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BOPP薄膜的性能及影响
编辑: 时间: 2018-06-28 09:59 浏览量: 15

   以下内容均有伟明科技整理发布,一家专业的缠绕膜生产厂家,缠绕膜批发价格请拨打:13309837263,真诚为您服务

BOPP薄膜的结晶

  晶态结构是高聚物中三维有序的最规整的聚集态结构结晶是BOPP生产加工过程中不可回避的问题,PP结晶的速度结品的完善程度结晶的形态晶体的大小等对生产工艺薄膜性能都有非常重要的影响。

(1)结晶对生产工艺调整的影响,均聚PP有α、β、γ、δ和拟六方共五种晶系,其中α晶系属单斜品系,是最常见、最稳定的结晶。PP结晶贯穿着从熔体挤出到时效处理等BOPP生产的整个过程。为了提高成膜性,PP挤出时采用骤冷铸片,以控制结晶的生成,降低结晶度;在双向拉伸时要求结晶速度较慢,以利于拉伸取向,较早、较快的结晶和较大的结晶颗粒都有可能导致破膜;在横拉后热处理定型阶段,为了提高刚性和强度要求产生并加速结晶。PP的最大结晶速度的温度大约为0.85Tm[也可以根据差示扫描量热仪(DSC)测定的结果确定,温度越高或越低,如在Tm或Tg附近,越难结晶,在拉伸过程中要防止预热拉伸时结晶度急剧增加,因此不要在PP最大结晶速率的温度区域内选择拉伸温度最好在结晶开始熔融,分子链能够运动的温度下进行拉伸,即最大结晶速率的温度到熔点之间,实际生产时应根据PP的热力学特性来相应地调整生产工艺。

结晶对BOPP性能的影响

  薄膜中PP的结晶度和晶体尺寸对BOPP薄膜的力学性能和光学性能有重要影响,结晶度高则强度高,韧性差;晶体尺寸小而均匀、有利于提高薄膜的机械强度,耐磨性.耐热性,提高薄膜的透明度和表面光泽度。双向拉伸过程中的结晶有着高聚物聚集态结构特殊性的一面,存在取向与结晶互生现象,即取向导致结晶,结晶中有取向,拉伸取向引起晶片倾斜、滑移延展,原有的晶片拉伸细化,重排为取向态,形成取回的折叠链晶片伸直链晶或球品专变为微纤品状结构等。因此而薄膜的综合性能进一步得到强化。

  如研究表明,拉伸取向导致分厂链规则排列,产生均相晶核,诱导拉伸结晶,形成串晶互锁结构,可以大大提高取向方向PP的力学性能;双向拉伸也可以使PP中可能产生的较大颗粒晶体破碎,从而减小晶体尺寸,提高透光率,降低雾度。如PP经双向拉伸后,雾度下降50%。从结晶的角度来看,要生产高质量的BoPP薄膜,应尽量减小PP晶体的尺寸;一般可以从两个方面考虑:其一是工艺调整,如各段的冷却速度、温度、拉伸比拉伸速度等;其二是配方,如主料PP的选择、成核剂的使用等。在PP高性能工程化和透明改性方面,如何使PP结品微细化、均质化也是重要改性途径之一。  

英国一项新型BOPP食品包装薄膜

  研发Propafilm这款新产品的想法起源于瑞士苏黎世食品控制局官员Koni Grob博士的一项研究。其研究报告指出,纸板包装中矿物油的迁移会对食品造成污染。KmGrob认为,食品中会出现矿物油残留物,这些矿物油来自包装表面以及被回收报纸的印刷油墨中,被回收的报纸常被用于制造纸板包装.矿物油迁移后就会进入食品中。即使在室温下,这些残留物也能发生迁移.沉积在包装于盒内的干制食品中,如意大利面、米饭、早餐谷物和饼干。英国食品标准局进行了进一步的研究,强调就食品包装样品来看,矿物油的安全水平常常超标。Pmpamm的制造商称,这种薄膜具备优越的光学性能.密封临界值低且密封范围广,使其成为饼干、面包糕点、糖果、干制食品、茶叶和谷类食品等各个市场的理想选择。英诺薄膜包装和可持续性市场经理Andy  SWeeman说道:“能够为市场提供一种极具成本效益的多功能性薄膜我们感到很荣幸,重点是这种薄膜已被证实能够保护干制食品不受污染。它允许印刷,可应用于多种机器。”

国产BoPP功能性薄膜开发  

1.浅网印刷膜

  随着印刷业的发展.印刷品质量要求也越来越高,特别是近几年,层次版和柔性印刷发展是一个趋势。与之对应的是用于印刷的基材质量也要求达到高质量。普通BOPP薄膜在印刷层次版时,由于容易产生网点,特别是在印刷层次版的产品时体现得更加明显。BOPP浅网印刷膜的出现解决了普通平膜难以完成的高精度、高质量的印刷图案,适合高档印刷版的要求,特别适用于照相版的印刷是普通BOPP膜的升级产品,主要应用于高档食品药品、工艺品、日用化学品等方面的包装,因而浅网印刷膜就成为一种替代普通BOPP薄膜的一种趋势。BOPP基膜对浅网印刷的适应性主要是通过薄膜的表面改性来实现的,通过精选原材料,改善工艺配方和优化艺参数,研究开发表层粗糙度小于2μm的浅网印刷型BOPP平膜,通过改善薄膜表面粗糙度,减少了表层分子粒径,在浅网印刷过程中,由于表层粗糙度小,印刷油墨容易从版面转移到薄膜表面,不会出现丢点现象。目前在解决浅网印刷薄膜工艺上,江苏中达集团是走在最前的公司之一,该公司早在2002年底就已经解决此问题并批量生产。作为一种新型薄膜由于其特有的印刷特性和光学特性,以及作为适合当前印刷发展趋势要求的产品来说,浅网印刷膜取代传统的普通BOPP印刷平膜将成为一个趋势。而且从它的发展来看这两年也逐渐向BOPET、CPP上发展,并在国内有个别厂家也成功得到了开发和运用。

2.抗皱防污烟膜

  BOPP薄膜用于香烟的小包和条包包装时,薄膜是缠绕于香烟的印刷纸皮包装上,由于香烟纸皮印刷油墨残留溶剂的作用,在烟包的储存销售过程中,BOPP薄膜会因为吸收这些残留溶剂而发生皱折,同时,薄膜的雾度会大幅增加,使得香烟包装失去平整、光洁的外观,使烟包看起来显得陈旧,失去对顾客的吸引力,特别是当香烟纸皮包装为深色印刷图案时,纸皮上残留溶剂更多,对BOPP薄膜的影响更大,这一现象在国内烟草行业,也称之为BOPP薄膜的防红抗皱、防水雾问题。解决这一问题的办法,可采用PVDC涂敷BOPP薄膜的办法,但PVDC涂敷时需经过冗长的预处理、涂敷、干燥程序,效率低,成本高,薄膜无收缩性,而且PVDC涂敷物含氯、不环保。江苏中达集团通过与国内有关科研院校合作,对BOPP香烟包装膜发皱、雾度增大机理的研究,认为BOPP烟用薄膜对纸皮残留溶剂的抵抗能力与薄膜的双向拉伸过程、使用的助剂有较大的关系,经过无数次的试验和攻关,成功开发了制备抗皱防污BOPP香烟包装膜的拉伸工艺和专用的助剂体系,形成了抗皱防污BOPP香烟包装膜的完整的生产工艺技术。生产的BOPP抗皱防污烟膜,克服了传统BOPP烟用薄膜在残留溶剂作用下引起的发皱、污损和雾度变大的缺陷,薄膜具有高光泽、低雾度、高刚性的特点,适用于各种类型的烟用包装机,很好的解决了这一问题。江苏中达集团的BOPP抗皱防污烟膜,2003年获江苏省科技进步二等奖及国家重点新产品证书,产品现已批量生产,并在香烟包装应用上获得成功,产品具有较强的市场竞争力。

3.抗磨花膜

  BOPP薄膜具有良好的防潮阻湿性及高透明性,不仅对被包装物具有良好的保护作用,而且能清晰再现被包装物,从而提高顾客的购买欲,如以BOPP薄膜用于香烟包装时,不仅要求对烟标具有良好的展示效果,同时要求对香烟包装起到很好的防潮保香作用,从而延长香烟的保质期。但是BOPP薄膜在香烟高速包装过程中,薄膜表面与机器的快速接触及摩擦会在产品表面形成擦伤;在产品运输过程中,薄膜表面与薄膜表面,薄膜表面与包装箱会在薄膜上形成擦花。尤其是后者形成的较为严重的擦伤会对烟包的外观,甚至品质(保质)产生影响。因此,要求BOPP薄膜具有一定的耐磨花性。其他物品的透明包装,如盒状物的透明裹包、针织物产品的包装,也要求以BOPP薄膜具有一定的耐磨花性,BOPP抗磨花烟膜,为江苏中达集团的专利产品,并已通过江苏省科技成果鉴定,它从烟包烟膜产生磨花的机理入手,通过原料、工艺的改进,成功开发出了BOPP抗磨花烟膜,能有效减轻或消除烟包表面产生的磨花现象,大大提高了烟包的展示效果,自投放市场以来,得到广大烟厂和客户的认可,BOPP抗磨花膜,经磨花试验后,雾度增加值仅为0.1%,而普通BOPP膜达2.0%。

4.合成纸  

  BOPP合成纸是以聚丙烯等树脂和无机填充物为主要原料,通过多层共挤及双向拉伸加工而成,同时具有塑料和纸的特征的多功能性材料。它是一种塑料新型材料产品,也是一种环保产品。具有密度小、强度大、抗撕裂,印刷性好,遮光抗紫外线,经久耐用,经济环保等特点。由于合成纸的生产过程无污染,可以W%回收循环使用,是现代纸张生产的一次重大改革。

5. 防雾膜

  食品保鲜和果蔬包装中由于本身自带的水分及冷冻后空气中形成的水滴,易在包装膜上形成较多的水滴,即产生“结露”现象“结露”为微生物的迅速繁殖和生长创造了有利条件,特别是受机械损伤后的果蔬更易引起腐烂“结露”产生较大的雾度,还影响产品的外观,使消费者看不清内容物,影响产品销售。BOPP防雾膜具有高低温变化下薄膜表面不会由于水分的蒸发形成水雾,并有一定的防菌抗菌作用,是国际上迅速发展展起来的新材料,主要用于新鲜水果、蔬菜、色拉、食用菌等包装。

6. 激光全息基膜

  BOPP激光全息膜,也称镭射膜,它是将激光全息图像模压到BOPP薄膜上而成。激光全息膜不仅具有强烈的表面装饰效果,而且以其防伪性好、科技含量高在防伪包装中发挥着越来越大的作用,广泛应用于轻工、医药、食品、烟草、化妆品、电子行业的商标、有价证券、机要证卡及豪华工艺品等的防伪,以及装饰等领域。BOPP激光全息膜分为电化铝烫金转移型和非转移型。电化铝烫金转移型是经模压镀铝涂胶后与卡纸复合剥离转移再表印加工,或与热封薄膜复合后剥离转移。非转移激光全息膜,是经模压或镀铝后模压,与纸制品、薄膜复合或直接用于烟包、酒盒、包装盒、食品袋、礼品袋、拉花膜、圣诞用品等。

7.超低温热封膜

  热封膜是BOPP薄膜的基本品种之一,主要用于印刷、复合制袋或裹包包装。分为单面热封膜和双面热封膜。单面热封膜,在非热封层印刷图案后,与PE、BOPP及铝箔复合制袋,用于食品、茶叶、饮料等包装。双面热封膜直接热封成型包装食品,纺织品、音像制品、扑克等。这些都要求薄膜具有良好的热封性能。六、国产BOPET薄膜新工艺与创新技术除了BOPP薄膜近几年发展过热并没有降温的趋势,BOPET薄膜又成为新的热点。  

  2010年国产BOPET薄膜产量为80万多吨,2014年国产BOPET薄膜产量为150万多吨。其消费结构为包装材料(复合印刷膜、烫金膜、真空镀铝膜)占58%绝缘及电气专用膜占14%、感光材料占13%、音像制品占5%扩卡膜占6%.制图及装饰膜占4%。“十二五”期间引进建设的项目以搞好市场定位,集中力量开发应用市场,以占65%~70%的包装薄膜市场为主,努力开发盐业包装。感光材料、扩卡级建筑装饰、药片包装和特种聚酯薄膜引进高新技术设备开发特种聚酯薄膜如高透明薄膜,低雾度、高透光率,可广泛用于防伪真空镀铝彩印金拉线等;通过多层共挤工艺技术,生产热封薄膜,占领保鲜食品、冷冻食品包装市场引进适应生热收缩薄膜技术,开发聚酯瓶标签用膜等。

可热封BOPEr薄膜的制造工艺与创创新技术

  BOPET薄膜具有优良的综合性能,如透明度好、雾度低、光泽度高强度大挺括.耐折、阻隔性优良等,广泛用于印刷、镀铝复合包装、护卡、金属化绝缘材料、感光材料、磁带带基等领域。但是由于普通PET树脂是结晶型高聚物,经过热拉伸后具有较大的结晶倾向,如对其进行热封,将会产生严重的收缩变形。因此,用普通PET生产的BOPET薄膜(以下简称为普通BOPET薄膜)不具备热复合的办法,但是这样做既费工费料,又增加了原料成本,从而在很大程度上限制了BOPET薄膜的应用。下面的几个典型应用实例就很好地说明了普通BOPET薄膜的这种局限性。

  ①虽然普通BoPET薄膜完全具备香烟包装用塑料薄膜所要求的高透明、高光亮、高强度、阻隔性、挺括等性能,甚至远远超过BOPP膜,但是它却缺少香烟快速热封包装所需要的热封性能.因而普通BoPET薄膜无法拓展烟膜之应用领域,只能放弃烟膜这个利润丰厚的市场。

  ②在食品包装行业中由于普通BoPET薄膜不具备热封性能加工商不得不采用将BOPET与CPP或PE膜复合的方法来解决包装封口的问题。例如采用BoPET/胶黏剂/CPP或BoPET/胶黏剂/PE或BOPETAL/胶黏剂/CPP等复合方式。

  ③对于在护卡方面的应用,普通BOPET薄膜也是由于无热封性而必须先将热熔胶(如EVA)通过挤出机熔融挤出、涂布复合于BOPET薄膜表面,再通过加热加压来完成热封的。

  为了省掉这种繁琐而费钱的复合工序,从而进一步拓展烟膜BOPET薄膜的应用领域,科研人员开发出了对普通PET树脂进行共聚改性的方法,使之具有可热封性。

  众所周知,普通PET树脂是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)在催化剂的作用下经加热缩聚而成的一种结晶性高聚物。为了破坏或削弱其结品性能,可采用第三甚至第四组分与之进行共聚,使之用成无定形的PET共聚物,从而具有可热时性能,所选川的第一组分可以是二元酸或二元醇而进行三元共聚.也可以同时选用这两种单体而进行四元共聚,采用二元酸进行共聚改性所生成的PET称为APET;采用二元醇进行共聚改性所生成的PET称为PEIG。例如,美国Easman公司采用了对苯二甲酸、乙二醇以及对环己烷二甲醇(CHDM)进行三元共聚反应,通过控制对环己烷二甲醇的加入量,可分别制得PETG或PCTG,它们均属于无定形的PET共聚物。用这种无定形的PET共聚物制成的BOPET薄膜与普通BOPET薄膜相比,不但保持了原有的优点及解决了热封性的问题,而且还具有低熔点、高收缩的特性,从而大大扩展了BOPET薄膜的应用范围。

  一般,可热封BOPET薄膜与普通BOPET薄膜的加工方法基本相同,系采用熔融挤出(单层挤出或多层共挤)、流延铸片、纵向拉伸、横向拉伸、牵引收卷、分切等工序而制得。它可以被加工成单层膜,但更多的是被加工成三层膜,其结构为A/B/C结构。其中,A、C层为表层,B层为芯层。表层之一就是共聚PET热封层,该层厚度可占整个薄膜厚度的10%~20%,这要根据热封强度的要求而定。通常,可热封BOPET薄膜的热封强度范围为5~8N/15mm。

  无论是采用单层挤出膜,其技术关键都是拉伸还是三层共挤出拉伸的工艺来生产可热封BOPET薄膜,其技术关键都是要掌握PET共聚树脂区别于普通的PET树脂的特性,即具有无定形结构、玻璃化温度较高及熔点和软化点较低。在此仅以三层共挤生产A/B/C结构的BOPET膜为例简要介绍其制膜工艺。

  ①配料混合。假设C层为可热封层,为了使其具有可开口性,防止收卷时薄膜之间产生粘连,需在共聚树脂中掺入一定比例的含硅切片,并且要混合均匀,目的是使制成的薄膜表面具有合适的粗糙度减低摩擦系数。

  ②干燥处理。因为PET树脂分子中含有酯基,在高温下即使只有微量水分存在,也容易产生水解,从而使PET分子量下降,品质变劣。同时,因水分的存在,在加工过程中会产生大量气泡。因此在制膜加工前必须对PET树脂进行干燥处理。其干燥温度应控制在70℃左右,真空转鼓的干燥时间应不少于6h。

  ③熔融挤出。A/B/C结构的三层共挤需要三台挤出机,其中的一台作为主挤出机,用来进行芯层(B层)物料的挤出,另两台作为辅挤出机,分别用来进行两个表层(A层和C层)物料的挤出。如果表层物料采用排气式双螺杆挤出机进行挤出,则可省去A、C两个表层的干燥装置。其原因是这种排气式双螺杆挤出U机带有两个排气口,它们通过管道与真空泵相连,在高真空度下,PET中的水分及加工过程中所产生的挥发性低分子物可以从排气口直接排出。这种通过排气式挤出机加工表层树脂的方法既可以节省设备投资,又可以降低运行成本。作为C层的共聚PET树脂的挤出温度应控制在层的共聚PET树脂的挤出温度应控制在230~270℃。计量泵、过滤器及熔体管的温度应控制在270~280℃。

  ④模头铸片。对于A/B/C结构的三层共挤可热封BOPET薄膜的加工来说,最好选用具有三模腔的模头。其原因是三层模腔的模头设计可使铸片的两端不含有可热封的共聚PET树脂成分,以避免在横向拉伸时因该树脂的软化点较低而与链夹发生粘连。同时,这样做也便于边料的回收再利用。至于模头的温度,则应控制在270℃左右,而冷却转鼓温度应控制在30℃左右。

  ⑤纵向拉伸。为了防止热封层黏附拉伸钢辊纵向拉伸机的最后几个预热辊和慢速拉伸辊宜采用陶瓷辊或在辊表面喷涂“Teflon”防黏层。纵向拉伸温度为75~80℃,拉伸倍数为3~3。5倍。补充加热用的红外加热器的温度应控制低一点,并且要放在热封层的另一侧。  

  ⑥横向拉伸。该工艺条件与普通BOPET的横向拉伸基本相似如用于单层可热封BoPET的横向拉伸,其拉伸温度应控制在90~100℃,拉伸倍数为3~3.5倍。链夹须加强冷却,以防止PET共聚树脂黏夹。

  ⑦牵引收卷。在此过程中的电晕处理应选在非热封表面,这是因为可热封表面无须电晕处理便具有很好的印刷性能和镀铝性能。

  总之,BOPP作为一种新型的包装材料,自问世以来就备受关注,由于双向拉伸工艺的固有特点,使得在该工艺下制得的BOPP薄膜迅速扩展应用到包装行业的多个领域,主要包括彩印、黏膜带、电容膜、合成纸、烟膜等等。


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