硬包装EVOH加工装备与加工工艺
1、加工设备
高阻隔多层共挤复合材料具有多层结构，因此需专用的多层共挤挤出设备成型，根据各层的材料特性选择合适的挤出类型。如汕头市达诚环保精机科技有限公司近期设计制造EVOH多层共挤片材挤出设备，采用5条单螺杆挤出机组合，具体型号为WJPG120/105/75/65/65-1200，配套计量泵，更大挤出产量800－1000KG/H，宽度800MM，其中：120螺杆适应于主料二次PP料，105螺杆适应于新料PP料，75螺杆用于包边料PP料，两条65螺杆适应于EVOH及AD料。模头出来后片材配套有压片定型机、辊筒恒温装置、在线测厚仪、自然冷却装置、切边装置、双面硅油涂布机、牵引装置、废边收卷装置、双工位卷取机、PLC工业控制柜等。
设备通常基本流程工艺示意图如下：
原料系统：原料配方比例及输送，破碎料回收装置；
挤出系统：各挤出机、过滤、计量、共挤分配至模头出片；
三辊压光系统：片材压光及切边装置；
在线测厚仪，片材厚度在线显示
牵引系统：动力牵引装置；
收卷系统：片材成卷收卷；
水循环系统：辊筒水温控制；
电气控制系统：整套设备电气控制。
WJPG120/105/75/65/65-1200型EVOH高阻隔片材机
此设备生产的EVOH高阻隔片材，经国家包装产品质量监督检验中心(广州)检验检测，GB/T31354-2014《包装件和容器氧气透过性测试方法 库仑计检测法》，试验条件: T＝(23±0.5)℃, RH＝(50±2)%，空气环境,氧气浓度:21%，氧气透过性：5.5×10-4立方厘米/包 24小时。
2、加工工艺设备主要工艺路线：主料层物料通过120和105螺杆PP主挤出机，65螺杆（AD原料）加热熔融挤出，经过液压快速换网器，抵达分配器两边，65螺杆挤出EVOH原料直接进入分配器中间，75螺杆PP物料通过挤出机加热熔融挤出，经换网器直接进入模具会合，生产两边包边片材，各种加热熔融原料平稳进入共挤机头会合成片，在五辊压片机定型冷却，再经冷却后通过自动测厚仪测量厚薄均匀度调节，切边,片材经牵引辊送入卷绕装置，成卷包装为成品，而切边废边PP料直接进入粉碎机后回到挤出主机料斗再生产，也可以把边料由废边收卷装置收绕成捆。
3、关键技术点由于EVOH树脂与PP树脂相容性差，而且树脂流变速率相差较大，基材与EVOH的粘接强度、二次成型时对EVOH的拉伸性能的要求、压延生产复合片材时EVOH层分布的均匀性等都是影响复合材料性能和使用的关键问题，也是生产该类型复合材料时需要解决的难题。
多层共挤技术关键是粘合剂(AD)，EVOH的复合包装材料通常有PP\EVOH，但PP与EVOH不能直接热粘合，必须PP与EVOH之间加粘合剂(AD)，其粘合剂选择时需考虑PP作为基体材料的粘合剂，其次跟PP与EVOH熔体粘度的匹配，第三拉伸性能要求, 以免在二次加工时引起脱层。所以其共挤片材多为五层共挤片材（PP\AD\EVOH\AD\PP）,若边切回料R加入层中间，就变成七层共挤片材机, PP/R/AD/EVOH/AD/R/PP，其中外层为PP新料，另紧靠两层是PP的破碎回收料R(PP)。也可采用非对称结构，增加其它材料（PE/HIPS等）挤出机，进行共挤，其原理相同，达到同样多层共挤方式。
用于硬包装，PP也有改用耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）作为复合层。如下图结构：
EVOH多层共挤复合材料加工工艺
如图所示，复合材料由里到外分为5层结构。中间层③为EVOH层，单独使用一台挤出机无需分层直接进入分层器中间层挤出；EVOH层两边为粘结剂AD层②和④，单独使用一台挤出机通过分层器分为两层复合于EVOH两面；复合材料两外表面为PS层①和⑤，同样单独使用一台挤出机，通过分层器分为两层复合在材料的上下两表层。利用复合结构，提高EVOH的阻水性能和阻隔性能。粘接层提高PS层与EVOH层的粘接强度。
多层共挤技术关键部件是分配器，从A\B\C三台挤出机挤出的PP、AD、EVOH的热融料通过一台分配器,形成PP/AD/EVOH/AD/PP结构层,分配器关键是流道设计, 使PP层均匀地分为一、五层, AD层分为二、四层, EVOH层为中间层。分配器流道设计有调节叶片, 用来调节两层之间的厚度均匀度，各层的厚度比例由各自的挤出量来控制,由于挤出机的挤出量波动较大, 在挤出机后用熔体齿轮泵来定量控制。处于模头设定温度下的PP、AD、EVOH的熔体粘度不同，这会使片材各层断面的厚度分布不均匀, 可以通过在分配器中采用局部开槽的方法, 增加某处的料流量来矫正，调节料层中间处的厚薄。
要获得性能优异的高阻隔多层共挤复合材料，加工过程中有如下关键问题需要注意：
（1）部件结构调整：为加强基材的阻湿性和提高EVOH的阻氧性，复合材料设计为不对称结构。不对称结构可以通过调整分层器中间层或外层来实现，若对分层器中间层作不对称调整，容易使得粘合层树脂也会随着表层树脂一起形成不对称结构，导致薄侧粘结层树脂量减少从而使得粘结强度下降，造成分层现象。因此只能对外层调节器进行调整，实际生产可根据产品厚度进行选择性调整，但必须保证薄层在二次成型时拉伸不断裂。
（2）工艺温度调整：由于EVOH树脂与PP树脂及粘结树脂的流变速率存在差异，且EVOH树脂处于中间层，受多层树脂压力的影响，树脂流动性会受到一定的障碍，故复合材料两边的EVOH层会相应减少，树脂分布不均匀直接对材料的阻隔性能造成影响，二次成型时受热也会不均匀，成型难度大，严重时会造成EVOH层断层导致阻隔性能丧失。因此在生产时模具两端的温度要调高5℃左右，提高材料两边EVOH层的流动性，保证EVOH层的分布均匀性。
（3）挤出机选型原则：EVOH树脂对温度和剪切都较为敏感，因此在选择挤出机型号时，以小型号、长径比小为原则。树脂在料筒停留的时间不宜太长，加工温度不能超过该树脂的上限温度，螺杆的剪切不能过大，转速不可过快。
（4）停机处理方式：由于EVOH树脂容易产生凝胶现象，且与其它树脂的相容性较差，因而在生产前、后对螺杆和料筒要进行清洗，清洗选用使用熔融指数较高的聚烯烃类树脂，清洗时间不能少于30分钟，清洗过程采用波浪式清洗法，观察挤出的树脂无杂质才可正式生产或停机。
（5）废边加收形式：不同材质的多层结构在两侧边缘一般都是需要进行修整，修整下来的残余中包括了多层的不同原料，这样导致修整后的余料不好回收利用。为了达到包边的余料的回收，通过增加包边挤出机，模具结构调整，使两侧有包边流体通道，包边流体通道内的流体与复合层的在出口处汇集成制品，包边流体通道内的流体包裹在制品的两侧边缘，修整边缘时那么修整下来的余料都为流体同一材质，利于回收。
