應用范圍包括制造可延長保質期的阻隔性包裝材料和強度增大的拉伸膜
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的創新成果，可對流延膜和板材的關鍵功能層進行倍增操作，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。
據EDI介紹，通過這種新的“微層”技術，采用擠出工藝的加工廠商和基材加工商可提高產品的抗沖擊強度、拉伸率、氧氣和水分阻隔性等性能。它的潛在應用范圍非常廣泛，既包括工業包裝材料，也包括硬質和軟質阻隔性包裝材料。
改進的關鍵是EDI為實施陶氏化學公司（The Dow Chemical Company）的共擠出專利工藝而開發了一種特殊工具，即“復合層倍增器”，對來自標準共擠塊的“三明治”結構進行轉化，轉化后的結構中由一層或多層被分為多個微層。與不使用復合層倍增器而直接將原始的三明治結構從共擠塊轉移到擠出模頭相比，這種技術制造的共擠出產品的總厚度不會增加。
負責這項技術的副總裁Gary D. Oliver說：“EDI曾受美國國防部的委托，開發保質期長的軍用食品包裝容器。我們在這項工作的基礎上，進一步改造我們的復合層倍增系統，對共擠形成的三明治結構中關鍵的功能層材料進行選擇性的倍增，例如阻隔層。在產品體積一定的情況下，阻隔性樹脂的用量一點也不會增加，而這種層數的增加會產生協同效應，與常規的阻隔材料共擠出工藝相比，氧侵入量可減少3至5倍”。
Oliver舉例說明了標準的硬質阻隔性包裝容器。通常這種用途的結構采用單阻隔層，而使用EDI的復合層倍增系統生成的結構則包含四個阻隔性微層。兩種結構的阻隔材料用量相同，但單阻隔層結構兩側的氧傳輸率顯著大于四阻隔層結構（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度。在一系列的測試中，EDI對以下三種結構進行了比較：1）標準的五層聚乙烯結構，外層為“結合”層，內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鏈；2）14層結構，核心進行倍增四倍的操作；以及核心進行倍增16倍操作的50層結構。復合層倍增操作可顯著改善強度性能以及關鍵的“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的復合層倍增系統如何將7層結構轉化為82層結構。左側是離開共擠塊（圖中沒有）的三明治結構，有5個內層或核心層，經四倍倍增操作后變為20層，然后再進行四倍倍增，變為80層；右側為增加2個表面層，使總層數達到82層。
EDI 圖標
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先供應商。本公司設計并生產模頭、共擠塊、封口系統，真空箱和其它相關設備。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、德國和中國設有工廠，專門改造該公司及其他供應商生產的模頭，并在日本有一家許可改造廠。EDI的總部設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。
