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物理发泡HIPS包装技术--硬质包装的新宠
Matthew H. Naitove
随着包装材料成本的逐步上升以及在可持续发展方面的优异表现,一种新的物理发泡高抗冲聚苯乙烯(HIPS)包装技术上成功吸引了全球的注意力。这种液态CO2发泡技术首次在K 2010展会中被推出,适用于现有的单螺杆挤出生产线,并在2011年成功实现商业化生产。
CO2RE发泡技术
这项被称为“CO2RE” (发音为“核心”)的专利发泡技术来自Styron公司,其美国办事处位于密歇根州米德兰市。Styron公司生产的HIPS片材带有一个泡沫芯材和实心表面,适用于深度拉伸热成型硬质包装,包装的壁厚可薄至0.3~1.5mm,并可将整体密度降低13%~20%。最近有报道称,一家获得许可的生产商已成功将密度降低了24%。

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图1 可以在标准的挤出机和平模头上使用新的CO2RE发泡技术来生产带有泡沫芯材和实心表面的薄壁、深度拉伸的硬质HIPS包装

Styron公司表示,CO2RE发泡技术可用于现有的常规单螺杆片材挤出生产线,使用平模头,并以一个合理的加工成本进行生产。相比之下,对于许多用于肉类托盘和翻盖包装的PS发泡片材,虽然它们的密度低得多,但需要在专门的串联式挤出生产线使用环形模头进行生产。因此,CO2RE发泡技术并不会与这些PS发泡片材进行竞争。据报道,液态CO2提供了优于化学发泡剂的成本优势和性能优势。该技术的最初目标是生产乳制品包装和一次性餐饮服务部件,如盘子和杯子。

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图2 Styron公司的CO2RE发泡技术通常能够将密度降低13%~20%,甚至有客户利用该技术将密度降低了24%

引起全球的兴趣
据Styron公司包装和消费品全球市场营销经理John Case介绍,CO2RE技术目前已经在欧洲、南非、亚洲/太平洋地区和拉丁美洲获得了相当大的关注。“我们有大量的样品订单,并且许多客户正对其工艺的各个阶段进行验证。”Case说道。该公司目前正在对将CO2RE技术引进北美的计划进行评估。
第一家获得CO2RE技术许可证并为市场带来实际产品的是澳大利亚的REMA Industries公司。它将该技术用于其Biorene餐饮服务产品中,这些产品含有一种有机添加剂,可使其进行生物降解。据报道,REMA公司计划通过CO2RE发泡技术将其所有的产品从实心固体转换为发泡HIPS材料。
另一家技术许可证获得者是葡萄牙的Intraplas公司,它目前已进入调试其首条用于成型/填充/密封乳制品包装的CO2RE生产线的最后阶段。从Styron公司的网站中可以获悉,其他几家试图验证CO2RE发泡技术潜在附加值的包装公司包括瑞典的Promens公司、德国的Fernholz公司以及日本Toyota Tsusho公司的包装分销商。
通过与客户合作,Styron公司在其荷兰Terneuzen的示范工厂验证了用于特殊应用的CO2RE工艺。Styron公司表示,对设备进行的必要改造非常廉价,相当于节省€250~400/ t的材料成本,而年产能可达€2~8/ t,具体根据挤出机的大小而定。

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图3 CO2RE发泡技术通过采用物理发泡——将液态CO2注射到挤出机机筒中——在硬质薄壁HIPS包装中实现材料和成本的节约

硬件的改造包括一个新的螺杆,它由Styron公司设计,能够实现PS熔体与CO2的良好混合。发泡剂可以通过机筒的排气口引入。
Case指出,附加的额外设备是液态CO2储存系统和抽吸系统,而它们只需要占用很少的额外面积。Styron公司表示,如果下游系统可以直接操作该设备,那么将液态CO2加入到熔体中可以实现更高的产能。
当然,发泡确实会在产品的表面产生一些纹理,但Case指出,其很多客户将这看作是一种优势。
替代光滑表面的方案是使用套筒或模内贴标签,又或者与一个实心PS帽层共挤出。 10/17/2012


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