重包装袋要紧应用.docx

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重包装袋要紧应用

重包装袋要紧用于包装塑料原料、化肥、饲料、

大米和谷物。

它包括PP编织袋和纸袋和共挤PE

重包装袋。

共挤PE重包装袋是指用于全自动的成型

填充密封包装系统重包装袋，也称为FFS袋。

尽管

目前国内大多利用PP编织袋和纸袋作为重包装袋，

可是FFS袋以其具有的高性能和高包装效率正受到

愈来愈多的关注，专门是随着国内数个石化大项目

的陆续动工，使FFS袋在中国的前景极为看好

市场规模与前景最近几年来，美国FFS袋占工业用PE包装薄膜的

9．4％，年均增加率为4．6％，到2020年用于FFS袋

的PE树脂的消耗量将达到26．9万吨。

由于目前在

美国20～60Ib．（1ib=0．453kg）重的半干和干性自

由流动物品的包装大约有三分之二仍采纳牛皮纸

袋，因此能够说，FFS袋的用量在美国还有着庞大

的上升空间。

西欧在1998年的FFS袋市场规模为51．8万吨，

年均增加率为3．1％（A／vii数据）。

西欧60％的重包

装袋生产集中在意大利、德国、比利时和荷兰，因

为这些国家是西欧合成树脂生产量最集中的地域。

树脂包装袋在我国也是重包装袋的一个重要应

用市场，专门是最近几年来我国合成树脂的产量增加速

度已达到了两位数。

据统计，三年前的聚乙烯和聚

丙烯的产量已别离达到了529万吨和523万吨。

这

些新增生产能力绝大部份来自于大型生产装置，如

上海赛科、扬子一巴斯夫、中海壳牌等装置等。

尽管目前我国的树脂产品还要紧用PP编织袋

和纸袋来包装，可是编织袋和纸袋与FFS袋比起来

不管是在性能上仍是在包装系统的效率上都要逊色

很多，专门是在包装效率方面，预制的PP编织袋和

纸袋的包装速度一样仅为1200袋／小时，而且由于

袋的封口需要缝纫或用粘胶带而使包装的流程

加复杂，从而需要配置比全自动的FFS袋包装系统

更多的人力。

因此，FFS袋在我国重包装领域尤其

流动性好，能够提高价钱适应性和薄膜的透明度。

因此，实际生产中通常利用这两种材料的共混物，

混合比例为60％～75％（LLDPE）：

40％～25％（LDPE）。

依照最终应用和需要的机械性能，有可能需要

添加其他原料例如I-IDPE、茂金属聚乙烯和LLDPE

（超低密度聚乙烯）。

茂金属聚乙烯具有卓越的抗冲击强度和热封性

能，它给予PE工业用袋20％～30％的厚度下降空

间。

陶氏化学的辛烯mLLDPE大约在七年以前普遍

进入市场，令欧洲市场（包括陶氏利用的）共挤出

是树脂包装领域有着良好的市场前景。

进展驱动力

令市场愈来愈偏向于从复合纸袋或PP编织

袋转移利用到FFS袋的要紧驱动力来自于速度技术

的进展、薄膜生产设备的进步，和FFS袋设备技

术和包装速度的提高。

新的材料例如茂金属催化的聚乙烯、双峰

。

LLDPE、辛烯或已烯LLDPE的显现使得FFS袋的

抗冲击强度、抗穿刺强度、热封等性能显著提高。

这不仅使薄膜厚度能够降至更低的水平，从而提高

了FFS袋的经济效益和市场竞争力，而且也使制袋

机和FFS设备的操作速度取得了提高，而且为FFS

袋开启了更多的应用。

共挤出技术能够使FFS袋取得各类功能性结

构，从而提高袋的性能，而且假设在某一层当中利用

高性能树脂，还能够实此刻维持或提高性能的同

时降低层厚度。

共挤出技术的这种优势使共挤袋（主

若是三层袋）变得比单层袋加倍受到市场欢迎。

全自动的FFS系统的包装速度目前已经达到了

1600袋／小时，一些先进设备的速度可达到2000

袋／小时。

因此，高速度的FFS包装系统更适用于

那些具有高生产能力的大型生产装置。

利用的树脂类型

FFS袋的要紧原料为LLDPE和LDPE。

在北美

以聚乙烯为材料的工业用薄膜当中，LLDPE占了聚

乙烯树脂消耗量的65％，LDPE占28％。

乙烯和a．烯烃的共聚物LLDPE具有较高的断

裂伸长率。

而以辛烯和乙烯为支链的LDPE由于具

有优良的抗撕裂强度和抗刺穿强度，使得它们应用

在薄膜中能够显著降低FFS的厚度。

例如，欧洲广

泛利用LDPE作为FFS袋的要紧材料，加入乙烯

更LDPE可令袋厚从200m．tn降至160ram

具有长支链的LDPE比LLDPE熔体粘度低，

的树脂袋的标准厚度降至120ram。

HDPE或MDPE能够增强薄膜的拉伸强度和

硬度。

在共挤结构的中间层加入约30％的HDPE可

提高薄膜的抗拉伸强度和硬度，而且对撕裂强度无

太大的阻碍，适当的硬度提高使FFS袋在成型．填充

进程中不容易发生变形。

瑚）PE因共聚单体的含量高而且分子量散布

窄，使得熔融温度低且范围窄，适合添加在薄膜内

层，用以提高热封性能。

LDPE和LLDPE的典型密度为0．9189--0．925rect03；LLDPE密度为0．8959一0．9159／cm3：

HDPE为0．9459-,0．969，LDPE的熔体指数在

0．259-0．89／10min之间（低一些为宜）；LLDPE的熔体指数

为0．89-1．59，10min之间。

薄膜的性能要求

FFS袋几乎都是用薄膜形成生产，能够带或不

带折边。

依照顾用和生产商的要求，能够在线印刷

或压花，因此，要求薄膜具有严格的宽度和厚度

误差，以知足加工成品袋的要求。

大部份袋子的成

套幅宽为350mm560ram，典型的折边深度为

70mm一90mm。

为了尽可能减少换卷的次数，膜卷

直径一样为1000ram一1500mm（230kg．250kg）。

用作FTS袋的薄膜只有达到符合要求的机械性

能和拉伸强度、抗刺穿性、密封强度、摩擦系数、

填充热物质的热稳固性等，才能经受填充操作的力

量和负载，确保在搬运、贮存进程不发生破包泄漏。

阻碍FFS袋设计和机械性能要求的因素有：

产

品的重量和填充时的温度，填充系数的类型，搬运

和贮存的条件及封口类型。

第一需要考虑的因素是包装产品的重量，在重

量为25kg（例如树脂袋）时，薄膜厚度一样为5．5～

7mils（135mm一175mm）。

第二个因素是贮存中产生的载荷。

基于码垛的

贮存方式，FFS袋需要经受本身包装产品重量20

倍以上的力。

由于载荷很高，FFS袋必需要有足够

的硬度以幸免横向变形的发生，专门是当贮存温度

超过30℃时，变形的抑制会变得加倍困难，这就要

求在选择薄膜各层的原料时，必需要充分考虑贮存

中产生的载荷。

薄膜的抗撕裂强度超级重要，因为在贮存和运

输进程中包装袋有可能被刺穿和损坏，足够的抗撕

裂扩展力能够减少撕裂的传递，从而幸免漏包。

热封强度决定密封的质量，这关于保证FFS袋

能够经受包装袋从3m或更高的贮存地址跌落所产

生的冲击力。

内、外表面摩擦系数的不同性是FFS袋必需具

有的一项物理性质。

具体来讲，确实是袋子应该有较

高的外表面摩擦系数以避免码垛以后打滑，而内表

面摩擦系数那么应该较低，如此有助于在填充或包

装的进程中提高包装速度。

摩擦系数的提高可通过

压花或加入添加剂对薄膜表面进行改性来取得，

但必需注意压花必需在不降低薄膜的机械性能或薄

膜厚度的前提下来实施。

袋的吹塑技术

大多数FFS袋由吹膜的筒膜直接制成，因此其

生产线的宽度相对较小，薄膜的幅宽范围一样在

400mm～800mm之间，为了在两个轴向上取得拉伸

来提高薄膜的物理性能，通常利用小直径模头来获

得适合的吹胀比。

典型的FFS袋生产线模头直径为

150mm一200mm。

利用传统的模头设计，模头的小

直径常常会限制膜泡内冷IBC系统利用大量冷却空

气，从而限制了生产线产量。

只是，采纳进行了针

对性设计的模头能够最大限度地利用膜泡内冷IBC

气流，进丽提高产量，例如，能够在①180mm模头

上取得超过260kg／h的产量。

为了使膜厚均匀散布，最好是利用固定式模头

和旋转牵引装置，尤其是在进行多层共挤的时候。

另外，必需注意人字板和主夹辊的设计，因为夹合

时薄膜仍然温热，两边容易起皱，致使封口强度受

到阻碍。

填充进程的优化需要薄膜的厚度和折幅宽度保

持很高的精准性，因为只有如此才能保证袋子在自

动包装机中的开启，填充和密封操作的速度和靠得住

性。

因此在生产FFS袋的吹膜线上利用自动厚度控

制和精准的折幅操纵系统并非足为奇。

关于收卷机，大多数FFS袋生产线利用的是一

台膜卷直径在lm以上的表面收卷机。

依照生产商的需要，在薄膜挤出时能够在线进

行电晕处置、印刷和折边。

高性能的FIrS袋生产线

巴顿菲尔塑料设备公司在中国生产制造的三层

共挤生产线（标准配置）的生产能力为200kg／hr．该

生产线要紧由一下设备组成：

AcuraBIend自动称重

和混配料系统，①65mm的Contracool气冷挤出机，

OptilowLP低模体共挤模头，Autoprofile自动膜厚

风环，Digisonic膜泡内冷（ⅢC）折径操纵系统，

剪子式稳泡架和碳纤维辊人字板，Traversanip垂枝

式旋转牵引，在线测厚仪，纠偏装置，电晕处置器，

二级牵引和大卷经1022型全自动表面收卷机。

AcuraBlend称重和混配料系统用于混配最多4

种组份的粒料，其混配能力为lOOkg一300kg／hr。

它

由真空上料斗、称重料斗、旋转喂料器（为每一个称

重料单独配备）和混合料斗组成。

每一组份的原料是由通过周密加工的旋转喂料

器喂入到混配斗内的。

由于旋转喂料器的喂料量与

线速度呈直接的线性关系，从而保证了生产的灵活

性和可重复性。

原料在混合后被送至储料斗。

该料

斗有可供大约20rain利用的原料贮存量，可给予系

统足够的时刻来纠正上料和喂料进程中可1rj匕,hq,现的

问题。

AcuraBIend称重和混配料系统的混配范围为

200：

1，组份添加比例低至0．5％，由于该系统每批

次间的混合误差仅为l％，因此能够精准地操纵昂

贵的微量添加剂的加入量。

这不但对提高生产经济

性超级重要，而且能够保证薄膜的性能在持续生产

中始终维持一致。

AcuraBIend称重和混配料系统通过巴顿菲尔

的Extol6032中心电脑操纵系统。

操作人员只需通

过键盘输入各类组份的比例，该系统即可开始工作。

原料在完成混配以后经自动称重料斗进入到为

吹膜加工而专门设计的Contracool挤出机，该挤出

机采纳变导程屏障式螺杆，并按应用的不同配置光

滑机筒或开槽机筒。

变导程屏障式螺杆的加工灵

活性好，能够用来加工包括LDPE、LLDPE、阳）PE、

PP和各类茂金属材料在内的众多聚合物。

Contracool挤出机采纳了并世无双的Contracool空

气冷却系统，此系统具有高能效、冷却均匀、保护

少的优势。

它的工作进程如下：

环境空气从机筒盖

板下的进气口被抽入，流过包在机筒外部的肋片铸

铝加热器，而变暖的空气那么通过特殊结构的刚性底

座／气室被排走。

为了便于保护及减少空间要求，

每台挤出机的各个加热区都由各自的气匣操纵并与

中心排气风机相连。

经塑化的原料通过换网器，由径向在同意水平

上喂入Opfiflow低型体模头，这种中心喂料的

Optiflow模头的整体高度不超过650ram，与叠加式

模头相较，它的流道长度变更短，这就意味着聚合

物在流道中停留的时刻更短。

由于整个模头能够承

受高达550bar（1bar=0．1mpa）l的模头入口压力，使其

不管是在加工各类不同聚合物时仍是处于不同的加

工环境下，都能够有效操纵每一层和层厚度。

各

层熔体汇合区采纳很短的设计，可大大提高模头对

于不同的流动速度和树脂类型的适应性。

值得～提

的是，巴顿菲尔利用运算机优化流道设计，不但使

熔体停留时刻短，剪切速度高，而且优化了各层的

熔体散布，从而能够精准操纵厚度，提高薄膜厚度

的一致性。

另外，巴顿菲尔对整个模头采纳CNC

数控机床周密加工，且配已锥形定位结构，如此不

仅保证了模头各部件的精准定位，各层紧密不漏料，

而且还减少了机械密封的数量。

由于每一个Opfiflow模头体能够配置多个不同

直径的口模，因此能够在最大的范围内选择折幅宽

度和吹胀比，以取得最正确的薄膜性能。

另外还可通

过选择不同的模唇间隙调剂环来快速而简单地改变

模唇间隙，以便利用者改变拉伸比。

薄膜挤出以后，利用巴顿菲尔有专利的

Polycool900风环在膜泡和风环成型锥体之间形成

的高速、均一气流，膜泡可取得高效冷却，如此不

但增加了膜泡稳固性，而且还排除薄膜的折痕。

Polycool900风环的上风唇能够进行调剂，以适应大

范围的吹胀比。

通过Autoprofile自动膜厚风环系统（基于

Contracool900风环体）和Extol中心电脑操纵系统

和在线测厚仪的连线工作，能够实现薄膜横向厚

度误差的持续检测和纠正。

当膜泡上局部厚度变厚

时，散布在Autoprofile风环相应位置上的加热棒就

将热量通过流经的气流准确信位到膜泡上，从而使

该薄膜变薄。

Autoprofile不需要对模头作任何热能

的或是机械上的操作，因此减少了机械部件的数

量和相应的保护和微调工作。

通过厚度定点操纵，

能够使膜厚操纵在最小值，从而提高产量和经效益。

位于风环上方的Polycage稳泡架除能够增加

膜泡的稳固性外，还能够准确操纵膜泡的直径。

其

剪力式的调剂机构不仅调剂范围很宽（>3：

1），而

且在整个直径调剂范围内还能维持同心。

稳泡架的

高度和直径采纳电动调剂，利用起来既方便又灵活。

在Polycage稳泡架上安装了5个超声波传感

器，这些传感器属于LBC折径操纵系统，其中4

个传感器用于膜泡的直径操纵，以补偿不规那么的泡

形，而另外一个传感器固定在稳泡架的高处，用来

补偿由于环境因素（温度、湿度、压力等）引发的

信号误差。

气泡内部冷却是吹膜膜泡内部气体大量

互换的一个动态进程，巴顿菲尔的Digisonic数字式

折径操纵系统通过调剂风机速度、气流，可使薄膜

折径的误差维持在±2mm内。

而且利用Digisonic

系统的操纵面板，可预先设置配方，从而简化开机

和关机进程。

薄膜通过碳纤维复合辊式人字板压合，送到

Traversanip垂直旋转牵引装置。

该装置通过3600连

续旋转，可使由于模头、风环和塔架引发的薄膜厚

度误差100％地随机散布，从而排除暴筋，提供高

质量膜卷。

薄膜平整度越好。

后续加工能够取得的

速度就越高。

而Traversanip装置的垂直式旋转运动

恰恰可使散布在整个幅宽上的应力更均匀，由此就

减少了低延展或不延展薄膜的起皱和起折现象。

另外，主央辊前面的水冷却钢辊可为薄膜提供额外

的冷却，幸免了薄膜在冷却不足下夹合而发生起皱。

巴顿菲尔的FFS袋生产线的各个单元均是通过

Extol中心电脑操纵系统来进行统一操纵的。

功能

壮大的Extrol操纵系统能够操纵和监测从原料输

送、混配到最后薄膜收卷进程中所有单元的加工参

数，整条生产线町以实现完全的自动化，人力配置

因此取得最大的精简，同时生产效率和薄膜的质量

也可达到更高的水平。

一、批次混配配料系统六、稳泡架1l、表面收卷机

二、自动称重系统7、人字板1二、风机系统

3、挤出机八、垂直旋转牵引

4、三层共挤模头九、测厚仪

五、自动膜厚风环10、二机牵引