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新型高阻隔 PE 材料:高阻隔的透明 PE 解決方案



經過行業裡幾家供應商的聯合研發,推出高阻隔性能單一組份透明 PE 材料,可以替代原有的 PP 鍍鋁膜。這種創新的材料不含聚乙烯醇(EVOH),也不需要加上塗層,這項技術的基礎是在 MDO 拉伸 PE 膜加上氧化鋁淀積。


BOBST、DOW、ZERMATT 及 SUN CHEMICAL 等四家公司著眼於可持續性包裝的發展趨勢(三大趨勢分別是單一組份材料;可降解材料;可生物分解、生物基及紙張纖維基材料),選定開發單一組份材料。目標是 PP/PE 基的樹脂成分,能夠提高可回收性能。根據軟包裝回收經濟指引(CEFLEX)的定義,單一組份材料必須跟現有的回收流程相容,並含有至少 90 %(依重量)的 PE 或 PP。


圖1 可持續包裝發展的三大方向



具體的開發歷程是:


- 由 DOW 開發樹脂:兼具良好抗熱及塗布吸收性能,以符合阻隔要求


- 由 ZERMATT 吹製薄膜:在其西班牙工廠吹製 12卷 MDO 拉伸 PE 膜


- 薄膜材料送到 BOBST 在義大利的技術中心,在其塗布機上塗布底塗


- 採用 GEN II 處理技術,將氧化鋁淀積到底塗上,加上膠水,再跟 PE 材料貼合起來


- 圖3 顯示使用不同底塗 A、B、C、E 的結果,其中 C 跟 E 無法形成有效的阻隔性能,因

此被淘汰


- 使用底塗 A 及 B 加上氧化鋁淀積,均可符合水蒸氣穿透率低於 2 公克/平方米-天及氧氣

穿透率低於 1 立方公分/平方米-天的阻隔要求


圖2 材料生產流程



圖3


 

結構及解決方案


以包裝的結構來看,市場有兩大趨勢:


- 包裝簡化(減薄、減層)


- 從不可回收的多組份材料轉變為可回收的單組份材料


圖4 是一個直觀的比較,左邊是傳統的多層複合結構,右邊是傳統單組份的材料。

(MDO 拉伸 PE 與 EVOH 供給層,可以改善氧氣阻隔性能,還能提高氧化鋁淀積的效果,都是為了提高整體的阻隔性能)


圖4


 

優化及經濟性


新型材料的設計目標是使用單獨 PE 材料改善回收性能,又能滿足高阻隔要求並兼具經濟性。背後的關鍵技術是採用擴散塗布方式替代供給,將更薄的氧化鋁層施作在 PE 材料上。


真快淀積技術可以生成極薄且有效的阻隔層,但實際的性能還得由塗布的物質決定。結合真空乾式塗布及濕式擴散塗布的特點,加上優化的底膜,是製造本文新型材料的關鍵。圖5 顯示新型材料中 PE 的含量可達 93 %。


圖5


 

貼合強度


圖6 顯示新型材料的水份及氧氣阻隔性能均有提升,這種透明材料的阻隔性能與 PP 鍍鋁膜相當,並且貼合強度(2~3 N/15分鐘)也能滿足市場要求。


圖6


 

※ 本文翻譯自美國 FTA " FLEXO " 雜誌 2022年 6月刊

原文標題:EVOH- $ Topcoat-Free

由「信華柔印科技 * 嘉昱有限公司」提供予「台灣柔版印刷協會」網站使用


※ 作者:Kevin McNally

Bobst 公司 北美區銷售經理

Bobst 的 oneBARRIER 就是本文中介紹的創新單組份環保材料


※ 譯者:信華柔印科技 * 嘉昱有限公司--林嘉彥 先生




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