedene Leistungsmerkmale aufweisen, aber die mehrschichtige coextrudierte Folie kann alle Arten verschiedener Harze miteinander kombinieren und so die Vorteile verschiedener Harze integrieren, um so eine Folie herzustellen mit umfassenden Eigenschaften und erfüllen die unterschiedlichen Verpackungsanforderungen, was eine der wichtigsten Eigenschaften der coextrudierten Folie ist. Die Mehrschicht-Coextrusion ist eine Kunststoffverarbeitungstechnologie, die in den 1960er Jahren entwickelt wurde, und unser Land begann Mitte der 1980er Jahre mit der Einführung dieser Technologie aus Deutschland und Kanada. Derzeit wurde die mehrschichtige Coextrusionstechnologie in China rasant entwickelt. Mittlerweile gibt es in China Hunderte importierter Produktionslinien, darunter W&H aus Deutschland, Reefenhauser, Bindun aus Kanada, GAP aus Italien usw.; Darüber hinaus haben einige chinesische Produktionslinien auch einen hohen Marktanteil.
(2) Eigenschaften
Das coextrudierte Verbundwerkstoffverfahren weist die folgenden Merkmale auf:
• Die Struktur einer coextrudierten Verbundfolie kann eine Vielzahl von Funktionen gleichzeitig erfüllen, indem Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften entsprechend den spezifischen Anforderungen kombiniert werden. Beispielsweise erfordern Heißsiegel- und Verpackungsmaschinen gute mechanische Verarbeitungseigenschaften der Folie. Die Lösung besteht darin, dass MDPE (Polyethylen mittlerer Dichte) oder HDPE (Polyethylen hoher Dichte) in der mehrschichtigen Struktur verwendet werden kann, um die Festigkeit und Zähigkeit der Folie zu verbessern und eine gute mechanische Verarbeitungsleistung sicherzustellen. Für die Innenschicht kann PE mit besserer Heißsiegelleistung verwendet werden, um sowohl eine gute Heißsiegelleistung als auch eine gute Maschinenleistung zu erzielen. Bei Verpackungen mit höheren Anforderungen können PA und EVOH als Barriereschicht für Produktfolien mit hoher und mittlerer Barriereleistung verwendet werden, wodurch die Haltbarkeit des Inhalts in der Verpackung effektiv verlängert wird.
• Kostenreduzierung: Die Mehrschicht-Coextrusionstechnologie ist ein einmaliger Formprozess ohne andere traditionelle Prozesse wie Laminieren oder Beschichten. Es reduziert effektiv die Kosten für Rohstoffe und Produktion. Unter der Prämisse, die Kundenanforderungen zu erfüllen, kann darüber hinaus das Ziel erreicht werden, den Verbrauch und die Kosten von Materialien zu reduzieren, indem die Dicke der erforderlichen Harzrohstoffe minimiert wird, wobei die einzelne Schicht nur 2 bis 3 μm dünn ist.
• Zur Anpassung an unterschiedliche Verpackungsanforderungen können verschiedene Strukturkombinationen von Folien entworfen werden. Durch das Strukturdesign können verschiedene Materialien für unterschiedliche Kombinationen die Leistung verschiedener Rohstoffe voll ausschöpfen und so den Kundenanforderungen an unterschiedliche Verpackungszwecke effektiv gerecht werden. Je mehr Schichten vorhanden sind, desto flexibler ist die Strukturgestaltung. Beispielsweise kann durch das Design der Barriereschicht mit der gleichen Produktserie eine hohe Barriere, eine mittlere Barriere oder keine Barriere erzeugt werden, und durch das Strukturdesign kann die Farbänderung der coextrudierten Folie realisiert und damit Folien hergestellt werden verschiedene Farben durch Zugabe von Farbmasterbatch in die mehrschichtige Coextrusionsstruktur.
• Breites Anwendungsspektrum. Das coextrudierte Verbundfolienmaterial eignet sich für alle Verpackungsbereiche: Lebensmittel, tägliche Chemikalien, Getränke, Medikamente, elektronische Produkte, Schutzfolien usw. Mit der Entwicklung der mehrschichtigen Coextrusionstechnologie wird der Anwendungsbereich erweitert immer umfangreicher.
(3) Struktur
Die Struktur coextrudierter Verbundfolien kann in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: symmetrische Struktur (A/B/A oder A/B/C/B/A) und asymmetrische Struktur (A/B/C) mit 3 bis 11 Schichten in der Mehrheit. Hier ist als Beispiel ein typischer Aufbau einer 5-schichtigen coextrudierten Folie.
Gemäß der obigen Tabelle besteht die symmetrische Strukturschicht einer mehrschichtigen Verbundfolie aus drei Funktionsschichten: Barriereschicht, Verbindungsschicht und Stützschicht.
• Barriereschicht: Die Barriereschicht dient der Sauerstoff- und Wasserbeständigkeit bzw. der Öl- und Durchdringungsbeständigkeit. Durch die Steuerung der Dicke der Barriereschicht kann sichergestellt werden, dass die Barriereleistung der Folie für unterschiedliche Verpackungsanforderungen geeignet ist. Als Barrierematerialien werden häufig EVOH, PVDC und PA verwendet. Verschiedene Barrierematerialien können separat verwendet werden, um eine Reihe von Verpackungsfolien mit hoher Barriere zu bilden, und PA und EVOH können auch in Kombination verwendet werden, um die Vorteile der beiden Materialien voll auszunutzen.
• Trägerschicht: Das allgemeine Material mit symmetrischer Struktur verfügt über zwei Stützschichten, die innere Schicht wird zum Heißsiegeln verwendet, die sogenannte Heißsiegelschicht, und die äußere Schicht wird direkt als Außenseite der Verpackungsfolie oder zum Drucken verwendet, die sogenannte Druckschicht. Die Trägerschicht erfordert eine gute mechanische Festigkeit, Heißsiegelung, Wasserdampfsperre, Transparenz und Bedruckbarkeit. Im Allgemeinen wird LDPE oder ein LDPE/LLDPE-Mischmaterial ausgewählt. Die Trägerschicht verwendet im Allgemeinen eine Kombination verschiedener Arten von Polyolefinen, hauptsächlich entsprechend den Anforderungen unterschiedlicher Inhalte für die Verpackungsfolie.
• Klebeschicht: Der Haupteffekt der Klebeschicht besteht darin, die Barriereschicht und die Stützschicht zu verbinden, um die Abziehkraft zwischen den Schichten sicherzustellen. Die Wahl des Materials und der Dicke der Klebeschicht richtet sich im Allgemeinen nach dem Material der Trägerschicht und der Barriereschicht sowie der erforderlichen Klebefestigkeit.
Zu den gängigen Strukturen gehören 7 Schichten, 9 Schichten, 11 Schichten usw. PE stellt das Trägerschichtmaterial und PA das Barriereschichtmaterial dar, die die Struktur einer mehrschichtigen coextrudierten Folie veranschaulichen.
Typischer symmetrischer Aufbau:
| PE/Kabelbinder/PA/Kabelbinder/PE | Maschinell hergestellt für 5 Schichten oder mehr |
| PE/Krawatte/EVOH/Krawatte/PE | |
| PE/Krawatte/PA/EVOH/PA/Krawatte/PE | Maschinell hergestellt für 7 Schichten oder mehr |
Typische asymmetrische Struktur:
| PA/Krawatte/PE/Krawatte/PA/Krawatte/PE | Maschinell hergestellt für 7 Schichten oder mehr |
| PA/Krawatte/PP/Krawatte/PA/Krawatte/PP | |
| PA/Krawatte/PE/Krawatte /PA/EVOH/PA/Krawatte/PE | Maschinell hergestellt für 9 Schichten oder mehr |
| PA/Krawatte/PP/Krawatte/PA/EVOH/PA/Krawatte/PP |
Aus der obigen Tabelle geht hervor, dass coextrudierte Folien mit 9 Schichten oder mehr eine große Flexibilität aufweisen. Beispielsweise kann die Verwendung einer 9-Schicht-Maschine zur Herstellung einer asymmetrischen PA-Folie zwei Schichten mehr erfordern als eine 7-Schicht-Maschine, die durch Zugabe verschiedener Additive oder Farbmasterbatches verschiedene Funktionen oder Farben realisieren kann. Mit zunehmender Anzahl von Schichten wird die Verarbeitung jedoch schwieriger, sodass die mehrschichtige Coextrusion im Allgemeinen 5 bis 11 Schichten umfasst.
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