塑料编织袋的起源与终结

塑料编织袋的起源与终结---兼谈塑料编织袋低成本可持续发展之路阚顺源著目录一．聚丙烯的发明二．塑料编织袋的起源三．功能扩展----复合塑料编织袋四．塑料编织袋的袋形发展----方底阀口袋五．塑编阀口袋的成型工艺----焊接与胶粘六．AD概念的历史,现实与未来----塑编阀口袋成型设备七．塑编阀口袋的应用八．FFS重膜袋----塑料编织袋的终结?序言我们想梳理一下塑料编织袋的历史，而实际上勾勒的是人们对塑料编织袋的观念变革史。从一个简单的包装袋的沿革中,可以看到我们思维的本质和历史发展的逻辑。材料的变化，形状的变化，工艺的变化，纷繁芜杂，表演的是人类不知疲倦，智慧的游戏；徘徊往返，苦苦追寻的是规矩和秩序；貌似纷纭复杂，却以简约为归;铅华退尽，尘埃落定，都是事物自在到自为的展现过程。旗动?风动?心动?现象,本质,人的认识。历史从来就是当代史,是我们关注当下现实而对历史事件的诠释，而不是对过去历史的编年。正本清源,决不是对历史单纯趣味性的考古。我们当下关心的是塑编袋的最终发展方向，关心的是FFS袋兴起以后，如何继续发挥编织袋的低成本优势，走可持续发展之路。我们在历史当下的诠释中获得认同和确信。问渠哪得清如许，为有源泉活水来。钩沉以往，追溯那些激励感染我们的原创性的理念，寻找那些具有活力可再生的基因，擦拭去灰烬尘埃，让充满活力的，原创的，可再生的闪光的东西照耀启示我们的内心，更加坚定我们前行的方向和步伐！一.高密度聚乙烯，聚丙烯的发明人类文明的进程，是以材料为主要标志的。所谓石器时代，青铜时代，铁器时代，钢铁时代，都是以材料的发明使用为主要特征划分人类文明的不同发展阶段。今天我们仍把新材料作为技术革命的标志之一。在溯及塑料编织袋的起源和发展过程时，材料的发明和进步也具有标志性的意义。塑料编织袋的每一步发展，都离不开原料制造商的努力和贡献。所以在追溯塑料编织袋起源时，我们必须先把聚丙烯的发明历史备案以查。一说由美国人PaulHogan(1919-1985)和RobertBanks（1921-1989）在1951年美国的菲利普斯石油公司发明。另一说由意大利的居里奥*纳塔发明。居里奥*纳塔（GiulioNatta，1903年－1979年），意大利化学家，在聚合反应催化剂研究上作出很大贡献，因此与德国化学家卡尔*齐格勒共同获得1963年诺贝尔化学奖。居里奥*纳塔卓越的贡献是，1954年在德国化学家K.齐格勒乙烯低压聚合制成聚乙烯重大发现的基础上，发现以三氯化钛和烷基铝为催化剂，丙烯在低压下高收率地聚合，生成分子结构高度规整的立体定向聚合物──聚丙烯，具有高强度和高熔点，开创了立体定向聚合的崭新领域。1957年，居里奥*纳塔直接参与在意大利的世界上第一套聚丙烯生产装置的建立，他的发现导致合成树脂和塑料的一个大品种问世。此外，居里奥*纳塔进一步成功地将其催化剂分别用于1-丁烯和4-甲基-1-戊烯的立体定向聚合,首先制成了分子结构高度规整的聚1－丁烯和聚甲基戊烯。1957年,他首创以钒卤化物和烷基铝为催化剂，使乙烯和丙烯共聚合制成无规结构的乙丙橡胶。在意大利建成了世界上第一套乙丙橡胶小型生产装置。居里奥*纳塔和齐格勒所开创的配位催化聚合和立体定向聚合，应用于烯烃、二烯烃及乙烯基单位的聚合等，开拓了高分子科学和工艺的崭新领域,成为发展史上的里程碑,被称之为齐格勒-纳塔催化剂及齐格勒-纳塔聚合。两人因此而共获1963年诺贝尔化学奖金。二．塑料编织袋的起源塑料薄膜袋产生后，由于其强度无法满足重包装的要求，US2679887，1949，出现过聚乙烯膜和牛皮纸的复合袋。塑料薄膜袋产生后，由于其强度无法满足重包装的要求，曾经出现过英国FRANKBRIANMERCER1964年提出的film外面加尼龙网袋的袋型。用编织的方法制袋，有据可查的是：1938年，US2208256Goodsmith的methodofmakingpockets；Goodsmith的编织袋三边都由编织完成封边，灌装用的袋口宽为袋长的二分之一。1948年，US2471380AlfredWallwork的methodofweavingtextilecontainers也是一端开口，用于灌装，其他三边由编织完成封口的筒袋。这时聚丙烯还没有发明和生产。1955年US2712843wovenfabricbags提出一种人造丝的编织袋。1965年US3360015美国人Osbert的Containersoftextilecomposition采用尼龙扁丝编织的筒袋（附图1）无心插柳柳成荫。采用聚丙烯，聚乙烯单向拉伸制作的塑料扁丝编织成布，最早是从作为衬垫的地毯基布开始的，并非一开始就用于包装袋的制作。这可能让一些从事塑料编织包装袋的专家感到有点沮丧。可历史就是这样。US3110905,Filed1961，Tuftedpilefabriccomprisingaflatwovensyntheticplasticbacking,披露了一种地毯衬垫，是采用聚丙烯，聚乙烯等制成的扁丝编织的布。US3359934Patented1964,HaroldA.Schwartz和MortonI.Port的Tuftedcarpethavingsplitablefillingyarnsintheprimarybacking也有相似披露。US3503106Patented1970,Continuoustechniquesformakingflatwovensyntheticfabric(连续生产聚合物纺织扁丝的技术)发明人为MortonI.Port采用这种技术生产的聚丙烯扁丝可以制作包装袋以及篷布（Taurpaulins）。US3542632Filed1969,patened1970Fibriliatedfabricsandaprocessforthepreparationthereofwovenorientedpolyolefinfabrics有纤维组织的织物及其聚烯烃定向机织物的工艺准备过程提出了由聚烯烃带状丝编织地毯衬布。US4145467filed1977,issued1979woventextile的总结：一种聚合物的纺织布，常用来作地毯的基部和衬布，也可以用作制袋，捆包带或布，墙上覆盖物，窗帘以及其他类似的东西。所以我们把下面二篇专利文献作为PP/PE塑料编织袋产生的标志。1964年US3439865MortonI.Port提出wovenplasticbags的概念。（附图2）以下是其权利要求书的翻译：一个尺寸稳定，防水透气的高强度袋，上述袋子有一个开口端和一个封合端；由塑料聚合物单轴取向成型的扁平单丝作为经丝和纬丝编织而成的机织物；由上述材料织成的织物十分紧密，防水性很好，但透气性不佳。1．一个尺寸稳定，防水透气的高强度袋，上述袋子有一个开口端和一个封合端，由塑料聚合物单轴取向成型的扁平单丝作为经丝和纬丝编织而成的机织物；由上述材料织成的织物十分紧密，其防水性很好，但透气性不佳。在常规使用中，上述经丝和纬丝被熔结以防止移动。2．袋子权利要求1规定，其中的丝由聚乙烯制成。3．袋子权利要求1规定，其中的丝由聚丙烯制成。4．袋子权利要求1规定，其中的丝厚度为1到2mil厚，宽度大概为50到100mil。我们可以看到，发明人的PP塑编布和我们现在常见的塑编布（袋）概念还是有差异。发明人指出的用远红外线的加热原件产生的热风（空气）熔结(SINTER)经纬丝，防止移动,实际上是地毯基布的工艺，非常规编织布所需。1968年US3544404美国人Johnson等METHODOFMAKINGPOLYPROPYLENEBAGS正式提出PP袋的概念。美国人俗称Sandbag，而我们的俗称为蛇皮袋。两个俗称，相映成趣。前者重实际功用，后者重外观表象。再检讨今日国内塑料编织袋重外观，平平整整，五彩缤纷，对比国外重经济简约，强度和实用，原来如此，可以会心一笑。该专利明确提出袋子由聚丙烯膜切割成的扁丝和纤化丝编织而成，但是袋底和袋侧是由特殊编织的加强条封口，留下一袋口灌装。而且提出加强条的切割可以用热切割的方式防止散丝。（附图3）以下为国外sandbag（沙袋）的应用图例其他和塑料编织袋相关的一些发明也摘录如下:1965年US3340919提出经丝采用ribbon-likemonofilament（带状单丝，即flatyarn）,纬线采用multifilamenttexturizedyarn（多纤维结构丝）。以下是其权利要求书的翻译：1.袋子的两个编织面通常由一个层边延伸到两面和袋底连接而成，每个编制面都由两种交叉合成丝构成，一种由带状单丝织成，另一种由多纤维丝multifilament织成，致密织物的每个面的窄带沿着袋边延伸提供强度，袋边的外层热密封防止散开，这样的袋子在“跌落测试”中可以显示出其强度和抗破裂能力的进步。2.权利要求1中的袋子的丝包括聚烯烃类。3.权利要求1中的袋子的丝都被消光以减少袋子的光泽度和反射率。4.权利要求1中的袋子的丝由聚丙烯，热稳定热和紫外线吸收剂等成分组成。聚合物的总重量中，百分之0到大约百分之5的重量是紫外线吸收剂，大约百分之0.05到百分之2.的重量是抗氧化剂，大约百分之0.05到百分之2的重量是热稳定剂。5.权利要求1中的袋子的丝由聚丙烯，大约占重量的百分之3到百分之12的有机溴和大约占重量的百分之0.05到百分之20的有机溴合成物的分散剂和阻燃剂组成。织机方面的准备1959年，US2913799法国人JeanRabeax发明的最早的圆织机woven，linedtubularfabricandmethodandmeansformanufacturesame;1961年，US2998030EdwardKoppelmanwovenfabricsandmethodofweaving;1964年，US313267EdwardKoppelmanMethodsofandapparatusforweavingshapedfabricandarticleswoventhereby1961年，华东纺织工学院纺织机械设计教研室编著的《纺织机械设计原理》一书已介绍苏联的覃尼科圆织机和法国的沃尔式圆织机。塑料编织袋得到了超乎塑料薄膜袋的强度，但失去了塑料薄膜袋的气密性能、防水性能和热焊接性能。如何克服这些缺点，又成为人们的研究焦点。附图1附图2附图3三．复合塑料编织袋，编织袋的功能延展聚烯烃编织布涂塑后成为一种复合材料，除了增加其稳定性，气密性，防水防潮的功能外，相当于一种特殊的表面处理，改变了编织布的表面张力，提高了其热熔焊接性能。这种复合塑料编织袋（或片材），用于制作包装袋时，可以通过加热和压力的作用，实现材料的搭接（lap/overlap）和密封(seal)。我国作为一个编织袋大国，虽然根据ISO，日本的JS等相关标准，在1988年也制定了塑料复合袋标准，却长期忽视复合材料这一重要特点。浅尝辄止，知其然，不知其所以然。缺乏科学的基础研究，简单的拿来主义，得其形，未得其神。愧为一个编织袋大国，而不能成为编织袋强国。这让我们今天非常尴尬。钱凤珍《聚烯烃表面改性剂》1990（5）《塑料科技》，这是国内能找到的一篇较早论述及聚烯烃材料涂塑表面工艺处理后能增强热粘性能的论文。US3445055REINFORCEDLAMINATEDPLASTICMATERIALSDec.17,1964和发明塑料编织袋以及聚丙烯塑料扁丝制作方法的MORTONI.PORT提出了一种干式复合技术；即通过加热和压力，在编织袋基布表面复合上一层熔点较低于基材的膜，然后翻袋，把复合膜的一面作为里层；这样的袋子可以热封合，因而可抛弃缝纫工艺。（附图4.）US3250662COATEDFABRICNormanR.Seaman1964此人对烟机，热风枪都有专利。提出对编织布wovenfabric的三种复合方法：laminating,calendaringandliquidcoating。（干式挤出复合，压延复合，湿法复合）US395956