賓頓等五六家公司
已經(jīng)解決了9層吹
膜生產(chǎn)的復雜性。
美國的一家著名的包裝企業(yè)既生產(chǎn)9層吹膜，也生產(chǎn)九層流延膜，他們發(fā)現(xiàn)有流延膜方面的經(jīng)驗起著很大的幫助作用。“我們的主要產(chǎn)品是流延膜。我們在這方面的經(jīng)驗使我們能跳出吹膜結構的框框來考慮問題，”該公司技術主管稱：“以前我們認為樹脂在吹膜上不會有很大的機會，甚至7層膜也是這樣。但9層膜為我們的工具箱增加了很多的工具。更多的層數(shù)實際上令產(chǎn)品開發(fā)更容易?！?
制造9層膜的加工商們不會都逐鹿于同樣的市場中，它們更多的與層壓或電鍍膜進行競爭。不多的制造9層薄膜的重要包裝企業(yè)在疊層內(nèi)部使用9層膜。較小的加工商直接向市場提供9層膜，成品加工商再把它們層壓或成形為袋子和封套。迄今為止，還有足夠的高阻隔性應用場合可以供應。因為不希望刺激更多的競爭，所以成功的9層膜生產(chǎn)商保持著低調。
由巴頓菲爾格羅斯特建造
的完全達到生產(chǎn)規(guī)格的9
層膜實驗生產(chǎn)線，將是那
些尋求進入9層膜領域的
加工商們的新資源。
無畏的先鋒
在90年代末，一大批多數(shù)具有7層膜經(jīng)驗的吹膜擠出領先廠家實現(xiàn)了首批9層阻隔膜的商業(yè)化，新西蘭Holmes包裝公司是第一家，它在1997年安裝了來自賓頓工程（Brampton Engineering）公司的9層吹膜模頭。
巴頓菲爾格羅斯特（Battenfeld Gloucester）公司售出的首套9層膜擠出模頭于1998年7月在新西蘭Transpack公司安裝，其口徑為10〃。
9層薄膜的經(jīng)驗為進入更復雜的膜產(chǎn)品打開了大門。從2000開始，賓頓已經(jīng)造出了10層模頭：一套到亞洲，兩套到歐洲。10層膜為利用不同的結構和類似PET的技術性聚合物提供了更多的機會。
9層與10層吹膜市場的成長遠不及加工商們從3層轉變到5層和7層那么快。在幾年時間里，有幾百條的5層和7層膜生產(chǎn)線。但因為有許多其它的方法來獲得同樣的阻隔效果，包括有多層流延膜、貼合、電鍍和涂覆，所以從7層轉為9層膜不是簡單的一步。
機器制造商也還沒有倉促進入9層膜市場中。還沒有歐洲OEM廠家冒險嘗試超過7層的模頭，盡管德國的W&H和意大利Macchi都在從事這個方面的工作。
9層和10層模頭的建造和運行是如此的困難，以至于8年后在世界上仍只有大概五六家的公司僅有著25套產(chǎn)品。
賓頓是9層或更多層膜生產(chǎn)線最突出的供應商。它已經(jīng)售出了三套10層疊加模頭和13套9層疊加模頭，包括了世界上最大31.5〃口徑的，其生產(chǎn)能力將達1500磅/小時。格羅斯特已經(jīng)供應了五套9層模頭，該公司最大的9層模頭是20〃口徑。
Plastopil的9層吹膜生產(chǎn)
線在不到一半時間里才制
造真正的9層膜。用它生
產(chǎn)5層或7層膜仍是有優(yōu)
勢的。
還有四套9層膜生產(chǎn)線應用向下吹泡。戴維斯標準（Davis-Standard）公司在2004年向一家俄羅斯客戶提供其中一套，用于生產(chǎn)EVOH/nylon/LDPE材料的香腸外膜。麥克羅工程（Macro Engineering）在2003年向一家韓國企業(yè)提供了一套9層疊加模頭，用于加工PVDC阻隔樹脂的9層擠出雙泡生產(chǎn)線上。賓頓制造了兩套9層的Aquafrost生產(chǎn)線，它對PP/EVOH的下吹泡進行水淬。
賓頓和格羅斯特兩家公司都建造了具生產(chǎn)規(guī)模的9層膜實驗生產(chǎn)線，能幫助那些進入9層膜競技場的企業(yè)容易開發(fā)產(chǎn)品。賓頓總裁兼CEO Bud Smith預測9層膜將是“未來10年里的主要成長領域”。
阻隔膜更加柔軟
高阻隔性薄膜被用于提高象肉、禽、魚等冷凍產(chǎn)品和象奶粉、堅果、寵物食品和酒類的非冷凍型食品的貨架壽命。除了高阻隔性以外，柔軟是最為期望的性能。含有尼龍層的9層膜相對較為柔軟，而5層和7層的尼龍阻隔膜就因為尼龍層較厚而發(fā)硬。
9層膜具有多種的結構，以滿足阻隔性、強度和外觀上的多種需求。9層或10層吹塑膜比流延膜具有雙向拉伸的優(yōu)勢，以使冷性強度更大。
9層吹塑膜的一個主要吸引人之處是其對昂貴的尼龍材料的應用更省。9層膜把一個厚的尼龍阻隔層分離成幾個薄層。這就獲得了尼龍用量更少、阻隔性能更大的效果，而熱成形性也有提高。因為尼龍層較薄，包裝上的尖銳邊角保持有阻隔材料，其數(shù)量為成形硬質五層膜時的兩倍，所以沒有應力開裂出現(xiàn)。較薄的尼龍層也減少了膜的卷縮，這對于5層和7層膜來說都是常見的問題。密封層在9層膜中也是更薄的。
已經(jīng)投資于9層膜的加工商還沒有幾個對它進行充分利用。例如，Plastopil公司只生產(chǎn)五六種不同的真正9層結構，每一種擠出機加工一種不同的樹脂。多數(shù)時間里Plastopil只是在其9層膜生產(chǎn)線上加工五、六、七或八種不同的材料。
特殊擠出機可以產(chǎn)生出在5層或7層生產(chǎn)線上不可能實現(xiàn)的層間比率，例如把相同的PE混合物放到四臺并排放置的擠出機中。加工商們稱9層膜生產(chǎn)線的產(chǎn)量也要比5層或7層膜生產(chǎn)線高，因為擠出機的規(guī)格更為均衡。
Optimum公司擁
有的生產(chǎn)線是為
高度的多功能性
而設計，也就是
說可生產(chǎn)幾乎任
何層任何樹脂。
9層膜的厚度比7層膜的更為均一。據(jù)稱沒有自動模頭糾錯的9層膜生產(chǎn)線可以運行厚度偏差±5%的7層結構，而7層膜生產(chǎn)線在相近膜結構上能實現(xiàn)的最佳偏差控制為±6%。
模頭的差別
多數(shù)9層模頭是層疊型或薄餅型，但其它的為螺旋芯軸模頭。兩種類型有著天生的優(yōu)點和缺點。例如，一個常見的9層阻隔結構在其芯部有著nylon/EVOH/nylon的夾層結構。賓頓的薄餅模頭具有層間的隔溫作用，把230-250℃下的尼龍與175-205℃之下的敏感EVOH分離。然而格羅斯特的螺旋模頭沒有溫度隔絕，所以EVOH與260℃下的金屬直接接觸。螺旋模頭有賴于短暫的停滯時間，避免類似EVOH的敏感樹脂的過熱。薄餅模頭的缺點是水平螺紋和疊餅高度會造成比螺旋模頭更長的流道。區(qū)別在于流道長度，當所有各層，如尼龍層和EVOH層在到達模頭出口之前會結合在一起。對于螺旋芯軸模頭來說這個距離是8〃,對于薄餅模頭是18〃。
理論上，疊加模頭具有變層的靈活性，是通過變?yōu)獒槍Σ煌瑯渲粌?yōu)化的薄餅。但在實際中，這是很少做到的。格羅斯特的螺旋模頭較為難于改變膜層結構，盡管這也是可能的。格羅斯特的20〃模頭在其交付使用一年后被修改。
一些9層膜模頭有著僅是針對兩種或三種不同結構而被優(yōu)化的流道。“阻隔層作為夾芯在中間，PE層是基層。如果在為LLDPE設計的流道中應用尼龍，壓力將較低，厚度控制較少，”格羅斯特高級產(chǎn)品經(jīng)理William Hellmuth解釋說，“要是反過來也是這樣。如果在為尼龍而設計的流道中應用LLDPE時，將以較高的壓力和較高的溫度而結束?！?
其它模頭被設計用于加工任何層任何樹脂。Optimum公司定制了一套9層膜生產(chǎn)線，具有市場上任何產(chǎn)品所具有的一些性能。Optimum對尼龍、EVOH、PP和PET進行“極度阻隔“的共擠出。它能在任何層中使用阻隔性或聯(lián)結性樹脂。Optimum應用五組結構，生產(chǎn)出約50種的9層膜產(chǎn)品。變量包括尼龍在哪里，它有多厚，以及可被用上的10種不同類別的尼龍。
設備管理對于9層膜生產(chǎn)
線是至關重要的。Optimum
塑料公司按字母順序和數(shù)
字分別對擠出機和料倉進
行編號。
Optimum公司也利用很高的夾膜框來冷卻尼龍，以及振蕩牽引和柔性卷取機，從而它既能卷取軟質有彈性的膜材，也能卷取硬質膜材。由Reinhold定制的卷取機能夠卷取直徑達15〃的巨大卷筒。
盡管膜泡內(nèi)冷卻是提高吹膜產(chǎn)量的常見工具，但它不能總是被用于9層膜當中。如果尼龍層位于或接近膜泡的內(nèi)表面，那么膜泡內(nèi)冷卻就可能太快地冷卻尼龍，從而尼龍不會與下一層附著在一起，結果分層。一種解決方案是在膜泡內(nèi)冷卻中利用工廠用壓縮氣體，而不是冷卻氣體。
如果有多達三四條的不同霜白線存在，那么9層膜利用膜泡內(nèi)冷卻就復雜了。建造9層新結構的操作人員應當把膜泡內(nèi)冷卻感應器放置在最低位霜白線的正上方，并逐步發(fā)展直至膜泡“呼吸”停止。
通常，9層膜生產(chǎn)線操作者必須非常熟練，很多的9層膜生產(chǎn)工廠在操作人員身上并沒有很多的支出。如果支出很多，那就決不會讓9層膜生產(chǎn)線保持著運轉。
高代價的試驗與失敗
發(fā)展新型9層膜產(chǎn)品的大問題是了解哪些樹脂有著合適的流動性能來成功地結合在一起。把低粘度的尼龍或EVOH薄層與粘性大的聚烯烴層緊貼著，可能產(chǎn)生界面不穩(wěn)定性，會導致薄膜中出現(xiàn)難看的波紋或鋸齒狀圖案。
麥克羅總裁Mirek Planeta稱流動性模擬可以在設計9層膜產(chǎn)品時節(jié)省大量的時間。麥克羅提供的9層膜生產(chǎn)線具有Pro/Process模擬軟件。因為這套電腦軟件是專為麥克羅的每條生產(chǎn)線定制的，加工商輸入樹脂類型和它想要運行的厚度。Pro/Process預見到問題并提供解決方案，例如如何改變層率。
格羅斯特的9層螺旋芯軸
模頭不會熱隔離較熱或較
冷的樹脂，但依靠較短的
流道來防止熱敏感型樹脂
分解。
模擬并不總是可行的，因為事實上在9層中所用的所有材料都是混合物。樹脂混合物的流變數(shù)據(jù)難于取得。小量的混合物必須被擠壓、弄碎和在流變儀中被測試。
匹配熔體彈性可能和匹配熔體粘度同等的重要。兩種背靠背材料的伸長性能不應當相差太大。最有彈性的樹脂可能在與不易伸展的材料結合時引起界面的不穩(wěn)定。
即便一切正常，開發(fā)新型9層阻隔膜會產(chǎn)生出許多的值錢廢料。這就是為什么一家9層膜生產(chǎn)商不愿意嘗試新的膜結構的原因，除非產(chǎn)品隊伍能證明按照估計的可能市場規(guī)模下的成本是合理的。
“極端的”材料處理
9層的材料處理系統(tǒng)必須進行小心謹慎的安排，因為它們可能會不得不處理30到40種不同的成分。兩臺擠出機通常要比其它的略大，并能混合五或六種成分。其它七臺擠出機有著兩臺到四臺的料斗。
Optimum塑料公司按字母順序對其9臺擠出機貼上標簽，按數(shù)字順序對每臺加料斗貼上標簽。散料擠出機A有A1、A2、A3、A4和A5五臺料斗，它們與對應的有記號箱子或料倉喂料管聯(lián)結。
在加拿大運轉的一套9層吹膜生產(chǎn)線有著同樣精心制作的材料處理裝備，第二層和第八層為散料層，每臺2.5〃口徑擠出機帶五個料斗。其余7臺擠出機（2〃）每臺針對阻隔層和聯(lián)結層有三個料斗，一般由散料箱加料。
在這樣的裝備中更換樹脂可能是棘手的。聚烯烴需很少或不用清洗就可被更換。但由尼龍、EVOH或離聚物變換到其它樹脂，就需要認真的清洗了。這種清洗是針對所有的9層來進行的，以避免氣泡消失。需要花半個小時到幾小時來清洗一層。這樣就會產(chǎn)生大量的廢物。
最大的風險是少量的尼龍，甚至是一些膠粒，可能在被變換到PE時被留在擠出機內(nèi)。因為PE的運行是在涼得多的情況下，所以尼龍粒料不會熔化，而會在流道內(nèi)某個地方粘住，然后其它聚合物被掛住。停滯的材料會分解，并出現(xiàn)黑斑。需要花幾天到一周的時間來調整這種情況。
更換的代價是不菲的，所以加工商盡力把生產(chǎn)安排在一起，這樣他們就不必同時更換兩臺或三臺以上的擠出機。但這并不總是可行的。
減少廢料是個大問題。生產(chǎn)線有著很高的產(chǎn)量，所以專用9層膜的生產(chǎn)運行可能只要用兩或三個小時。變換到運行下一種產(chǎn)品可能費時一樣長或更長。有的時候不算貴的完全聚烯烴薄膜可被用來完成真正9層膜生產(chǎn)的清洗。
