導語：節(jié)能環(huán)保無底涂劑BOPP預涂膜研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]為對無底涂劑BOPP預涂膜配方及生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)進行研究，選擇MLLDPE作為BOPP薄膜表層功能材料，研發(fā)出一種無底涂劑BOPP預涂基膜，無需進行涂布底涂劑可直接涂覆EVA熱熔膠，制成環(huán)保節(jié)能無底涂劑BOPP預涂膜。和傳統(tǒng)的有底涂劑BOPP預涂膜相比，無底涂劑BOPP預涂膜省去了底涂劑調(diào)配、底涂劑涂布、烘干和EVA氧化處理工序，是一種綠色產(chǎn)品，具有良好的節(jié)能減排效果。

[關(guān)鍵詞]預涂膜BOPP　底涂劑　節(jié)能

覆膜是印后加工的主要工序之一，通過專業(yè)覆膜設(shè)備將紙質(zhì)印刷品和薄膜復合在一起，形成紙塑合一的產(chǎn)品。自覆膜技術(shù)誕生以來，覆膜技術(shù)經(jīng)歷了溶劑型即涂技術(shù)、水性即涂技術(shù)、預涂技術(shù)三個重要的發(fā)展階段。1989年美國GBC公司率先發(fā)明了有底涂預涂膜技術(shù)[1]，在塑料薄膜表面涂布一層底涂劑后，涂覆EVA熱熔膠制成預涂膜，預涂膜在溫度和壓力下與紙制品復合。有底涂預涂技術(shù)雖然較大程度上解決了即涂技術(shù)溶劑揮發(fā)污染等問題，但仍存在臭氧排放、能耗偏大難題。由于BOPP基膜與EVA的相容性較差，在生產(chǎn)預涂膜時，普通BOPP基膜需涂布一層底涂劑來改善基膜和EVA的相容性，提高擠出涂覆后膠層的剝離強度。無底涂技術(shù)原理是BOPP薄膜表層選用一種與PP及EVA均具有良好相容性的功能材料作為功能層，在EVA熔融擠出涂覆時利用EVA熔體溫度使功能層材料熔化，薄膜和EVA在界面處共熔粘結(jié)，提高了EVA熱熔膠和BOPP基膜的粘結(jié)牢度，達到基膜無需進行底涂處理，可直接與EVA復合的目的。無底涂技術(shù)的核心技術(shù)是無底涂劑BOPP預涂基膜的開發(fā)和生產(chǎn)。雖然我國是世界上最大的BOPP薄膜生產(chǎn)國，但無底涂劑BOPP預涂基膜生產(chǎn)技術(shù)一直被少數(shù)韓國企業(yè)壟斷，國內(nèi)預涂膜生產(chǎn)廠家只有從韓國進口無底涂劑BOPP預涂基膜。

1無底涂工藝開發(fā)和應(yīng)用研究

傳統(tǒng)的預涂膜工藝是將普通BOPP薄膜表面涂布一層聚乙烯亞胺水溶液，經(jīng)烘干后，在薄膜上擠出涂覆一層EVA熱熔膠。無底涂工藝是采取表面改性的BOPP薄膜直接涂覆EVA熱熔膠。傳統(tǒng)的有底涂劑預涂膜生產(chǎn)流程是BOPP薄膜放卷后，經(jīng)過底涂劑涂布、烘干、臭氧處理、EVA擠出涂布、冷卻展平后收卷，制成產(chǎn)品。有底涂劑預涂膜生產(chǎn)工藝示意圖如圖1所示。有底涂劑預涂膜生產(chǎn)是在傳統(tǒng)的有底涂劑預涂膜生產(chǎn)流程中省去底涂劑涂布、烘干、臭氧處理等流程，其生產(chǎn)工藝示意圖如圖2所示。無底涂工藝省去了涂布網(wǎng)紋輥、涂布上料裝置、底涂劑烘干設(shè)備和EVA氧化裝置。這種工藝一方面簡化了生產(chǎn)線配置，降低了設(shè)備投資；另一方面使得生產(chǎn)線速度大幅提升，降低能耗，節(jié)約成本。由于烘干工序是預涂膜生產(chǎn)過程中能耗最大的工序，同時烘干需要一定的時間，生產(chǎn)速度受到烘干速度的限制，免去烘干工序后，不僅降低了能耗，同時可以大幅度提高生產(chǎn)速度，減低了產(chǎn)品單位能耗。與傳統(tǒng)有底涂預涂膜相比，該工藝綜合能耗下降15%，每噸產(chǎn)品節(jié)約電120kwh、燃氣2.1Nm3，具有良好的節(jié)能減排效果。傳統(tǒng)的有底涂工藝和無底涂工藝比較見表1。

2無底涂劑BOPP預涂基膜配方研究

2.1無底涂功能層材料的研究

要實現(xiàn)無底涂功能，功能層材料需和EVA具有較好的相容性，同時功能層材料的熔點低于110℃。在EVA涂覆熱熔膠時，EVA熔體溫度（220℃~230℃）能使功能層熔化，在界面處共熔粘結(jié)。采用HDPE、LDPE、LLDPE、MLLDPE等聚乙烯材料作為無底涂功能材料與PP料進行共擠出經(jīng)雙向拉伸制成薄膜，不同無底涂材料性能對比如表2所示。對LDPE、LLDPE、MLLDPE三種材料試制樣品進行對比測試，最終選擇使用MLLDPE作為功能層材料。MLLDPE熔體流動速率約為3g/10min，與PP材料共擠拉伸后成膜，成膜性好，薄膜厚度均勻性良好。

2.2無底涂功能層厚度對覆膜剝離強度的影響研究

無底涂劑預涂基膜涂覆EVA后，筆者對膠-膜的剝離強度和薄膜無底涂功能層厚度的關(guān)系進行了試驗研究?；たv向涂覆5μmEVA熱熔膠，沿涂覆方向取長200mm×寬15mm樣條，試樣長度方向?qū)⒈∧ず湍z層預先剝開50mm。利用拉力儀進行剝離力測試，夾具間距50mm，試驗速度為（300±50）mm/min，測試剝離強度。研究發(fā)現(xiàn)，膠-膜的剝離強度和薄膜無底涂功能層厚度有較強的線性關(guān)系，但當功能層厚度達到1.2μm時，剝離強度達到0.4N/15mm，繼續(xù)增加功能層厚度，剝離強度趨于平穩(wěn)。

3無底涂劑BOPP預涂基膜生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1擠出機溫度的設(shè)定

分別依據(jù)各層材料的熔點、熔融指數(shù)，設(shè)置主、輔擠出機的加工溫度，使鑄片段各層熔體的流動速率基本一致，各層熔體分布均勻，擠出機溫度設(shè)置見表3。

3.2縱向拉伸工藝控制

普通BOPP薄膜縱向拉伸通常采用單壓輥2步拉伸法，由于無底涂劑BOPP基膜表層MLLDPE較為柔軟，單壓輥在2步拉伸下功能層易出現(xiàn)表層皸裂，影響薄膜的成膜性和薄膜質(zhì)量,因此采用雙壓輥3步拉伸法?？v拉導輥與薄膜厚片之間包角較小，有利于較少薄膜表面外觀缺陷。另外，MLLDPE的拉伸倍率較小，大拉伸倍率下易導致表層MLLDPE功能材料破裂，增大了薄膜生產(chǎn)時破膜概率。無底涂劑預涂BOPP基膜縱向拉伸倍率由普通BOPP薄膜的1.7倍設(shè)置為1.4倍，回縮比控制在5%，提高薄膜成膜性，降低破膜頻次。

3.3橫拉段風壓與溫度的控制

橫拉工序采用熱空氣加熱，但由于橫向拉伸幅寬較大，如上下烘箱產(chǎn)生的氣流不均衡會使薄膜在拉伸區(qū)產(chǎn)生抖動，厚度均勻性差[2]。橫拉段采用條形、狹縫式風孔熱風箱，并控制下風箱風壓比上風箱大5%左右，使薄膜受熱更均勻[3]。MLLDPE軟化點比PP低，高溫預熱后易拉伸不均，影響薄膜厚度均勻性。為降低該因素的不利影響，同時不影響PP層的拉伸，公司在橫拉溫度方面進行了如下優(yōu)化，見表4。

4無底涂劑BOPP預涂膜生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1熱熔膠擠出涂覆工藝研究

無底涂劑BOPP預涂基膜是利用EVA熔體溫度使薄膜功能層熔化，在界面處共熔粘結(jié)，從而實現(xiàn)基膜和EVA復合。因此在界面結(jié)合處EVA熔體的溫度是無底涂劑BOPP預涂膜生產(chǎn)的關(guān)鍵控制點，根據(jù)薄膜功能層材料的軟化點溫度界面結(jié)合處EVA熔體溫度控制在220℃~230℃。界面結(jié)合處EVA熔體的溫度主要與EVA熔體擠出溫度及EVA擠出機模頭模唇與界面結(jié)合處距離即氣隙間距有關(guān)，見圖4所示。無底涂劑預涂膜生產(chǎn)速度大幅提升，氣隙間距應(yīng)盡量減小，經(jīng)生產(chǎn)實際探索，氣隙間距控制在35~40mm為宜。

4.2收卷參數(shù)優(yōu)化

無底涂劑預涂膜與傳統(tǒng)有底涂劑預涂膜相比，由于工藝的改變，薄膜牽引路徑改變較大，薄膜輥筒接觸大大減少，存在薄膜起拱和展不平難題，需要對收卷參數(shù)進行優(yōu)化。收卷切入深度控制是指收卷過程中，功能層粘性較大，收卷時易產(chǎn)生粘連問題，將接觸輥與成品卷切入深度控制在10mm，控制整體空氣混入率，提高薄膜展平度，解決收卷粘連問題。收卷張力控制：薄膜收卷時，隨著母卷直徑增大，如果收卷輥的轉(zhuǎn)速不變，則收卷線速度增大，導致收卷張力遞增，這樣會導致膜卷的內(nèi)松外緊，外層薄膜把內(nèi)層薄膜擠壓產(chǎn)生褶皺等問題，對張力控制系統(tǒng)改進，采取張力隨收卷直徑變化非線性變化的控制方式，逐漸減少收卷張力，成品卷收卷內(nèi)緊外松，減少收卷褶皺。

5結(jié)論

與傳統(tǒng)有底涂BOPP預涂膜相比，無底涂BOPP預涂膜由于在生產(chǎn)過程中省去了底涂劑調(diào)配、涂布和烘干，臭氧處理等工序，不僅簡化了設(shè)備配置，降低了設(shè)備投入，更具有良好的環(huán)保效益和節(jié)能效果。

5.1具有良好的環(huán)保效益

無底涂劑bopp預涂膜由于省去了傳統(tǒng)工藝中底涂劑涂布及熱熔膠臭氧處理工序，無需大量水清洗，減少了臭氧排放和污水排放問題，具有良好的環(huán)保效益，是一種綠色產(chǎn)品。

5.2無底涂劑預涂膜具有良好節(jié)能降耗效益

無底涂劑BOPP預涂膜由于省去了傳統(tǒng)工藝中底涂劑涂布工序，無需進行底涂劑調(diào)配、涂布和烘干。由于烘干工序是預涂膜生產(chǎn)過程中能耗最大的工序，同時烘干需要一定的時間，生產(chǎn)速度收到烘干速度的限制，免去烘干工序后，不僅降低了能耗，同時可以大幅度提高生產(chǎn)速度，減低了產(chǎn)品單位能耗。與傳統(tǒng)有底涂預涂膜相比，每噸產(chǎn)品節(jié)約電120kwh、燃氣2.1Nm3，綜合能耗下降15%，具有良好的節(jié)能減排效果。

[參考文獻]

[1]高利平.乙烯-醋酸乙烯共聚物共聚樹脂在預涂膜領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展[J].精細與專用化學品，2012（10）：5-6.

[2]洪偉,李青山.雙向拉伸聚丙烯薄膜的生產(chǎn)工藝研究[J].工程塑料應(yīng)用,2006（6）:32-35.

[3]孫善衛(wèi)，周李超，彭超.應(yīng)用于雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線的橫拉風箱：中國：CNCN201510113909[P].2015-06-10

作者：汪中祥 李永荃 王恒煜 單位：安徽國風塑業(yè)股份有限公司