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食品包装专用CPP流延聚丙烯薄膜综述

时间:2021-07-23 来源网站:江苏化工机械网

食品包装专用CPP(流延聚丙烯)薄膜综述

何谓CPP?

CPP是在塑料工业中通过流延挤塑工艺生产的聚丙烯(PP)薄膜。该类薄膜与BOPP(双向聚丙烯)薄膜不同,属非取向薄膜。严格地说,CPP薄膜仅在纵向(MD)方向存在某种取向,主要是由于工艺性质所致。通过在冷铸辊上快速冷却,在薄膜上形成优异的清晰度和光洁度。

CPP薄膜的主要特性包括:

与LLDPE、LDPE、HDPE、PET、PVC等其它薄膜相比,成本更低,产量更高(平方英尺/磅或平方米/公斤)。

比PE薄膜挺度更高。

水气和异味阻隔性优良。

多功能,可作为复合材料基膜。

可进行金属化处理。

作为食品和商品包装及外包装,具有优良的演示性,可使产品在包装下仍清晰可见。

虽然有些PP薄膜通过流延工艺进行生产,用于卫生领域或作为含填料和其它添加剂的合成纸,但是CPP薄膜一词通常指适用于层压、金属化和包装等应用领域的高清晰度薄膜。

当前用途和潜在用途:

当前用途:

服装、针织品和花卉包装袋。

小袋。

外包装。

文件和相册薄膜。

食品包装。

金属化薄膜,适用于阻隔包装和装饰。

潜在用途:

泡罩包装(代替PVC)。

食品外包装。

糖果外包装(扭结膜)。

药品包装(输液袋)。

在相册、活页夹和文件等领域代替PVC。

合成纸。

不干胶带。

报告封面。

名片夹。

圆环活页夹。

站立袋复合材料。

为何 CPP薄膜具有如此大的吸引力?

低成本:与 PET、LLDPE、LDPE等材料相比,具有价格优势。与 LLDPE相比, 5-10%的价差另加2%的密度差异是吸引之处, 购买树脂按英尺大批量生产时, 更具有吸引力。每磅或每公斤价格差异较大, 具体根据当地市场环境及购买量而 定。

光洁度高,透明度优良:由于流延薄膜内在的快速冷却性质, 可形成优异的光洁度和透明度。对于要求清晰度较高的包装用途而 言, 这一特性使PP薄膜成为首选材料。能提供透明窗口, 使内装物清晰可见,特别适合于软包装市场。

通过电晕处理后,便于使用各种工艺进行印花。这一特性能改进薄膜的最终外观。

耐热性优良。由于PP 软化点大约为266℉(140℃), 该类薄膜可用于热灌装、蒸煮袋、无菌包装等应用领域。

耐酸、耐碱、耐油脂性能优良, 使之成为面包产品包装或层压材料等领域的首选材料。

$分页符$食品接触安全, 演示性能优良, 不 会影响内装食品的风味或余味。

可选择不同 品级的树脂以获得所需的特性(如:清晰度、封合性或金属化效果)。

CPP薄膜典型应用厚度:

产品 薄膜厚度

(微米) (密尔)

衬衣包装 25-30 1.0-1.2

针织服装包装 30-50 1.2-2.0

袜类包装 30 1.2

毯制品包装 50-65 2.0-2.5

烘烤产品包装 25-50 1.0-2.0

饼干包装 25-50 1.0-2.0

面包包装 25-50 1.0-2.0

蛋糕包装 25-50 1.0-2.0

花卉包装 25 1.0

糖果包装袋 30-38 1.2-1.5

卫生纸、棉纸外包装 25 1.0

金属化处理 20-40 0.8-1.6

蒸煮袋 30-100 1.2-4.0

层压材料 20-120 0.8-4.7

市场规模:

据CMAI估计,全球热塑性塑料需求量2001年为2714亿磅(1.357亿吨),PP占聚合物总用量的22%。西欧、北美和亚洲是聚丙烯主要消费地,占全球总需求量的78%。仅日本、东南亚、中国和韩国就占全球PP总需求量的39%。

据美国市场研究机构Freedonia Group预测,美国PP薄膜总需求量截止2002年实现大约4.5%的平均年增长率,达到13.43亿磅(671,500吨)。然而,上述薄膜大多数属于BOPP薄膜。食品包装预计占这一需求量的85%。在美国,CPP薄膜不如在其它地区流行,但是,最近也开始扩大在层压材料领域的用途。根据Borealis数字显示,西欧PP市场预计达162亿磅(810万吨)。CPP薄膜2003年市场规模预计达8.46亿磅(423,000吨),主要应用领域是层压材料和食品包装。

流延聚丙烯薄膜,尤其是金属化品级,在亚洲食品包装市场极具优势。该材料外观优美(通常由高冲击性图形产生),致使需求量高涨。例如,日本1997年CPP薄膜用量高达2.64亿磅(120,000吨)。

在拉丁美洲,CPP薄膜开始受市场青睐,应用也越来越广泛。据Freedonia Group预测,包装用PP预计达8.8亿磅(400,000吨)左右。

$分页符$ CPP薄膜发展趋势

市场份额增长,PVC、PS和PE市场份额随之下降。

在要求较高的应用领域,大量采用共挤结构。

封合特性改进。

积垢等加工问题得以解决。

薄膜生产、辅助操作和最终用途等领域生产效率提高。

金属粘合性增强。

PP在甜品、色拉、冷冻食品罐盖、果浆、小吃、糖果小袋、剥离结构、扭结薄膜等非传统的市场上增大市场份额。

在面包、饼干、面食制品、点心等要求不高的包装领域,作为一种成本低廉的选择方案,代替BOPP薄膜。

生产设备:

CPP薄膜生产设备可采用简单单层流延挤塑线,也可采用更为灵活的成套3层生产线。设备的种类和规范由预期生产的产品和薄膜最终用途决定。

单层线投资较小,适合于生产用于花卉包装等用途的薄膜、层压薄膜和胶粘薄膜。共挤线具有优异的灵活性,可结合生产均聚物和共聚物PP级结构的材料。对于共挤线来说,也有两种选择方案:采用两台挤塑机组合,能生产ABA结构,但存在某些局限性;采用三台挤塑机组合,生产范围更广,能生产单层结构(AAA),或表层采用相同材料(ABA)或不同材料(ABC)共挤结构。

用于生产CPP薄膜、具有竞争优势的多数现代型生产线往往涉及行业标准级的3层共挤。通常情况下,往往采用能生产膨体型结构层的大型挤塑机(4英寸或 6英寸 - 100毫米或150毫米)生产芯层。表层由小型挤塑机(2.5英寸或3.5英寸- 60毫米90毫米)喂料,可在金属化过程中获得密封特性或性能更佳的特别效果。

为何采用共挤技术?

能混合不同品级的PP。

可提高封合特性。

仅在表层采用价格较高的添加剂,可降低成本。

芯层可采用回用材料。

表层采用特种PP品级,可提高层压性能。

针孔量小。

与CPE(流延聚乙烯)薄膜相比,CPP薄膜生产要求更高更复杂。因此,设备配置时,应考虑清晰度和厚度均匀性的要求。可以说,自动模头是确保厚度均匀性的必由之路。但是,如果冷铸辊和铸塑装置不能确保均匀的冷却效果,自动模头取得的效果将前功尽废。积垢及积垢对薄膜清晰度造成的影响不尽相同,主要决定于冷铸辊温度设置和其它参数的设置。十分轻微的厚度不均也会在冷铸辊上形成印和凸块,使之不再可用。针抓装置设计、软化箱设计与规范等因素都会对薄膜质量造成巨大影响。采用成功的设计,可确保熔体萃取物和冷铸辊之间更加紧密地接触,生产出清晰度更高的薄膜产品,高速生产时亦不例外。

电晕处理后还必须进行温度控制,以便于基料输送,避免形成皱折和缺陷。同时,必须妥善设计成卷机,才能确保材料准确成卷,否则,材料老化后会收缩,易于在多层薄膜形成时粘连或印扩散。CCP卷材通过气隙模式成卷。空气量由“夹定齿轮”的设计和可调性决定,夹定齿轮对薄膜边缘进行休整,便于空气夹入。同时,还应采用送膜辊,以便更加精确地控制卷材硬度。

采用自动模头和生产过程全面计算机控制,包括物料输送和计量,可确保加工流程均匀一致,降低外部变量对薄膜质量造成的影响。同时,采用合理的螺杆设计,通过计算机控制温度,可更加准确地控制物料熔融,避免在薄膜表面形成凝粒。

$分页符$ 加工设备趋势

由于生产工艺十分复杂,CPP生产过程中并不能实现高速挤塑。虽然近年来获得了适当改进,但是,与拉伸薄膜等其它产品相比,生产速度仍然较低。由于薄膜质量主要决定于光学特性和凝粒计数,因此,必须降低速度,提高质量,才能取得更好的效益。如果加快速度,会缩短冷却时间,让更多空气夹入薄膜和冷铸辊之间。但是,这与市场预期存在冲突。为解决这些问题,现已开发出改进型软件箱和真空箱。作为权宜之计,有些生产商开始采用宽度更大的生产线,以增大容量,以及降低边角料在总产出中产生的比例。现在,生产160-180英寸(4.0-4.5米宽)CPP薄膜主卷的生产线并不少见。业界一直致力于改进成卷机设计,以便准确控制成卷条件,确保卷材符合规范。

CPP 挤塑线主要部件:

混合系统

挤出机(通常为3套)

供料头和自动模头

软化-真空两用箱

铸塑装置

核子测定仪

处理站

成卷机

回收系统

综合控制系统

材料和薄膜特性

材料现状必然会影响CPP市场,促进市场增长。突出趋势包括:

开发新型 PP 品级。

采用新型催化技术,形成不同的材料结构(由Borealis及basell开发)

高结晶PP

无规多相共聚物

超柔性 PP

高熔体强度PP

茂金属基PP,该类材料由Exxon 和 Dow等公司开发

加工性优良

清晰度高

挺度优良

密封性能优良

萃取物含量低

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