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BOPP薄膜的高性能化和功能化發(fā)展方向
來源:涂志剛,張莉瓊 瀏覽 878 次 發(fā)布時間:2022-11-04
摘要:闡述了BOPP薄膜高性能化的目標(biāo)指標(biāo),包括長效抗靜電性能、差異化摩擦性能、低溫?zé)岱庑阅?、可調(diào)的熱收縮率、高光澤、低霧度等方面;綜述了BOPP薄膜的功能化發(fā)展現(xiàn)狀,主要體現(xiàn)在已有防霧、抗菌、激光全息、無膠復(fù)合、降解等BOPP薄膜的工業(yè)化產(chǎn)品方面。
作者簡介:涂志剛(1969-),男,江西高安人,中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級工程師,博士,主要從事塑料包裝材料和塑料加工與改性方面的研究,E-mail:zhigtu 126.com
0、引言
從20世紀(jì)90年代開始,雙向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP)行業(yè)的高利潤直接刺激了許多中國企業(yè)對其投資。2003年和2004
年盲目大量引進(jìn)高產(chǎn)量生產(chǎn)線的惡果已經(jīng)突現(xiàn),2004年底~2005年初,國內(nèi)BOPP薄膜全行業(yè)出現(xiàn)虧損,市場需求的增長遠(yuǎn)小于產(chǎn)能的增長,競爭激烈[1]。經(jīng)過幾年的市場消化,2010年又迎來了BOPP新的發(fā)展時期,據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,BOPP生產(chǎn)線設(shè)備預(yù)訂期已經(jīng)排到了2014年,而且基本上是預(yù)訂寬幅高速的生產(chǎn)線。預(yù)計薄膜行業(yè)又將面臨一次激烈的競爭。盡管許多企業(yè)以規(guī)模體現(xiàn)效益,但是越來越多的企業(yè)加大了對技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新的關(guān)注力度,以提升產(chǎn)品的技術(shù)含量。
通過高性能化和功能化技術(shù),能提升BOPP薄膜的競爭力。因此,本文以質(zhì)量要求較高的熱收縮BOPP薄膜為參鑒,分析BOPP薄膜的高性能化發(fā)展現(xiàn)狀;同時,以市場上出現(xiàn)的一些功能性BOPP薄膜為研究對象,試圖闡述BOPP薄膜功能化的發(fā)展方向,以期為BOPP薄膜的發(fā)展與研究方向提供一些有益的借鑒。
1、BOPP薄膜的高性能化
在現(xiàn)有薄膜物質(zhì)性能的基礎(chǔ)上,提升和改善BOPP薄膜重要的性能控制指標(biāo),是提高BOPP薄膜市場競爭力的重要手段。
1.1長效抗靜電性能
在BOPP薄膜包裝使用過程中,薄膜的靜電由薄膜本身帶有的靜電和在包裝過程中因摩擦而產(chǎn)生的靜電兩部分組成。薄膜本身所帶的靜電較易控制,但在包裝過程中產(chǎn)生的靜電則較難控制。薄膜的靜電會使其產(chǎn)生靜電黏附,這對切割、輸送、折疊薄膜等有不良影響,會造成薄膜上機(jī)運(yùn)行故障。因此,若只強(qiáng)調(diào)薄膜本身的靜電值,而忽略了包裝過程中產(chǎn)生的靜電值,這樣的結(jié)果是薄膜的檢測性能很好,但上機(jī)運(yùn)行時卻總是出現(xiàn)故障[10]。
一般包裝機(jī)上,靜電可以通過金屬或靜電消除器的快速傳導(dǎo)而轉(zhuǎn)移,另外,濕度較大的環(huán)境也有利于薄膜表面的靜電消除。遇上靜電比較大的薄膜或干燥的季節(jié)(例如冬季),使用企業(yè)可以提前將薄膜放入包裝車間,對包裝車間進(jìn)行調(diào)節(jié)濕度處理,也可以采用用水潑濕車間地面或?qū)衩矸笤谀ぞ矶嗣娴姆椒ǎ蕴岣攮h(huán)境的濕度[10],利于消除薄膜表面的靜電。
抗靜電特性是保證包裝順利進(jìn)行的基本條件之一。大部分BOPP薄膜都要求具備良好的抗靜電性能,以防止薄膜放卷和與設(shè)備摩擦?xí)r產(chǎn)生的靜電黏附,因此,抗靜電性能是BOPP薄膜要求的基本特性之一。目前,通常選用內(nèi)添加型抗靜電劑,這些抗靜電劑大多是表面活性類助劑,它們具有遷移性,都將對薄膜的光學(xué)性能和摩擦性能產(chǎn)生一定的影響。實際生產(chǎn)中,薄膜的光學(xué)性能在3個月后都將因為抗靜電劑的遷移而超出控制標(biāo)準(zhǔn)。因此,在目前的技術(shù)基礎(chǔ)上,以較少的抗靜電劑加入量獲得理想、平穩(wěn)、持續(xù)的抗靜電性能將是薄膜主要的研究方向之一。長效抗靜電性能的BOPP薄膜的深入研究可從如下兩方面考慮:一是BOPP薄膜表面的極性化;二是擺脫抗靜電性對濕度的依賴,可直接在薄膜表層加入導(dǎo)電物質(zhì)。長效或者永久型抗靜電劑已有工業(yè)化應(yīng)用,但是加入量太大,成本較高,且對薄膜的光學(xué)性能的負(fù)面影響較大。
1.2差異化摩擦性能
盒式包裝用BOPP薄膜,通常要求其具有差異化滑動性能,即要求薄膜內(nèi)層和外層的摩擦系數(shù)不同。在包裝過程中,薄膜外層在下膜通道、成型輪槽、折疊板、烙鐵等金屬部件上運(yùn)行時,其摩擦系數(shù)應(yīng)該控制在較低水平,但是由于這些金屬部件大都是在5 0℃以上的高溫條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的,隨著溫度的升高,薄膜的摩擦系數(shù)升高,特別是超過45℃之后,摩擦系數(shù)上升速度更快,因此,控制高溫條件下薄膜對金屬的熱摩擦系數(shù)更加重要,只有這樣才能確保薄膜在熱金屬部件上滑動運(yùn)行順暢[10-12]。薄膜的內(nèi)面在包裝過程中與紙接觸,其摩擦系數(shù)應(yīng)該控制在稍高水平,以利于盒式產(chǎn)品在成型輪內(nèi)與薄膜的定位良好,提高薄膜的折疊質(zhì)量,從而獲得緊湊和挺括的包裝效果。該方向上進(jìn)一步的研究,可以從如何調(diào)整內(nèi)外層的差異化摩擦系數(shù)以適應(yīng)定位和高速包裝的需求方面著手。
在BOPP薄膜中,影響摩擦系數(shù)的因素很多。
1)爽滑劑的種類。硅油類和酰胺類爽滑劑具有良好的高低溫爽滑性能,而蠟類的常溫滑動性能較好。爽滑劑能顯著降低摩擦系數(shù),是影響薄膜摩擦性能的主要因素。
2)抗黏連劑??桂みB劑一般是粒徑為2~5μm的固體粉末,將其添加到薄膜表層可以形成許多凸起,會使薄膜的層與層之間、薄膜與外界面之間的實際接觸面積減少,從而降低其黏結(jié)力,相互間的滑動就會較容易,有利于摩擦系數(shù)的降低[12]。當(dāng)然,抗黏連劑的種類對摩擦系數(shù)的影響大小不一樣。
3)抗靜電劑。常用的內(nèi)添加型抗靜電劑都是表面活性劑,能降低薄膜的表面張力,從而降低摩擦系數(shù)。
4)表層料。如果薄膜表層使用聚丙烯(p oly-propylene,PP)均聚物,由于均聚PP的結(jié)晶度較高,用其生產(chǎn)的薄膜不僅剛性高而且表面硬度較好,所以薄膜的摩擦系數(shù)較低。但若要求薄膜具有良好的熱封性能,則必須在其表層使用共聚物[11-12],由于共聚PP的結(jié)晶度較低,生產(chǎn)的薄膜相對較柔軟,薄膜表面較黏,所以薄膜的摩擦系數(shù)相對較高。
企業(yè)生產(chǎn)中,對產(chǎn)品的摩擦系數(shù)要求有很大不同,如有的要求薄膜的摩擦系數(shù)超過1,即生產(chǎn)防滑BOPP薄膜;有的要求薄膜的摩擦系數(shù)低于0.15,生產(chǎn)超爽滑BOPP薄膜。
1.3低溫?zé)岱庑阅?
薄膜的熱封性能表現(xiàn)為熱封溫度和熱封強(qiáng)度,熱封溫度一般應(yīng)控制在85~110℃之間。熱封溫度范圍窄的薄膜,其在包裝機(jī)上的可調(diào)整熱封溫度范圍很窄:若設(shè)定的熱封溫度稍高,就會使得燙口起皺;而設(shè)定的熱封溫度稍低,又會出現(xiàn)封口不緊等問題。不同的包裝機(jī),其熱封條件也不同,并且同型號的設(shè)備在不同的運(yùn)行環(huán)境中,其需要的熱封溫度也不同。因此,較寬的熱封溫度范圍,會使得薄膜有較好的熱封適應(yīng)性,可以確保其在各種包裝機(jī)上的運(yùn)行暢順。
薄膜生產(chǎn)企業(yè)采用的專用熱封材料一般為乙丙二元共聚物、乙丙丁三元共聚物和它們的混合物,這3種熱封材料的熔點依次為135,125,115℃,呈逐步降低的趨勢,因而以2.0 N/mm2作為薄膜的最低熱封強(qiáng)度時,它們的初始熱封溫度分別由高依次降低為115,105,100℃,這3種熱封材料的熱封范圍依次為:115~150℃,105~150℃,100~150℃[14]。從無規(guī)則共聚物到混合物,由于多相的存在及乙烯含量的增加,薄膜的熱封范圍逐步增大,因此,在薄膜生產(chǎn)配方設(shè)計時,不同的包裝速度應(yīng)選用不同的熱封材料。如包裝速度小于400包/min的薄膜選用聚丙烯無規(guī)二元共聚物較為合適,而速度大于400包/min的薄膜應(yīng)選用三元共聚物或低溫混合物。
BOPP薄膜的熱封強(qiáng)度還與熱封層的厚度有關(guān),如研究[14]表明,對于總厚度為22μm標(biāo)準(zhǔn)配方薄膜的熱封層料為無規(guī)二元共聚物,表層與芯層厚度結(jié)構(gòu)分別為0.8μm/20.4μm/0.8μm和1.5μm/19μm/1.5μm的2種薄膜,在不同的熱封溫度下測定它們的熱封強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)在一定熱封范圍內(nèi),薄膜的熱封強(qiáng)度隨著熱封層厚度的增加而增大。因此,在實際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)使用需要來控制薄膜的熱封層厚度,一般情況下,22μm標(biāo)準(zhǔn)薄膜的熱封層厚度為0.8~1.2μm,對包裝速度較慢的薄膜,由于使用過程中的熱封時間稍長,可適當(dāng)調(diào)整薄膜熱封層厚度。在薄膜的配方設(shè)計過程中,還應(yīng)該考慮各種助劑對其熱封性能的影響。熱封材料的選取和使用方法會直接影響薄膜的上機(jī)包裝性能。用于熱封的聚丙烯樹脂必須具有較低的熱封溫度和較高的熔點,這是高速熱封材料發(fā)展的一個趨勢。
1.4可調(diào)的熱收縮率
對于香煙包裝用BOPP薄膜,一般分為普通型煙膜和熱收縮型煙膜兩類。普通型煙膜的熱收縮性能較小,熱收縮率一般應(yīng)控制在2%~5%,一般用于香煙的小盒軟包裝和條盒包裝。熱收縮型煙膜的熱收縮性能較高,熱收縮率一般應(yīng)大于7%。熱收縮率較大可在包裝后使煙包緊湊,具有更加均勻的包裹性能,同時,能保證煙包長時間的緊繃而不松垮。其主要的特點是具有優(yōu)良的貼體包裝效果,克服了普通型煙膜對硬盒包裝薄膜松弛皺褶問題;此外,熱收縮型煙膜采用特殊的加工工藝和配方,因而具有低溫?zé)崾湛s性能,并且具有更好的高速包裝性能,相較于普通型煙膜具有較好的應(yīng)用效果。
調(diào)節(jié)薄膜的熱收縮率可從如下幾個方面入手:
1)在芯層加入增剛母料。增剛母料具有較低的熔點,與PP相容性較好,在BOPP薄膜的拉伸過程中易導(dǎo)致高分子鏈具有較高的取向度。增剛母料的加入量可在0~30%之間調(diào)節(jié),因此可以使薄膜獲得0~12%的熱收縮率。但是增剛母料也容易造成薄膜產(chǎn)生較大的后收縮現(xiàn)象。
2)調(diào)整拉伸工藝。BOPP薄膜的縱向收縮率是其主要的控制指標(biāo),在拉伸工藝方面,可以通過調(diào)整縱向拉伸比、拉伸預(yù)熱溫度和拉伸溫度來調(diào)節(jié)薄膜的熱收縮率。例如縱向拉伸比為6倍、拉伸預(yù)熱溫度為115℃、拉伸溫度為95℃時,可以獲得的熱收縮率為4%~5%;而為了提高薄膜的熱收縮率,將拉伸比提高到6.2倍、拉伸預(yù)熱溫度和拉伸溫度分別降低為112℃和90℃,此條件下,薄膜的熱收縮率可以達(dá)到9%~10%[10]。
3)控制定型溫度。熱收縮率還與薄膜橫拉后的定型溫度有關(guān),薄膜的取向與解取向是一對矛盾,在一定溫度下,薄膜的解取向是自發(fā)進(jìn)行的。薄膜橫向拉伸后的定型溫度一般為135~155℃,在這樣的高溫下,薄膜的解取向可迅速發(fā)生,實際生產(chǎn)中,通過調(diào)節(jié)定型溫度也能控制薄膜的熱收縮率。
但是在調(diào)節(jié)薄膜的熱收縮率過程中,應(yīng)防止薄膜后收縮的產(chǎn)生。
香煙包裝BOPP薄膜同樣適用于一般盒式產(chǎn)品的包裝。
1.5高光澤、低霧度
在保證薄膜能正常上機(jī)包裝以外,BOPP包裝薄膜最重要的功能就是亮麗的包裝外觀。雖然人眼是評估薄膜光學(xué)性能的直接工具,而且用戶的最終評價也僅是憑直覺,然而從質(zhì)量管理的角度來看,僅靠視覺來進(jìn)行控制是不夠的,因為照明條件、觀察者心情、甚至觀察的角度都會影響目視效果。為了得到可靠而現(xiàn)實的質(zhì)量保證,需要用客觀的、可測得的參數(shù)來定量外觀[10]。從光學(xué)基本原理出發(fā),出現(xiàn)了BOPP薄膜光學(xué)性能的兩個重要的定量指標(biāo),即光澤度和霧度。
光澤度用于評估薄膜表面的視覺效果。由薄膜表面上直接反射的光越多,其光澤度就越高。高光澤薄膜表面反射的光線高度集中,能清晰地反射影像;低光澤薄膜表面反射的光線朝各個方向上漫反射,成像質(zhì)量較差。因此,BOPP薄膜表面應(yīng)具有較高的表面平整度,較高的光澤度能給煙包帶來亮麗的視覺效果。霧度反稱透明度,為測量透射光線偏離入射光線方向大于某個角度光線的百分比。小角度散射時,包裝內(nèi)容物比較清晰;散射角度大且不一致會造成對比度減小,包裝內(nèi)容物朦朧,較低的霧度可使產(chǎn)品外盒商標(biāo)圖案顯得清晰鮮艷。
追求高光澤和高透明性一直是BOPP薄膜企業(yè)研究開發(fā)的目標(biāo),盡管近年來國內(nèi)BOPP薄膜的質(zhì)量有了很大提高,但是在光學(xué)性能方面仍然與國外的薄膜有較大差距。從目前的技術(shù)研究狀況來看,以下幾個方面是今后研究的方向。
1)主體材料的創(chuàng)新應(yīng)用。國內(nèi)三層不對稱結(jié)構(gòu)薄膜芯層一般采用均聚PP,表層采用二元或三元共聚PP。對于能否采用新的材料取代或者共混其它材料做基材,國內(nèi)很少有企業(yè)對其進(jìn)行研究。PP是一種半結(jié)晶聚合物,晶體結(jié)構(gòu)對薄膜的光學(xué)性能影響很大,如何通過調(diào)整芯層和表層的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),而使薄膜獲得較理想的光學(xué)性能,國外科研人員已經(jīng)做了許多工作。
2)添加劑的合理使用。添加劑中的抗黏連劑、抗靜電劑等對薄膜的光澤度和透明性有較大的影響,因此,減少這些添加劑的用量,將可以改善薄膜的光學(xué)性能;或者使用對光學(xué)性能影響較小的抗黏連劑、抗靜電劑。
3)重新對薄膜的三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。超薄化有利于薄膜光學(xué)性能的提高,因此,在滿足上機(jī)性能要求的前提下,對其三層結(jié)構(gòu)的厚度比和總厚度重新設(shè)定,這也是薄膜開發(fā)的一個重要方向。
4)加大對薄膜光學(xué)基礎(chǔ)的研究。BOPP薄膜光學(xué)性能一直沒有突破性的進(jìn)展,最重要的原因在于對薄膜的光學(xué)基礎(chǔ)研究不充分,企業(yè)研發(fā)人員在開發(fā)新產(chǎn)品的過程中存在極大的盲目性。對于影響薄膜的表面光澤度和霧度的根本原因沒有進(jìn)行系統(tǒng)、深入、規(guī)律性地研究。特別是對于助劑之間、助劑與PP之間、三層結(jié)構(gòu)之間的相互作用,及對薄膜光學(xué)性能的影響沒有進(jìn)行廣泛的研究。
1.6高挺度、耐磨
除以上提及的性能之外,挺度也是BOPP薄膜的重要性能。在薄膜產(chǎn)品的指標(biāo)控制過程中,并不直接測量挺度,而是以彈性模量來反映。彈性模量越大,則挺度越高。薄膜挺度較高時,可以在包裝成型過程中獲得高折疊質(zhì)量,并可在很短的停頓時間內(nèi)達(dá)到良好的熱封效果。高挺度是提高包裝速度的前提條件,適用于自動變速的高速包裝機(jī)。
目前,BOPP薄膜急切要解決的一個技術(shù)問題是提高薄膜的表面耐擦傷性能。雖然有研究者在提高基體PP的硬度方面做了一些工作,但問題沒有得到根本解決;有些廠家推出抗磨花BOPP薄膜,經(jīng)過對比分析,實際上只是一定程度減輕了其表面擦傷。深入研究薄膜表面易擦傷的根本原因,以及抗黏連劑顆粒對表面抗擦傷的負(fù)面作用,是BOPP薄膜高性能化的一個重要方向。
2、BOPP薄膜的功能化
功能化是指在現(xiàn)有包裝功能的基礎(chǔ)上賦予薄膜新的特殊功能,包括電、磁、光學(xué)、耐高溫、耐低溫、阻滲透、氣調(diào)、光或生物降解、抗菌等功能[2,15-20]。這個發(fā)展方向是與整個高分子材料發(fā)展的大趨勢相一致的,因此,塑料包裝薄膜的功能化發(fā)展已經(jīng)具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ),而且在薄膜新產(chǎn)品的開發(fā)方面成效已現(xiàn)[9]。
2.1防霧薄膜
最早的防霧技術(shù)主要用于農(nóng)用大棚薄膜的生產(chǎn),把防霧技術(shù)移植到BOPP薄膜上來,是隨著超市等快速消費市場的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。BOPP薄膜在食品包裝方面的應(yīng)用推廣,要求BOPP薄膜在包裝冷熱食品時能防止水霧的產(chǎn)生。一方面,食品保鮮和果疏包裝中的內(nèi)外溫度差,易在包裝膜上形成一層水滴,產(chǎn)生“結(jié)露”現(xiàn)象?!敖Y(jié)露”為微生物的迅速繁殖和生長創(chuàng)造了有利條件,采摘或者運(yùn)輸過程中受機(jī)械損傷的果蔬,更易引起腐爛[14]。另一方面,消霧作用使得薄膜具有較高的透明度,可視包裝內(nèi)容物。國內(nèi)已有廣東威孚包裝材料公司等多家公司開始生產(chǎn)BOPP防霧薄膜。
2.2抗菌薄膜
抗菌技術(shù)最早用于一般塑料制品的生產(chǎn),應(yīng)用起始于20世紀(jì)80年代初,到90年代幾乎應(yīng)用到所有的日常塑料制件中。根據(jù)1997年CBS的調(diào)查結(jié)果顯示,歐美國家已逐漸重視日用產(chǎn)品的抗菌性能,其中,52%的美國民眾購買日用品時會注意產(chǎn)品是否具備抗菌、防霉、防臭功能。塑料包裝薄膜廣泛用于日常用品、食品和醫(yī)藥等的包裝,因此塑料包裝薄膜的抗菌功能更為重要。而用于一般塑料制品的無機(jī)抗菌劑與樹脂的相容性較差,應(yīng)用到薄膜生產(chǎn)中會產(chǎn)生嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象,對薄膜的生產(chǎn)和質(zhì)量產(chǎn)生明顯不利的影響。華東理工大學(xué)在長期研究的基礎(chǔ)上,精選出具有高效廣譜抗菌活性、對人體安全無毒、耐熱性好的抗菌功能團(tuán),將其通過嵌段、接枝官能團(tuán)反應(yīng)等化學(xué)方法組裝到基體樹脂的分子鏈上,從而得到抗菌母料,并采用分子組裝抗菌化技術(shù),生產(chǎn)了抗菌母料BOPP薄膜,其衛(wèi)生無毒,抗菌效果好??咕虰OPP薄膜的出現(xiàn)正是分子組裝抗菌母料開發(fā)與推廣應(yīng)用的結(jié)果[15]。2004年,廣東德冠集團(tuán)下屬制膜公司開始生產(chǎn)BOPP抗菌膜。
2.3激光全息薄膜
BOPP激光全息防偽收縮膜,又稱BOPP鐳射膜,它綜合了多層共擠BOPP制膜工藝技術(shù)和寬幅激光全息制版與模壓技術(shù),將激光全息圖像模壓到BOPP薄膜上達(dá)到防偽目的。BOPP激光全息防偽薄膜在傳統(tǒng)BOPP原材料、生產(chǎn)設(shè)備以及工藝上進(jìn)行了全新突破,可根據(jù)客戶需求在全息圖像中置入全息加密信息或暗紋,配以專用激光解碼儀器識別,增強(qiáng)了該產(chǎn)品的防偽力度。海南現(xiàn)代企業(yè)股份公司采用的多重高難技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)的BOPP激光全息防偽收縮膜具有如下特點:多重連鎖保護(hù)和唯一性,加密形態(tài)隱蔽和不可復(fù)制性,精細(xì)分辨力和單一性,簡單而確定的可檢驗性[22]。激光全息薄膜的防偽等級較傳統(tǒng)產(chǎn)品有了很大提升,在下游使用中無需設(shè)備改造,上機(jī)即可使用,經(jīng)模壓或鍍鋁后模壓,與紙制品、薄膜復(fù)合或直接用于煙酒盒、化妝盒、食品袋、禮品袋、有價證券、機(jī)要證卡及豪華工藝品等的防偽及裝飾領(lǐng)域。
2.4無膠復(fù)合薄膜
無膠復(fù)合BOPP薄膜基膜為由上表層、芯層、下表層組成或者為由上表層、上次表層、芯層、下次表層、下表層組成,基膜由共擠雙向拉伸法制得。功能層按配定成分加工成功能熔體,功能熔體由離線淋膜設(shè)備淋覆到上表層上而制得成品。該技術(shù)可實現(xiàn)紙塑的無膠復(fù)合,在一定的溫度與壓力下,無需膠水,BOPP薄膜可直接與紙張復(fù)合,且無需使用傳統(tǒng)的烘道工藝。同時,還具有結(jié)構(gòu)簡單、熱封強(qiáng)度大、剝離強(qiáng)度高的優(yōu)點。采用無膠復(fù)合BOPP薄膜,徹底解決了傳統(tǒng)紙塑復(fù)合行業(yè)能耗大、污染嚴(yán)重的弊端,消除了環(huán)境污染及產(chǎn)品中殘留的揮發(fā)性有機(jī)化合物,也有效地節(jié)省了能源和設(shè)備空間,大幅降低了生產(chǎn)成本。無膠復(fù)合膜產(chǎn)品的各項指標(biāo)均符合歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),尤其適用于加工出口高檔印刷復(fù)合產(chǎn)品。廣東德冠包裝材料有限公司對無膠復(fù)合膜的研發(fā)與推廣,引領(lǐng)行業(yè)朝節(jié)能、環(huán)保、綜合低成本方向發(fā)展[19]。
2.5降解薄膜
塑料的降解包括光降解與生物降解。PP本身不具備生物降解特性,只能采用光降解技術(shù)。光降解BOPP薄膜通過在產(chǎn)品中加入對人體無害的引發(fā)劑與光敏劑,使丟棄后的薄膜在日光作用下引發(fā)老化而降解,最終被土壤中的微生物分解,從而達(dá)到消除白色污染的目的。有關(guān)降解BOPP薄膜的報道很多,但是市場應(yīng)用還不廣泛。
隨著全生物降解材料中生物降解塑料聚乳酸(polylactice acid,PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(poly butylene succinate),PBS)、聚-β-羥基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)等在包裝材料中的推廣,采用光降解技術(shù)生產(chǎn)包裝薄膜不應(yīng)成為主流,技術(shù)進(jìn)步將使更多的全生物降解材料采用雙向拉伸技術(shù)規(guī)?;a(chǎn)包裝薄膜。
2.6其它功能性薄膜
BOPP消光膜。它是一種高霧度、低光澤度、具有呈漫反射狀消光效果的薄膜,可與深色紙類制品復(fù)合;可鍍鋁,上色鍍鋁具有絲綢質(zhì)感;上UV油墨或燙金加工性能好;易于復(fù)合加工[23]。該膜多用于高檔消費品的外包裝。
BOPP珠光膜。它有珍珠光澤的高檔外觀,遮光性較好。主要應(yīng)用于市場環(huán)保型標(biāo)簽?zāi)?,具有高挺度、低靜電、高光澤、高白度、良好的珠光色澤以及優(yōu)異的印刷復(fù)合性能。
BOPP合成紙。這是由無機(jī)粉體與PP采用雙向拉伸工藝生產(chǎn)的一種紙張,這種紙張既具有紙張的特性,還具備塑料的優(yōu)點。如白度、光澤度、耐光性、尺寸穩(wěn)定性等較好,強(qiáng)度大,耐潮濕、腐蝕、蟲蛀、折疊等,比普通紙張具有更廣泛的用途。
BOPP鍍鋁基材膜。該膜具有高光澤度、高剛性、可熱封、高阻隔等性能,隨著人們對包裝要求的提高和質(zhì)量意識的加強(qiáng),BOPP鍍鋁膜的高阻隔性使得其必將替代雙向位伸聚酯薄膜鍍鋁膜。
BOPP扭結(jié)膜。該膜主要用于糖果扭結(jié)包裝,由于環(huán)保衛(wèi)生要求,BOPP將取代PVC材料,價格方面優(yōu)于雙向拉伸聚苯乙烯、雙向拉伸聚酯薄膜扭結(jié)膜和玻璃紙,有較強(qiáng)的競爭力。
BOPP纏繞膜。此膜主要用于釣魚桿、高爾夫球桿及其他工業(yè)制品的保護(hù)。產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好、外觀疵點少。
BOPP電容器薄膜。這類薄膜主要應(yīng)用于交流電機(jī)、家用電器、電力電容器等電子領(lǐng)域,是BOPP薄膜類的高端產(chǎn)品。隨著我國電力工業(yè)的迅猛發(fā)展,對優(yōu)質(zhì)電力電容器的需求量將增加較大,隨著市場朝薄型方向發(fā)展的趨勢,耐高溫電容器薄膜的需求量將有很大的增加。
鋰離子電池隔膜。這是液態(tài)鋰離子二次電池的
重要組成部分,鋰離子二次電池由正/負(fù)極材料、電解液、隔膜以及電池外殼包裝材料組成。隔膜在電池中起著防止正/負(fù)極短路,同時在充放電過程中提供離子運(yùn)輸電通道的作用,其性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等。性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。采用雙軸拉伸取向工藝生產(chǎn)制備聚丙烯微孔膜即BOPP鋰離子電池隔膜,科技含量高,技術(shù)難度大,利潤豐厚。隔膜生產(chǎn)工藝要求設(shè)備加工精度高、運(yùn)行控制精準(zhǔn)。國內(nèi)企業(yè)在隔膜生產(chǎn)的關(guān)鍵材料、配方、工藝方面缺乏深入研究,薄膜一致性較差,成品率低。
除了在BOPP薄膜的生產(chǎn)過程中可以賦予其功能性外,在BOPP薄膜的二次加工中,如采用復(fù)合、涂覆、蒸鍍等技術(shù)可賦予BOPP薄膜更多的功能。
3、結(jié)語
BOPP薄膜的高性能化和功能化是一個永恒的主
題,幾乎所有的企業(yè)都熱衷于討論薄膜的差異化、市場細(xì)分、功能性等,因為這里隱含著高利潤,但是高利潤之前是巨額的付出與高風(fēng)險。因此,探討往往止于口頭,行動只屬于那些少數(shù)有前瞻眼光的企業(yè),而我國大部分的企業(yè)仍然以通用型BOPP薄膜產(chǎn)品為主。但是近5年來,個性化的產(chǎn)品逐步脫穎而出,引人注目,至少給BOPP薄膜生產(chǎn)企業(yè)起到了引領(lǐng)示范的作用,這對于行業(yè)的整體技術(shù)發(fā)展有很大
的促進(jìn)作用。
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