1．1  产品开发意义

    塑料包装材料中有很大部分用于食品的包装，因此，塑料包装材料的卫生安全问题与广大消费者健康息息相关。当前国内生产的食品包装复合膜，由于采用中间层粘合剂，因而在复合过程中会有少量溶剂残留物，它会使包装物内产生异味，卫生性能变差。如何在食品包装膜中，将溶剂残留降到最低点，而又能保证产品的质量，降低成本，提高经济效益，寻求一条既符合包装材料行业发展，又能适应食品环保包装要求的新路子，这是塑料包装行业普遍关心的问题。

    在这种情况引；：芜湖天华塑业有限责任公司经过走访用户和大量市场调查及各种技术咨询，决定自行开发研制环保型无粘合剂的BOPP(双向拉伸聚丙烯)／LDPE(高压聚乙烯)复合包装膜。为了保证高压聚乙烯流延的薄膜均匀性，特引进一套目前世界上最先进的美国Cloeren公司的T型模具，并进行了工艺技术和部分机械的改进，终于生产出这种深受广大客户和消费者欢迎的安全卫生、成本低廉的无合剂复合包装膜。经安徽省科技情报所查新，该产品已填补国内空白。

    1．2  产品优势

    (1)无毒、无味、安全、卫生：(2)节约了粘合剂，成本降低；(3)经济效益显著提高；(4)降低操作工人的劳动强度；(5)保护了生产车间的环境卫生；(6)质量稳定可靠；(7)符合国家环保政策。

    所以，这是一种利国利民的、极有发展前途的环保型绿色包装材料产品，是符合国家和政府有关部门鼓励和发展的产品。

    1．3  产品开发的必要性

    食品包装薄膜通过印刷加工之后，所印刷的油墨都附在包装膜上，通常油墨都含有一定的苯类溶剂，在BOPP膜上印刷后，再准备到下道复合机进行与聚乙烯(PE)流延复合。为了保证复合膜的牢度和食品的安全性，又通过粘合剂粘合一层PE流延膜，使两者复合在一起。由于PE的结构决定了它是惰性的、非极性的，所以粘接性差。以往是采用在基材上涂复AC粘合剂，常用的AC剂种类主要有聚异氰酸酯系、有机钛系、聚乙烯亚胺系等。上列3种粘合剂各有利弊，有机钛系通用性比较好，初期粘接性好，但容易发生水解而造成损失；溶剂挥发性极大，耐水性比较差。聚乙烯亚胺系采用水作溶剂，具有成本低、危险性小的优点，但通用性比较差，耐水性差，加工困难。而聚异氰酸脂系通用性好，耐水、耐蒸煮、耐油性优良，但所采用的溶剂易挥发，危险性比较大，初期粘接性不好，成本也高。若工艺掌握不好反而易造成复合质量问题。因此经过反复实验、筛选，我们决定不用任何粘合剂，这样将彻底消除溶剂对食品的不良影响。但在印刷中难免还会有少量油墨影响，是否会有有害的物质转移到食品上，特别是包装膜上所使用的凹印油墨，这些溶剂性油墨，对印刷包装材料的指标会产生影响，必须严格控制在国家BOPP／LDPE复合包装膜指标内，否则将是不合格产品，就不能使用在食品包装上。

    我们知道，所有印刷后的包装薄膜，由于使用了油墨和粘合剂，因此具有了不同程度微量的气味。为尽量减少微量气味对食品的影响，保证食品的安全性，有必要在保证食品包装材料质量的基础上，采用科学的方法，取消原有的BOPP／LDPE两层膜之间的粘合剂，直接采用高新技术和工艺，将两层薄膜牢牢地复合在一起。另外，由于生产车间里不使用粘合剂，车间的环境卫生有了进一步提高，工人劳动强度明显减小，生产成本也随之降低，经济效益明显提高。根据2004年3月11日安徽省科学技术情报研究所查新报告，该产品已填补国内空白。此外，由于从2005年1月1日起，国家明文规定对人民消费的老5大类、新10类食品进入市场，必须通过国家强制的3C证和QS安全生产许可证，其中特别规定食品的包装袋，必须通过专门检测机构提供的检测报告单，并且食品包装膜上要有食品生产厂家，经当地质量技术监督局批准的食品许可证代号。其主要目的就是食品合格了，食品的包装膜也必须合格，缺一不可。这一规定将对对食品包装膜生产厂家提出了更严格的要求。所以，本次开发的环保型无粘合剂复合膜，将是食品生产厂家的急需产品，这对满足人民身体健康的需求，促进经济的发展和人类生态环境的保护，都具有非常重要的深远意义。

    2  产品方案

    环保型无粘合剂复合包装膜；BOPP(双向拉伸聚丙烯)／LDPE(高压聚乙烯)流延膜：厚度：0．040mm：宽度：300mm；建设规模：1000t。

 产品技术路线及技术设施

    3．1  工艺技术文件的制定

    目前，国内还没有任何一家包装企业有生产该环保型无粘合剂复合膜的报道。根据2004年3月11日安徽省科学技术情报研究所查新报告查新，国内早在1994年原芜湖市第四塑料厂(即芜湖天华塑业有限责任公司改制前的前身)就曾生产该产品，当时只是试制后投放市场，由于产品的复合牢度不太理想，后就未继续研制下去。2004年上半年，根据当今社会发展和人民对绿色环保食品的需求越来越高，经过大量市场调查和用户食品厂家的回访，一致认为开发环保型无粘合剂复合膜，是当今食品厂家迫切的需要。为了保证复合膜的复合牢度，我公司特从美国进口了一套世界上最先进的Colour公司的T型模，  以确保流延膜的质量；同时，还对整个生产技术工艺参数进行调整修改，终于试制成符合广大食品生产用户需要的环保型无粘合剂复合膜产品。

    目前，只有我公司拥有一套成熟的工艺生产技术及理论基础。产品投放市场以来，国内还无环保型无粘合剂复合包装膜产品质量标准。因此，在试制和生产中，我们参照国家GB／T10005-1998双向拉伸聚丙烯(BOPP)川氏密度聚乙烯(LDPE)复合膜、袋某些主要指标参照执行，同时参照了国内有关的塑料产品标准，以及产品生产状况及省产品质量监督检验部门的实际测试数据，制定了该产品的《企业标准》，并报芜湖市质量技术监督局备案。

    3．2  试制时间

    到2004年1月，试制工作全部圆满完成，生产技术及工艺趋于成熟、稳定，至今已批量生产出环保型无粘合剂食品包装膜产品。

    3．3  产品规格

    O．040mmX300mm方便面包装膜。

    3．4  技术路线

    本次试制，首先根据用户提供的图案制版。然后将制好的凹版装上进口的韩国八色凹版印刷机上，再将BOPP膜装上印刷机的放卷机构，进行套色印刷，套色基本套准后，再进行精密调整印刷。这时，采用日本目前最先进的860示波仪，对印刷质量进行检测。当检测确认套色准备好后，立即将印刷速度提高到正常的180m／min，然后印刷机上的收卷机构，开始进行张力均衡收卷，收卷后由质量检验人员进行外观、图案质量检查。经印刷的膜卷须放置24h后(也就是时效处理)，等膜上的印刷油墨分子结构定型后，再进行下道工序，即在进口的韩国中90mm挤出复合机上进行无粘合剂复合膜的生产。先将印刷好的BOPP膜卷，放在挤出复合机上的放卷机构上放卷，薄膜通过机上的传动导向辊，运行到挤出机模口正下方，这时挤出机旁的辅助混料机将PE颗粒和其它物料喂入挤出机加料口，通过挤出机内螺杆的转动和料筒的加温，使被加入的共混树脂熔化，通过T型模口挤出形成流延薄膜。这种薄膜拉伸到规定厚度后，可以不用粘合剂而完全靠高温、压力、硅胶辊和冷却辊将BOPP膜和PE流延膜进行挤压复合。在冷却辊和胶辊处，挤压应保持较好的均匀张力。最后进行收卷，收卷到工艺规定的尺寸后，再下料，并由质量检验员对膜卷进行检测，然后再放置到烘箱(房)内进行烘干，进行快速固化干燥，24h后再进入下道工序，按用户要求的方便面包装膜规格(0．040mmX300mm)进行分切，然后再检验、打包、装箱。

    3．5  关键问题、解决过程及技术创新方面

    无粘合剂复合包装膜产品，主要有下列关键问题：

    3．5．1  原材料

    3．5．1．1  本产品使用的BOPP薄膜，膜厚20um；为了保证两膜之间的复合牢度和印刷质量，印刷复合前该膜需进行电晕处理，使其表面张力≥38N。

    3．5．1．2  产品使用的复合层LDPE原料，必须是涂复级，一般为1C7A。这种材料主要为内层原材料，一般以不含或尽可能少含润滑剂等添加剂为好，融熔指数为5—8最佳。

    3．5．2  成型工艺技术

    3．5．2．1  成型技术的创新点

    这种新产品主要是在引进国外设备的基础上，自行开发并进行了重大技术改进，即在挤出机前端弯道和模头之间内部，安装上一个我们自行研制的特殊静态混炼器，它可使经从挤出机挤出的熔融状态的PE，再次经过静态混炼器内部的特殊曲线通道，进行增压一减压一再增压，使流料反复经过静态混炼器内部的多种不规则曲线，在这段时间内进行二次充分塑化，造成晶点极少，使材料达到最好的混炼，提高塑化的最大粘合度，保证无粘合剂复合膜所需的特别质量效果。

    另一关键点是提高流延PE膜的熔融温度。经过多次调试和摸索总结，认为挤出机T模温度应比原有粘合剂复合温度略高，从而可使被加热的聚乙烯表面充分氧化。实际操作中，我们以挤出的PE表面出现明显的白烟为准，并适当增加气隙距离以保证充分氧化。1994年我们就开始开发这种新产品，也基本成功，但是1个月后，该膜出现膜层分开的现象，影响了包装质量。膜的牢度问题不稳定使我们当时只有停下。2003年，我们与市科技局签定了科研项目开发合同，决定再次研制开发这种新产品，并做了大量细致的准备工作。尤其是我们根据塑料流体学原理，研制了采用特种材料加工的微型静态混炼器，使塑料粒子在挤出机螺杆的剪切作用下，经压缩区、高温区熔融成粘流态。在均化区的高温、高压、高剪切条件下，塑化混炼均匀，随着螺杆的推动而被定压、定量、定温的流到挤出机的弯头与T模交集处，再次通过我们研制的静态混炼器进一步塑化，使树脂混炼非常充分，这样就很好地保证了无粘合剂膜的长期稳定的剥离强度，达到了我们的实验要求。