双向拉伸尼龙薄膜BOPA生产工艺与用途介绍

原标题:BOPA薄膜产品的应用及未来发展方向
作者:金银岛讯市场分析师:赵建华,以下部分内容省略。
本文转载自凤凰财经。

一、尼龙薄膜简介

尼龙是聚酰胺的俗称,是分子链上具有酰胺基(-CONH-)重复结构单元的聚合物,在中国用作纤维时称为锦纶。尼龙(Nylon)最初大量用于织造女性穿的长筒袜,由于不易滑落(因为弹性好),所以叫norun,后来逐步衍变为niron和Nylon。聚酰胺的英文名称为polyamide,简称PA,经过双向拉伸的尼龙薄膜叫做Biaxially oriented polyamide (nylon)film,简称BOPA。用于生产薄膜的尼龙一般为PA6和PA66,由于PA66结晶速度太快,难以加工,一般使用PA6

1、尼龙6的特性

1)由于尼龙6分子中含有极性的酰胺基团,可以形成氢键,分子间的作用力大,分子链排列规整,因而其制品机械性能优良,抗冲击性能好,坚硬而有韧性。

2)由于酰胺基团的亲水作用,尼龙6产品容易吸水,吸水后制品的强度和模量下降,尺寸稳定性发生变化,但另一方面又使其制品稳定化,且获得韧性。

2、BOPA薄膜

1)双向拉伸尼龙薄膜简称BOPA薄膜,它的主要原材料是聚已内酰胺,简称尼龙6或PA6,把这种原料在专用设备上经过熔融挤出流延,再进行纵向、横向(或同时)拉伸制成薄膜,即双向拉伸尼龙薄膜。

2)产品特性

杰出的抗拉伸强度和抗穿刺强度

优异的对气体和气味的高阻隔性

防油脂碳氧化物的防化学性

较宽的适用温度范围(-60℃∽150℃)

良好的透明性和光泽性

良好的印刷性

3)尼龙膜生产工艺

尼龙薄膜生产有管膜法和平膜法,管膜法就是常说的吹膜法,平膜法又分两步法和同步法,由于吹膜法产品的厚度均匀性不好、强度低等缺陷,现在已经淘汰,现在普遍使用了平膜法。由于同步法技术含量较高,现在多数厂家采用两步法工艺。同步法的工艺过程为:原料干燥→熔融挤出→冷却铸片→铸片测厚→同时双向拉伸→热定型→薄膜测厚→牵引、切边→收卷→分切→包装入库。两步法双向拉伸工艺是先进行纵向拉伸再进行横向拉伸,其他工序与同步法双向拉伸工艺基本相同。两步法双向拉伸技术有一个最大的缺点:弓形效应大。这种效应会导致生产的相当大一部分BOPA薄膜产品无法满足最终用户的非常严格的使用要求,如高质量的印刷包装等。而同步法双向拉伸工艺可以有效地改善弓形效应问题,生产的BOPA薄膜具有品质均衡性好的特点,适用于高速多色印刷。

项目 异步法 同步法
拉伸方法 纵向、横向拉伸分步进行 纵、横向拉伸同步进行
工艺 简单(易控制) 复杂(难控制)
拉伸温度
薄膜质量 很好
品质均衡性 一般 优(尺寸稳定性好)
拉伸产生的弓形度
印刷性 好(印刷级) 更适合高速、多色印刷

二、BOPA薄膜的应用

BOPA薄膜主要用于食品包装。对冷冻食品包装,主要利用BOPA薄膜强度高、耐穿刺性好、耐寒性优的特性。

对汤面液体调料包装,主要利用其强度高、耐穿刺性好、特别耐油性好,主要是使用PA6材料,而要求温度较高时则使用尼龙66材料。

对耐蒸煮食品包装,主要利用其耐油、耐热、气体阻隔性好,具有耐穿刺性等特点。

此外,BOPA薄膜还广泛应用于医疗、化妆品和机械、电子等一般工业包装领域。

应用范围 实例 复合结构举例
蒸煮食品包装 汉堡、米饭、液体汤料、豆浆、烧鸡等 BOPA/EVA、BOPA/CPP
冷冻食品包装 海鲜、火腿、香肠、肉丸、蔬菜等 BOPA/PE
普通食品包装 精米、鱼干、牛肉干、辣椒油、榨菜等 BOPA/PE
化工产品、医药用品包装 化妆品、洗涤剂、香波、吸气剂、注射管、尿袋等 PET/AL/BOPA/PEBOPA/AL/PE
机械、电子产品等包装 电器元件、集成电路板等 金属化膜、涂布K-BOPA、金银线、耐热分离膜等

三、BOPA薄膜使用注意事项

1. 由于BOPA材料属于易吸湿性材料且吸湿后阻隔性会大大下降,因此在高湿气候下,若不重视湿度的影响,必将产生严重的质量事故。

2. BOPA在印刷、复合生产过程中,由于薄膜的吸湿性,使表面形成一层细微水珠网膜,阻隔了油墨和胶黏剂的附着以及会产生小气泡或白点等质量问题。吸湿使BOPA材料变形,使印品起皱、套印不准、制袋错位、翘边、卷曲、复合膜起泡、容易起斑点、晶点和白点。异味增多、膜面粘连、打码困难等等。严重时引发复合剥离强度下降或产生油墨或胶粘剂转移、降解而脱层、打码速度下降或打码打不上高温蒸煮过程中破袋现象增多、复合膜手感发硬、发脆现象增多等。严重阻碍生产的进程和产品的质量,给厂家造成困难和损失。

3. 使用过程中的几点注意事项

1)严格控制生产环境的温湿度。

由于尼龙膜的吸潮性以及吸潮后所引起的一系列不良质量后果,因此对尼龙膜的使用环境和存放环境十分重要。一般应存放在23℃±3℃左右,相对湿度在50% ±5% 范围内比较理想,尼龙膜不能直接放置于地板、露天,以免受潮吸湿。而生产环境的相对湿度一般不超过60%。

2)尽量少用或不用醇类溶剂。

印刷尼龙薄膜有其专用的聚氨酯树脂类油墨,在使用聚氨酯树脂类油墨时注意少加或不加醇类稀释溶剂。因为聚氨酯树脂本身是由-OH封端的,-OH能与聚氨酯胶粘剂的固化剂中的异氰酸酯基-NCO发生反应,使固化剂参与胶粘剂主剂反应的量减少,影响粘合强度。如若一定要加入醇类稀释溶剂,也应尽量控制在8%以内,并在印刷过程中将溶剂残留量降至最小限度(一般总量>3mg/m2),在印刷有白墨打底的印件时,最好在白墨中加入少量的固化剂以提高复合牢度。(根据油墨厂家按要求加入量使用)。印后应尽快进行复合生产,剩余材料可用含有铝箔的包装膜包装好,以防空气中水蒸气侵入受潮,剩膜应放置于干燥通风处,再用时最好提前2~3小时放置于熟化室以烘干尼龙膜表面水蒸气,使材料免于受潮而影响产品质量。如果生产水煮蒸煮袋,油墨一定加入固化剂以保证油墨附着率。

3)溶剂的质量

必须对所使用的溶剂的含水、醇量进行控制。各种溶剂的质量非常重要,如醋酸乙酯的含水量、含醇量多少完全可以影响到干式复合产品的质量。在国家标准GB3728–1991中有规定。优等品醋酸乙酯含量应达99.0%,水分含量0.1%、一等品醋酸乙酯含量应达98.5%水分含量为0.20%以内。在干式复合中水分含量不超过0.20%才能符合要求,并且不能含醇、胺、活性氢类,否则将消耗固化剂,出现复合剥离牢度差、不干、复合脱层或起皱等现象。

4)做好熟化工作

对于印刷复合好的半成品的熟化工作非常重要,熟化目的是让胶粘剂进一步交联,若完全交联,分子排列整齐就可以提高复合牢度。另一方面可以将半成品复合膜中的残留溶剂排出以减少残留溶剂量,从而减少剥离强度不良,开口性差, 有异味等等。如若固化时间过短,可能导致胶粘剂固化不完全,而影响剥离强度和残留异味,而固化时间过长,则可能导致薄膜开口性不良。从试验的结果看,两层或蒸煮的薄膜需要低温长时间固化,而镀铝膜复合则需要提高固化温度,减少固化时间来降低脱铝的机率,而高温蒸煮袋一般需要50~55℃、72h的固化才能满足固化要求。

5、BOPA未来发展趋势

目前来看,BOPA的未来发展方向主要有:1、控制成本;2、质量方面有更好的提升,比如,提高强度、降低雾度、提高阻隔性、厚度公差的缩小、提高浅网印刷性能等;3、走差异化发展路线:差异化产品的研发和市场推广如高阻隔产品、直线易撕裂产品、耐蒸煮产品、可降解产品等;4、产品新用途的不断挖掘;5、合理的产能扩张。