應(yīng)用范圍包括制造可延長保質(zhì)期的阻隔性包裝材料和強(qiáng)度增大的拉伸膜
美國威斯康星州奇普瓦瀑布市2009年3月27日訊：美國EDI擠出模頭公司（Extrusion Dies Industries, LLC）今天宣布推出一項平擠出模頭系統(tǒng)的創(chuàng)新成果，可對流延膜和板材的關(guān)鍵功能層進(jìn)行倍增操作，在不增加總體厚度或原料用量的前提下，顯著改善產(chǎn)品的性能。該公司將參加NPE2009展覽會（85007展臺），屆時將介紹這種新技術(shù)。
據(jù)EDI介紹，通過這種新的“微層”技術(shù)，采用擠出工藝的加工廠商和基材加工商可提高產(chǎn)品的抗沖擊強(qiáng)度、拉伸率、氧氣和水分阻隔性等性能。它的潛在應(yīng)用范圍非常廣泛，既包括工業(yè)包裝材料，也包括硬質(zhì)和軟質(zhì)阻隔性包裝材料。
改進(jìn)的關(guān)鍵是EDI為實施陶氏化學(xué)公司（The Dow Chemical Company）的共擠出專利工藝而開發(fā)了一種特殊工具，即“復(fù)合層倍增器”，對來自標(biāo)準(zhǔn)共擠塊的“三明治”結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后的結(jié)構(gòu)中由一層或多層被分為多個微層。與不使用復(fù)合層倍增器而直接將原始的三明治結(jié)構(gòu)從共擠塊轉(zhuǎn)移到擠出模頭相比，這種技術(shù)制造的共擠出產(chǎn)品的總厚度不會增加。
負(fù)責(zé)這項技術(shù)的副總裁Gary D. Oliver說：“EDI曾受美國國防部的委托，開發(fā)保質(zhì)期長的軍用食品包裝容器。我們在這項工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改造我們的復(fù)合層倍增系統(tǒng)，對共擠形成的三明治結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的功能層材料進(jìn)行選擇性的倍增，例如阻隔層。在產(chǎn)品體積一定的情況下，阻隔性樹脂的用量一點也不會增加，而這種層數(shù)的增加會產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，與常規(guī)的阻隔材料共擠出工藝相比，氧侵入量可減少3至5倍”。
Oliver舉例說明了標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)阻隔性包裝容器。通常這種用途的結(jié)構(gòu)采用單阻隔層，而使用EDI的復(fù)合層倍增系統(tǒng)生成的結(jié)構(gòu)則包含四個阻隔性微層。兩種結(jié)構(gòu)的阻隔材料用量相同，但單阻隔層結(jié)構(gòu)兩側(cè)的氧傳輸率顯著大于四阻隔層結(jié)構(gòu)（見表1）。
Barrier-Layer Multiplication in Rigid Packaging Sheet Reduced Oxygen Transmission by 65 to 80%
|
Coextrusion
Structure (a) |
OXYGEN TRANSMISSION RATE (b) |
|
Days after Retort |
|
0 |
1 |
3 |
5 |
7 |
14 |
21 |
30 |
|
One
Barrier Layer |
Side
A |
0.188 |
0.167 |
0.160 |
0.153 |
0.148 |
0.136 |
0.129 |
0.121 |
|
Side
B |
0.153 |
0.136 |
0.116 |
0.108 |
0.100 |
0.090 |
0.073 |
0.063 |
|
Four Barrier Micro-layers |
Side A |
0.031 |
0.025 |
0.023 |
0.023 |
0.022 |
0.023 |
0.022 |
0.021 |
|
Side B |
0.039 |
0.040 |
0.038 |
0.037 |
0.022 |
0.022 |
0.022 |
0.022 |
(a) Rigid packaging containers of similar overall wall thickness.
(b) In cubic centimeters per package day. Measured at 85% relative humidity, 20 deg. C., in 100% oxygen.
拉伸膜方面，EDI同樣證明，使用商品級樹脂形成多個彼此間隔的“性能”材料層，可以提高拉伸膜的拉伸強(qiáng)度。在一系列的測試中，EDI對以下三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較：1）標(biāo)準(zhǔn)的五層聚乙烯結(jié)構(gòu)，外層為“結(jié)合”層，內(nèi)核是三層線性低密度聚乙烯（LLDPE），分別帶有己烯、丁烯和己烯共聚單體側(cè)鏈；2）14層結(jié)構(gòu)，核心進(jìn)行倍增四倍的操作；以及核心進(jìn)行倍增16倍操作的50層結(jié)構(gòu)。復(fù)合層倍增操作可顯著改善強(qiáng)度性能以及關(guān)鍵的“拉伸”性能。（見表2）。
Core-Layer Multiplication in Stretch Film Yields Substantial Increases in Toughness and Elongation
|
Property |
ASTM Test |
Stretch Film
|
|
5-Layer (a)
(Un-multiplied Core) |
14-Layer (b)
(Core Multiplied 4X) |
50-Layer (c)
(Core Multiplied 16 X) |
|
Tensile Strength,
psi |
D882-02 |
3,596 |
3,865 |
4,655 |
|
Elongation at
break, % |
D882-02 |
601 |
689 |
762 |
|
Tear Resistance,
lb. |
D1922-
06a |
0.433 |
0.642 |
0.636 |
|
Impact Resis-
tance, joules |
D3420-95 |
0.286 |
0.391 |
0.357 |
(a) Five-layer polyethylene structure without layer multiplication: outer cling layers plus core consisting of linear low density polyethylene layers with hexene, butene, and hexene co-monomer side chains, respectively.
(b) Cling layers plus 12 core layers; overall thickness unchanged.
(c) Cling layers plus 48 core layers; overall thickness unchanged.
照片說明：示意圖表明EDI的復(fù)合層倍增系統(tǒng)如何將7層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為82層結(jié)構(gòu)。左側(cè)是離開共擠塊（圖中沒有）的三明治結(jié)構(gòu)，有5個內(nèi)層或核心層，經(jīng)四倍倍增操作后變?yōu)?0層，然后再進(jìn)行四倍倍增，變?yōu)?0層；右側(cè)為增加2個表面層，使總層數(shù)達(dá)到82層。
EDI 圖標(biāo)
美國EDI擠出模頭公司（EDI）是板材、薄膜、擠出涂布、流體涂布及切粒用平模頭的國際領(lǐng)先供應(yīng)商。本公司設(shè)計并生產(chǎn)模頭、共擠塊、封口系統(tǒng)，真空箱和其它相關(guān)設(shè)備。本公司的子公司包括位于德國 Reichshof-Wehnrath 的 EDI GmbH 股份有限公司和位于上海的EDI中國公司。EDI在美國、德國和中國設(shè)有工廠，專門改造該公司及其他供應(yīng)商生產(chǎn)的模頭，并在日本有一家許可改造廠。EDI的總部設(shè)在美國威斯康辛州奇普瓦瀑布市，專注于全球市場。請瀏覽：www.extrusiondies.com 和 www.reworkdies.com。電子郵件：sales@extrusiondies.com。
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