第一節(jié)　概述

一、定義

雙向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）一般為多層共擠薄膜，是由聚丙烯顆粒經(jīng)共擠形成片材后，再經(jīng)縱橫兩個方向的拉伸而制得的。由于拉伸分子定向，所以這種薄膜的物理穩(wěn)定性、機械強度、氣密性較好，透明度和光澤度較高，堅韌耐磨，是目前應(yīng)用最廣泛的印刷薄膜，一般使用厚度為20～40μm，應(yīng)用最廣泛的為20μm。

雙向拉伸聚丙烯薄膜主要缺點是熱封性差，所以一般用做復(fù)合薄膜的外層薄膜，如與聚乙烯薄膜復(fù)合后防潮性、透明性、強度、挺度和印刷性均較理想，適用于盛裝干燥食品。

二、基本原理

塑料薄膜雙向拉伸技術(shù)的基本原理為：高聚物原料通過擠出機被加熱熔融擠出成厚片后，在玻璃化溫度以上、熔點以下的適當溫度范圍內(nèi)（高彈態(tài)下），通過縱拉機與橫拉機時，在外力作用下，先后沿縱向和橫向進行一定倍數(shù)的拉伸，從而使分子鏈或結(jié)晶面在平行于薄膜平面的方向上進行取向而有序排列，然后在拉緊狀態(tài)下進行熱定型，使取向的大分子結(jié)構(gòu)固定，最后經(jīng)冷卻及后續(xù)處理便可制得薄膜。

三、發(fā)展史

1995年意大利人利用Ziegler催化劑首先合成了等規(guī)聚丙烯，1958年雙向拉伸聚丙烯薄膜得到了發(fā)展，近來雙向拉伸膜發(fā)展迅速，而其中BOPP占50％以上。這種薄膜性能好，產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣，目前這種拉伸法的發(fā)展速度超過管膜拉伸法，其中以德國布魯克納公司制造的雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線最為著名，已被大多數(shù)薄膜制造廠家所采用。

四、用途和使用范圍與保存

1.品種用途分類

根據(jù)雙向拉伸聚丙烯薄膜的用途分為以下幾類：①普通型BOPP薄膜；②BOPP熱封膜；③BOPP香煙包裝膜；④BOPP珠光膜；⑤BOPP金屬化膜；⑥BOPP消光膜；⑦BOPP防霧膜；⑧BOPP復(fù)書膜；⑨BOPP防偽膜；⑩BOPP紙球膜。

2.使用范圍擴大

雙向拉伸聚丙烯薄膜以其良好的透過性、無毒性、機械強度高而廣泛應(yīng)用于印刷、復(fù)合、膠粘帶等方面、近年來隨著薄膜技術(shù)的不斷成熟、技術(shù)的不斷創(chuàng)新，又開發(fā)出許多新的品種，如珠光膜、消光膜、真空鍍鋁膜、轉(zhuǎn)移膜等，使雙向拉伸聚丙烯薄膜的應(yīng)用范圍更加廣泛。聚丙烯薄膜在使用時應(yīng)注意薄膜的電暈處理值，使用場合應(yīng)保持清潔，保持一定的溫度和濕度，減少靜電影響，印刷前應(yīng)注意薄膜與薄膜的匹配。

3.保存與注意事項

薄膜在放置過程中最好避免在高溫、高濕的環(huán)境下長期存放，最長放置時間不要超過6個月。薄膜存放時應(yīng)豎立，避免橫放變形，碼放層數(shù)最好不要超過2層。產(chǎn)品在出廠前都會經(jīng)過一定時間的時效處理，薄膜的物性、機械強度、表面張力均處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以希望生產(chǎn)企業(yè)能夠在薄膜的最佳使用時間使用，最長放置時間不要超過6個月；若放置時間過長，由于薄膜的表面張力會隨著時間的延長而下降，會對生產(chǎn)企業(yè)的正常使用造成一定的影響。

五、雙向拉伸聚丙烯薄膜產(chǎn)品與市場特點

1.產(chǎn)品的特點

①由于分子的定向作用，結(jié)晶度提高，拉伸強度、沖擊強度、剛性、韌性、阻濕性、透明性都有所提高，薄膜的耐寒性也提高；②有較好的阻氣性和防潮性；③透明度高，光澤好、印刷適性好；④無毒、無臭、無味，可直接用于同食品和藥品接觸的場合。反射光線，而且其阻氣阻水性能比其他品種的BOPP膜僅高10％左右。因此，使用BOPP珠光膜是比較經(jīng)濟的。

2.市場的特點

①在競爭激烈的拉伸薄膜市場，薄膜層數(shù)越多就意味著會有越多的市場份額，因而國內(nèi)產(chǎn)品受北美的影響從5層膜改為7層膜或9層膜，靠提高性能或降低成本而顯示應(yīng)用優(yōu)勢；②受此影響，國內(nèi)拉伸薄膜的生產(chǎn)設(shè)備也正朝著多層化和大型化方向發(fā)展；③目前，國內(nèi)新投資建設(shè)的裝置都朝著制備新型、高性能的多層薄膜設(shè)備發(fā)展；④20世紀90年代中期北美推出的5層拉伸薄膜，一般設(shè)備采用4個擠出機和1個專門設(shè)計的5層供料斗。現(xiàn)在北美5層拉伸薄膜產(chǎn)量占拉伸薄膜總產(chǎn)量的40％；⑤21世紀近10年，北美新安裝的流延拉伸膜生產(chǎn)裝置都能生產(chǎn)5層或更多膜的設(shè)備，并不斷刷新層數(shù)記錄，先為7層，后來增至9層。目前在加工廠和機械生產(chǎn)廠正在實施與討論和準備制備能生產(chǎn)11層、14層，甚至更多層數(shù)的加工設(shè)備；⑥美國Cloeren公司的高級科學家GaryOliver認為，現(xiàn)在正在工業(yè)化阻隔性薄膜的微層供料頭技術(shù)，也應(yīng)該能用于拉伸薄膜生產(chǎn)，新技術(shù)可以生產(chǎn)埃（1?=10-10m）級厚度的膜，加工廠都十分感興趣，但目前還沒有人進行試驗；⑦拉伸薄膜廠家的競爭實際是利潤的競爭，產(chǎn)量增加也就意味著市場份額的增加，拉伸薄膜生產(chǎn)設(shè)備越來越大型化，生產(chǎn)產(chǎn)品層數(shù)多，產(chǎn)量也相應(yīng)增加；⑧5年前標準流延膜設(shè)備有5個直徑為20in的輥，現(xiàn)在則采用6個輥。從而增加薄膜層數(shù)，有可能采用成本低性能范圍更寬的樹脂（如茂金屬LLDPE）或丁烯系LLDPE為原料，降低成本，增加競爭力。

六、雙向拉伸聚丙烯薄膜的性能特點與參數(shù)

物理性能如下：雙向拉伸聚丙烯薄膜具有質(zhì)輕、無毒、無臭、防潮、機械強度高、尺寸穩(wěn)定性好、印刷性能良好、透明性好等優(yōu)點，并具有高透明度、光澤好、阻隔性好、抗沖強度高、耐低溫等優(yōu)點。其缺點是熱合時易發(fā)生薄膜收縮（熱收縮煙膜利用其熱收縮性能除外）。它的綜合性能優(yōu)于防潮玻璃紙、聚乙烯（PE）薄膜、PET薄膜。BOPP薄膜還具有極佳的印刷效果。

七、典型單向拉伸聚丙烯薄膜

與HDPE單向拉伸薄膜相似，用擠出成型所得PP管膜或PP平膜再進行單向拉伸可制得聚丙烯單向拉伸膜（MOPP），其縱向強度和耐縱裂性得以大幅度提高，且具有良好的扭結(jié)性，故廣泛用于糖果、食品、工藝品等的扭結(jié)包裝。此外，若將此種薄膜切割成寬約6mm的扁絲，還可用于編織成強度很高的編織袋，生產(chǎn)效率高。

1.原料及配方

有專用牌號的PP樹脂供選用。若所制膜用于切割成織袋用的扁絲，則可在PP中摻混10％～15％的LLDPE或5％～6％的LDPE以增加扁絲的柔韌性。另外為增加扁絲的防滑性，還可在PP中添加4％～6％的超細碳酸鈣母料。

2.生產(chǎn)工藝

可用：

兩種工藝生產(chǎn)此種薄膜。若所得膜用于切割成扁絲，則前一法所得扁絲柔軟性好，不易劈裂，但厚度欠均勻，拉伸強度較低。下舉一管膜法工藝操作實例：先將合用的樹脂料擠出吹塑成厚度為0.14mm厚的膜，擠出溫度為200～240℃，然后進行單向拉伸操作。拉伸前的預(yù)熱溫度為110～120℃，拉伸溫度為120～140℃，拉伸倍率為7倍，最后的熱處理溫度控制在130～150℃。拉伸距離要慎重選定，它是指相對于拉伸薄膜厚度的倍率，一般應(yīng)選100～800倍。在此拉伸距離內(nèi)，薄膜可進行6～10倍的拉伸。小于6倍的拉伸，產(chǎn)品的強度偏低；高于10倍的拉伸，易造成膜的斷裂。

八、典型平面雙向拉伸聚丙烯薄膜

塑料薄膜的雙向拉伸是熱塑性的塑料厚片在軟化溫度與熔融溫度之間，沿縱橫兩個方向進行拉伸的一種薄膜成型方法。聚丙烯是結(jié)晶型的高聚物，通過拉伸的薄膜，分子發(fā)生了定向排列，從而改善了薄膜的各項性能，提高了拉伸強度、沖擊強度、透明性和電絕緣性，降低了透氣性、吸潮性。BOPP膜適用于食品、醫(yī)藥、服裝、香煙等各種物品的包裝，并大量作復(fù)合膜的基材。熱封型BOPP膜性能標準GB 12026—89，電容器用BOPP膜性能標準GB 12802—91。

1.原料

采用熔體流動速率2～4g/10min的聚丙烯樹脂。熔體流動速率大的樹脂其流動性雖好，但結(jié)晶速度快，成片性能差。擠出厚片時，若結(jié)晶度太大，易發(fā)脆，直接影響到雙向拉伸時的連續(xù)成膜性和拉伸后薄膜的性能。

2.生產(chǎn)工藝

BOPP膜通常采用逐次拉伸法生產(chǎn)，其工藝流程如圖1-1所示。

1—擠出機；2—T形機頭；3—冷卻輥；4—預(yù)熱輥；5—縱向拉伸輥；6—橫向拉伸預(yù)熱區(qū)；7—拉伸區(qū)；8—熱定型區(qū)；9—卷取機

BOPP膜的生產(chǎn)分為兩大部分，第一部分是制備厚片，第二部分是雙向拉伸。

（1）制備厚片　將原料加入料斗中，經(jīng)螺桿塑化，通過T形機頭擠出成片，片厚0.6mm左右，擠出機溫度控制在190～260℃（從機身后部向前增溫）。擠出厚片立即被氣刀緊密地貼合在冷卻輥上進行冷卻，水溫為15～20℃，制備的厚片應(yīng)是表面平整、光潔、結(jié)晶度小、厚度公差小的片材。

（2）雙向拉伸　首先進行縱向拉伸，縱向拉伸有單點拉伸和多點拉伸。所謂單點拉伸，是靠快速輥和慢速輥之間的速差來控制拉伸比，在兩輥之間裝有若干加熱的自由輥，這些輥不起拉伸作用，而只起加熱和導(dǎo)向作用。而多點拉伸是在預(yù)熱輥和冷卻輥之間裝有不同轉(zhuǎn)速的輥筒，借每對輥筒的速差，使厚片逐漸拉伸。輥筒之間的間隙很小，一般不允許有滑動現(xiàn)象，以保證薄膜的均勻和平整。這里介紹的是用多點拉伸法生產(chǎn)BOPP膜。首先將厚片經(jīng)過幾個預(yù)熱輥進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度150～155℃，預(yù)熱后厚片進入縱向拉伸輥，拉伸溫度155～160℃；拉伸倍數(shù)與厚片的厚度有關(guān)，一般縱向拉伸倍數(shù)隨原片厚度的增加而適當提高，這樣才能保證原片經(jīng)縱向拉伸后被均勻地展開，否則由于縱向拉伸倍數(shù)偏低而產(chǎn)生橫格紋，猶如“搓衣板”狀。如原片厚度為0.6mm左右時，拉伸倍數(shù)為5倍，如原片厚度為1mm左右時，縱向拉伸倍數(shù)為6倍。拉伸倍數(shù)過大，破膜率增大。所以，工藝條件的選擇須視具體情況而定。經(jīng)縱向拉伸后的膜片再進入拉幅機進行橫向拉伸，拉幅機分為預(yù)熱區(qū)（165～170℃）、拉伸區(qū)（160～165℃）和熱定型區(qū)（160～165℃）。膜片由夾具夾住兩邊，沿張開一定角度的拉幅機軌道被強行橫向拉伸，一般拉伸倍數(shù)為5～6倍。

經(jīng)過縱橫兩向拉伸定向的薄膜要在高溫下定型處理，以減小內(nèi)應(yīng)力，并獲得穩(wěn)定的尺寸，然后冷卻、切邊、卷取。如果需印刷再增加電火花處理等工序。

當今生產(chǎn)幅寬為5.5m的BOPP膜的大型成套設(shè)備已很成熟，本書限于篇幅不作介紹。