两步法BOPA薄膜的质量控制和性能检测要点

两步法BOPA薄膜的质量控制和性能检测要点软包蓑,两步法BOPA薄膜的质量控制和性能检测要点文l厦门长华塑业有限公司陈孟杰BOPA薄膜的两种生产工艺按生产工艺的不同,BOPA薄膜的制造方法可分为平膜法和管膜法两种.其中,平膜法BOPA的制造方法又可分为两步法和同步法.两步法是指在制膜过程中先进行纵向拉伸再进行横向拉伸,而同步法则是纵横向拉伸同时进行.两步法的缺点之一是弓形效应大,会导致BOPA薄膜的表面均衡性能较差;而同步法可以有效地改善这一问题,但其又存在BOPA薄膜强度较差,成膜率和生产效率偏低的缺点.总而言之,这两种生产工艺各有优缺点,在生产过程中应根据BOPA薄膜的不同用途来加以选择.我公司目前使用的是两步法BOPA薄膜生产线.在多年的生产实践中,我们清楚地认识到两步法BOPA薄膜的优缺点,因此我们决心在生产工艺和设备上进行改进.经过不断的探素和改进,在不改变BOPA52薄膜现有强度的基础上,我们终于克服了两步法BOPA薄膜弓形效应大的缺点,减少了由此带来的一系列产品质量问题,产品质量和销量都有了一个较大的飞越.从目前检测的各项数据和使用效果看,一部分产品的表面均衡性能已经达到了同步法产品的水准.为了巩固和稳定两步法BOPA薄膜的质量水平,我们不但在原辅材料采购环节加强了检测力度,在日常生产中还坚持首检,过程检验,出厂检验和巡逻检验相结合的四检制度.特别是对产品进行破坏性试验的过程检验,更是每个班次从不间断.下面笔者简单介绍一下我们进行过程检验的内容以及这些项目在生产环节中的控制要点,与同行交流.质量控制和性能检测要点1.厚度均匀性在过程检验中,检测的第一个项目是BOPA薄膜的厚度,平均厚度和平均厚度公差,即B0PA薄膜的厚度均匀性.BOPA薄膜厚度的均匀性是一项非常重要的质量指标,它直接影响薄膜的外观质量及其内在性能,因此在生产过程中必须对此加以严格控制.BOPA薄膜的厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀印刷技术?包装装潢性,一般采用高精度在线非接触式测厚仪和反馈控制系统进行自动检测和控制.在BOPA薄膜的生产过程中,在线非接触式测厚仪会连续不断地对纵向平均厚度和横向截面厚度进行扫描,并将扫描得到的厚度平均值与目标值进行比较,然后反馈控制系统会通过调整挤出量或冷鼓运行速度等方法来控制B0PA薄膜的平均厚度.(1)纵向厚度均匀性的控制要实现较好的纵向厚度均匀性,应满足以下两个基本条件:熔体进入模头的压力必须稳定,无明显波动;熔体温度应当均一,无温差,因为温度的高低会直接影响到熔体的黏度和流动性,从而影响熔体出料的平稳均匀.(2)横向厚度均匀性的控制在两步法BOPA薄膜生产线上,模头一般会配置有若干个热膨胀螺栓,热膨胀螺栓的加热,冷却过程是由系统自动控制的.由于热胀冷缩的作用,热膨胀螺栓所在位置的开度会随着温度的变化相应地变小或变大,从而可以达到优化和控制BOPA薄膜横向厚度的目的.因此,BOPA薄膜横向厚度的均匀性与模头开度的稳定调节直接相关.此外,BOPA薄膜横向厚度的均匀性还与拉伸温度有关.经过纵向拉伸后的BOPA薄膜进入横拉机后,预热段,拉伸段及热定型段等各段的温度应保持均匀稳定.因为拉伸是在高弹态下进行的,只有保持拉伸温度的稳定,才能保证BOPA薄膜在横向上的拉伸形变是均匀的.横向拉伸是两步法BOPA薄膜生产工艺中的关键工序,也是关键的质量控制点之一.2.机械性能B0PA薄膜的机械性能主要包括拉伸强度,断裂伸长率,耐撕裂度和弹性模量等.拉伸方式和拉伸比的大小直接影响BOPA薄膜的机械强度,这一点正是同步法BOPA薄膜和两步法BOPA薄膜机械性能有所差异的重要原因.一般而言,两步法印刷级BOPA薄膜的拉伸强度比同步法印刷级BOPA薄膜高20%,其断裂伸长率也要大18%左右.如果要提高BOPA薄膜的拉伸强度和弹性模量,可选用黏度偏高的树脂,因为黏度高表明分子量高,大分子的链段长,分子间的引力大,拉伸成膜后的机械强度也要相应高一些.在两步法BOPA薄膜的生产过程中,一般使用相对黏度在2.73.5左右的尼龙一6树脂.3.光学性能和表面性能(1)光学性能BOPA薄膜需要检测的光学性能主要包括透光率,雾度,光泽度.影响两步法BOPA薄膜光学性能的因素主要是薄膜开口剂的性能和用量.一般而言,双向拉伸薄膜都采用二氧化硅作开口剂,且开口剂只需在表层加入即可,这样成品薄膜中所含开口剂的量相对较少,对薄膜光学性能的影响也就小得多.在两步法BOPA薄膜的生产过程中,我们对添加剂的性能和用量有着特殊的要求和控制:既要有良好的透明度,同时也要考虑薄膜的开口性和爽滑度;添加剂的用量要以方便薄膜收卷/放卷操作,且薄膜之间不发生粘连为原则,若用量太多会使薄膜的雾度加大.在这一方面,两步法与同步法基本上没有多大区别.(2)表面性能BOPA薄膜需要检测的表面性能主要包括表面张力,摩擦系数等.虽然BOPA薄膜属于极性高聚物,其表面张力可达40mN/m,但为了使油墨和胶黏剂在其上具有更好的附着力和黏结力,在两步法B0PA薄膜生产过程中仍需进一步提高其表面张力,常用的方法是电晕法.经过电晕处理后,BOPA薄膜的表面张力可达5456mN/m.需要注意的是,如果生产的BOPA薄膜要作为中间层使用,则必须经过双面电晕才能实现理想的复合牢度,否则就容易出现复合脱层现象;如果生产的BOPA薄膜要用作高温蒸煮袋的中间层,其双面电晕处理值还应设置得偏大一些.在制膜和制袋过程中,薄膜的摩擦系数是十分关键的性能参数之一:一方面它是薄膜开口性能的量化评定指标,另一方面其又可作为自动包装机运行速度,张力调节,薄膜运行磨损的参考数据之一.如果摩擦系数太大,在使用过程中薄膜会遇到较大的阻力,容易产生断膜破裂现象.摩擦系数的大小可以通过调节添加剂的性能和用量来进行控制,随着添加剂含量的增加,薄膜的摩擦系数会变小,雾度会加大.一般而言,BOPA薄膜处理面的摩擦系数应为0.300.70.若BOPA薄膜要用于生产自动包装产品,则其与设备接触面的摩擦系数在0.200.30为宜.4.热学性能在两步法BOPA薄膜的过程检验中,主要考察的热学性能包括热收缩率和热稳定性.热收缩率反映的是BOPA薄膜在受热情况下的变形程软包装度,热稳定性反映的是在结晶干燥,熔融挤出,拉伸过程中BOPA薄膜发生热降解的程度.同步法和两步法BOPA薄膜物理性能的显着差异之一就表现在热收缩率上,同步法BOPA薄膜纵向热收缩率相对较小,约在1.5%左右,横向收缩率一般小于l%;而两步法BOPA薄膜的热收缩率要偏大一些,约在2%左右.为了使两步法BOPA薄膜的热学性能稳定在合理水平,从而具有更好的尺寸稳定性,我们一般采取的方法是通过控制定型温度,使其结晶取向更加完善,内应力得以充分释放,同时在热定型段末端为其安排足够的热松弛过程,使其尽快冷却定型.这样可大大增强两步法BOPA薄膜的热稳定性,并降低其受热后的热收缩率.5.阻隔性能阻隔性能直接影响被包装物的保质期,因此也是检验BOPA薄膜性能十分重要的质量指标.在过程检验中,我们一般关注其阻止氧气,水蒸气透过的能力.由于阻隔性能与材料自身固有的化学结构有关,因此无论是采用两步法还是同步法生产的BOPA薄膜,其水蒸气透过率和氧气透过率基本相同.如果在BOPA薄膜表面通过真空镀铝工艺镀上一层极薄的铝层,或涂布一层PVDC材料,就可以极大地提高BOPA薄膜的阻隔性能.但是BOPA薄膜同时也是一种吸湿性极强的材料,一旦吸湿,其阻隔性能就会大大下降.按照日本JISZ-1707透氧分级办法,阻隔材料分为l1级,尼龙一6在湿度<65%时可达5级,而当湿度达90%时,则降为6级,氧气透过量是5级的一倍以上.BOPA薄膜的这一性能会对其生产和使用造成很大的影响.举例来说,BOPA薄膜吸湿到一定程度后,就会发生收缩变形,在印刷环节会影响套印精度,在复合环节会降低复合牢度,在制袋环节会导致前后片错位等质量故障.一般而言,当环境温度为23,相对湿度为65%时,BOPA薄膜的性能表现最佳,因此在BOPA薄膜的生产,储存,运输