حالة وآفاق فيلم الحاجز العالي متعدد الطبقات المبثوق المشترك

1. تقنية تصنيع الفيلم المبثوق المشترك متعدد الطبقات

بشكل عام، تعتمد تقنية البثق المشترك متعدد الطبقات على صهر وبثق مواد خام راتنجية مختلفة ذات وظائف مختلفة باستخدام 5 آلات بثق أو أكثر، مما يجمع بين مزايا المواد المختلفة. وهذا يُسهم في خفض التكلفة وتعديل بنية الفيلم حسب الطلب، مع نطاق تطبيق واسع.

تنقسم طريقة معالجة الفيلم المبثوق متعدد الطبقات إلى: النفخ العلوي والتبريد الهوائي، والنفخ السفلي والتبريد المائي، والصب.

1) النفخ العلوي والتبريد الهوائي

يتم تبريد الفيلم بالهواء بسرعة تبريد بطيئة وبلورية أعلى، مما يحقق قوة عالية ولكن نعومة وشفافية منخفضة، مما يصعب التحكم في استقرار بثق الفيلم ويؤدي إلى اختلاف أكبر في السمك.

2) التبريد بالنفخ والتبريد بالماء

يتم تبريد الفيلم بالماء بسرعة تبريد سريعة وبلورة أقل، مما يحقق نعومة وشفافية عالية، ولكن من الصعب التحكم في استقرار بثق الفيلم، مما يؤدي إلى اختلاف أكبر في السمك.

3) الصب

يتم تبريد الفيلم بواسطة أسطوانة التبريد ذات سرعة التبريد السريعة، مما يحقق نعومة وشفافية عالية، وتشكيل بثق مستقر، واختلاف أقل في السمك.

2. الفرق بين الصب والنفخ بالبثق

1) مقارنة عملية الإنتاج

أ. صعوبة الإنتاج

يُعدّ الصب أكثر ملاءمةً لإنتاج أغشية متعددة الطبقات مبثوقة بشكل مشترك مقارنةً بالنفخ. خاصةً عند البثق المشترك لمواد متنوعة، يُسهّل التحكم في معايير معالجة الصب. يضمن تصميم رأس القالب توزيعًا متساويًا للمواد المختلفة في المنتج بفعالية. مع ذلك، فإن تقنية النفخ في رأس القالب المبثوق بشكل مشترك أكثر صعوبة، وهيكلها أكثر تعقيدًا، وتقنيتها ليست ناضجة بعد.

ب. التبريد والتشكيل

غشاء الصب المصهور الساخن قصير، ويمكن تبريده وتشكيله بسرعة بفضل شفاط العادم المفرغ، وسكين الهواء، ومحدد الحواف، مما ينتج عنه منتجات مستقرة وعالية الجودة. ومع ذلك، يمر غشاء النفخ المصهور الساخن بعملية نفخ ونفخ، ثم يُبرد ويُشكل بالهواء أو الماء، مما يؤدي إلى وقت تشكيل طويل وتغييرات كبيرة بعد التشكيل. وهو عرضة للتأثيرات الخارجية في مرحلة الصهر، مما يؤدي إلى صعوبة مراقبة جودة المنتج وضعف استقراره.

ج. اختيار المواد الخام

هناك فرق كبير بين الصب والنفخ في اختيار المواد الخام. عند البثق المشترك متعدد الطبقات، يُطلب اختيار مزيج من المواد ذات السيولة المتشابهة. عندما تكون السيولة مختلفة جدًا، يصعب التعديل. هذا يعني أنه بمجرد اختيار مادة واحدة، تتوفر خيارات قليلة من مواد البثق المشترك الأخرى، مما يحد بشكل كبير من مزايا البثق المشترك متعدد الطبقات. ولكن أثناء عملية الصب، يمكن حل معظم المشاكل عن طريق تعديل أسطوانة التقسيم وشفرة التأرجح.

2.مقارنة ميزات المنتج

تشمل المزايا الرئيسية للفيلم المصبوب ما يلي: لمعان سطح جيد، تسطيح عالي، امتداد ميكانيكي جيد، مرونة جيدة، شفافية أفضل من الفيلم المنفوخ.

أ. مقاومة الحرارة

يخضع الغشاء المنفوخ لعملية نفخ ونفخ، مما يؤدي إلى تمدد مختلف للجزيئات عموديًا وأفقيًا. تتأثر مقاومة المنتج للحرارة وأداء العزل الحراري بشكل كبير. عند الحاجة إلى إعادة تدوير المنتج وتعقيمه، ستشهد السلسلة الجزيئية الممتدة أثناء التشكيل انكماشًا ملحوظًا بعد التسخين، مما يؤدي إلى تشوه كبير ويقلل بشكل كبير من قوة وصلة العزل الحراري.

ب. الشفافية والتوحيد

عند إنتاج الفيلم المصبوب، يكون الترتيب الجزيئي منظمًا، وتكون سرعة تبريد المنتج سريعة، مما يُحسّن شفافيته ولمعانه وتجانس سمكه. يتميز الفيلم المصبوب بمقاومة للصدمات والحرارة وقدرته على التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة مقارنةً بالفيلم المنفوخ.

2) كفاءة الإنتاج

يتميز الصب بكفاءة إنتاج عالية وجودة منتجات مستقرة. كما أن نفايات عملية الإنتاج أقل، مما يُسهّل إعادة تدوير حواف القطع والأفلام التالفة وغيرها عبر الإنترنت، مما يُحسّن استخدام المواد.

3) تحمل السُمك

تعتمد عملية الصب على رأس قالب مسطح مزود بخزان احتجاز خاص، مما يضمن تدفقًا متساويًا للمواد، ويتحكم تلقائيًا في اتساق فجوة شفة القالب عبر جهاز ضبط تلقائي. دقة التحكم عالية جدًا، ويمكن التحكم في تفاوت سمك الغشاء السميك بأقل من ±3%.

تعتمد عملية النفخ على رأس قالب حلقي ولب قالب متعدد الطبقات. متطلبات دقة التشغيل والتجميع عالية جدًا، ويصعب التحكم فيها بشكل خاص. لذلك، يمكن التحكم في تفاوت سمك الفيلم المنفوخ بين 8% و10%.

4) جودة الهالة

عند استخدام النفخ السفلي والتبريد المائي، يؤدي عدم اكتمال التجفيف واختيار مادة الكورونا بشكل غير صحيح إلى هالة سالبة أو إضعاف شديد لها، مما يؤدي إلى ضعف ثبات التصاق الحبر وزوال اللون. في عملية الصب، تُستخدم أسطوانة صب فولاذية لتبريد المنتجات، مما يمنع الرطوبة من ملامسة المنتج مباشرةً، مما يُسهّل ضمان جودة معالجة الكورونا للمنتجات.

5) إزالة البقايا

في عملية تشكيل البلاستيك، بسبب التحلل الحراري أو انخفاض الترسيب الجزيئي، من السهل تراكم الرواسب في القالب، والتي تُزال بسهولة في عملية الصب. أما في عملية النفخ، فلا يمكن إزالتها إلا بإيقاف الآلة. إذا لم تُزل في الوقت المناسب، فمن السهل أن تتراكم في المنتج، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الشوائب أو خدوش واضحة على سطح الفيلم. ونظرًا لانخفاض إنتاجية عملية النفخ نفسها واستهلاكها الكبير لوقت بدء التشغيل، فإن فتح الآلة وإيقافها بشكل متكرر سيؤدي إلى زيادة كبيرة في تكلفة إنتاج الوحدة.

1. يتميز الغشاء المصبوب، المحتوي على EVOH وPA كطبقة حاجزة، بخصائص عزل وميكانيكية ممتازة، وتشكيل حراري للشد، وعزل حراري؛ ولا يتطلب أي تصفيح إضافي، ولا يحتوي على حبر أو مواد لاصقة أو بقايا مساعدة. لذلك، فهو منتج صديق للبيئة ومنخفض التكلفة، ويمكن استخدامه لتغليف الأطعمة والمشروبات والمنتجات سهلة الأكسدة. كما أنه يقلل من استخدام المواد المضافة والمواد الحافظة، ويطيل عمر الطعام بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، يسهل إعادة تدوير هذه المادة دون انبعاث غازات ضارة بعد حرقها، وهو ما يُعرف بمواد التغليف الخضراء والصديقة للبيئة، وقد أصبح أيضًا اتجاهًا رائجًا في السوق بعد "توجيه الحد من استخدام البلاستيك". كما يتميز بمزايا انخفاض تكلفة الإنتاج، وسهولة العملية، وانخفاض استهلاك الطاقة، وكفاءة الإنتاج العالية، وغيرها، بما يتماشى مع سياسة التنمية الخضراء ومنخفضة الكربون لحماية البيئة.

فيما يلي العديد من الهياكل النموذجية للأغشية الحاجزة متعددة الطبقات المبثوقة معًا:

① هيكل غير متماثل: PA/TIE/PA/TIE/PE/PE/PE

الأداء الرئيسي: مرونة جيدة وشفافية ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة.

② هيكل غير متماثل: PA/TIE/PA/TIE/PP/PPIPP

التطبيق: التعبئة والتغليف الفراغي المجمدة؛ مقاومة جيدة للثقب.

الأداء الرئيسي: شفافية جيدة، قابل للتعقيم فوق 121 درجة مئوية

③ هيكل متماثل: PP/TIE/PA/EVOHIPA/TIEIPP

التطبيق: التعبئة والتغليف المعبأة؛ مقاومة معينة لدرجات الحرارة المنخفضة

الأداء الرئيسي: حاجز عالي وشفافية جيدة وحماية من الرائحة.

④ هيكل غير متماثل: PA/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE

التطبيق: التغليف بالحرارة الممتدة

الأداء الرئيسي: حاجز عالي وشفافية جيدة وسهولة التمدد بالحرارة

⑤ هيكل غير متماثل: PA/PA/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE/PE

التطبيق: التغليف بالحرارة الممتدة

الأداء الرئيسي: حاجز عالي وشفافية جيدة وسهولة التمدد بالحرارة

⑥ هيكل غير متماثل: PBT/TIE/PE/TIE/PA/EVOH/PA/TIE/PE/PE/PE

الخواص الميكانيكية للهيكل 6 أفضل من الهيكل 5، مما يمنع الانحناء. الأداء الرئيسي للهيكل 6 مشابه للهيكل 5.

مبدأ تخصيص الهياكل المذكورة أعلاه:

أ. PA وEVOH وPBT مواد قطبية، بينما PE وPP مواد غير قطبية. وفقًا لمبدأ التشابه والتوافق، يلزم وجود TIE بينها لالتصاقها، ويُعدّل TIE بواسطة PE وPP ليمنحهما مقاومة جيدة للماء، لذا فإن PA في الطبقة الداخلية لا يُقلل من الحاجز بسبب امتصاص الماء. لذلك، فإن استبدال المادة أحادية الطبقة بطبقات متعددة من نفس المواد في طبقة الحاجز يُمكن أن يُحسّن استقرار حاجز الغشاء.

ب. في طبقة الحاجز، يُمكن تحسين خصائص حاجز الغشاء بشكل ملحوظ عن طريق استبدال مادة واحدة بمادتين مختلفتين. ووفقًا لمبدأ التأثير التآزري، تتمتع PA/EVOH/PA بحاجز أكسجين أفضل من EVOH.

ج. تقسيم مادة البولي إيثيلين أو مادة البولي بروبيلين إلى طبقتين، واستخدام مواد رخيصة لطبقة واحدة، والمواد الوظيفية للطبقة الأخرى، يمكن أن يقلل من تكاليف الإنتاج.

د. يُمكن للفيلم المُبثوق معًا بطبقات أكثر تحسين مقاومة تشوه الإجهاد للفيلم الذي يقل عدد طبقاته عن سبع طبقات. لأن PA سهل التشوه بعد امتصاص الماء، مما يؤدي إلى تجعد الفيلم، والهيكل⑥ المذكور أعلاه باستخدام PBT بدلاً من PA لن يُسبب تجعدًا.

1. الخاتمة

وفقًا لإحصاءات رسمية، يوجد حاليًا أكثر من 20 مُصنِّعًا لأغشية البثق المشترك متعددة الطبقات عالية الحاجز في الصين، من بينها عشرات خطوط الإنتاج فقط (معظمها من ألمانيا)، بطاقة إنتاجية إجمالية تقل عن 80,000 طن سنويًا، ويُستخدم معظمها في تغليف المنتجات منخفضة التكلفة. ومع ذلك، تجاوز استخدام أغشية التغليف البلاستيكية 10.7 مليون طن في عام 2020، بينما لا تتجاوز نسبة أغشية الصب عالية الحاجز 1%، مما يُتيح مساحة نمو سوقية هائلة.

بيان: كُتبت هذه المقالة بواسطة LD PACK وجميع الحقوق محفوظة لها. المحتوى للإشارة فقط. يُرجى تصحيح أي أخطاء. يُحظر إعادة إنتاجها دون إذن، وإلا تحتفظ LD PACK بحقها في متابعة مسؤوليتها القانونية. لأي استفسارات تقنية، يُرجى التواصل عبر البريد الإلكتروني sales@ldpack.com لمناقشة الأمر.