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    BOPA消光薄膜生产及应用

    放大字体  缩小字体 发布日期:2019-12-06 16:37:48    浏览次数:86    评论:0
    导读

    BOPA消光膜是一种高雾度和低光泽度、具有呈漫反射状消光效果的薄膜。在塑料软包装加工过程中,包装材料的一面复合一层消光膜,可以消除膜面反光,使印刷图案逼真。并且光亮面可以上UV油墨,或进行烫金加工,还可以上胶后与其他基材复合。BOPA消光膜具有优良的表面消光效 ...

    BOPA消光膜是一种高雾度和低光泽度、具有呈漫反射状消光效果的薄膜。在塑料软包装加工过程中,包装材料的一面复合一层消光膜,可以消除膜面反光,使印刷图案逼真。并且光亮面可以上UV油墨,或进行烫金加工,还可以上胶后与其他基材复合。BOPA消光膜具有优良的表面消光效果,吸墨性能好,外观典雅,适合于高级食品包装及印刷复合包装。



    一、BOPA消光膜的消光原理

    膜的消光作用可以用雾度及光泽度来量化表征,通常通过对光线的散射来实现。实现散射消光通常有两个途径:一是增加制品表面散射而消光,这部分既可以增加雾度又可以降低光泽度;二从加强制品本体散射而消光,这部分一般只增加雾度。表面散射是通过提高制品表面粗糙度来实现的,当入射光射向粗糙表面时,镜面反射被漫反射代替,漫反射的本质还遵从反射定律,漫反射会互相干涉而使散射场光强增大,由此镜面反射强度大为减弱,达到消光目的。加工成型条件和材料性质对表面散射影响很大。本体消光源于本体的光学不均匀性,光学不均匀性是由于物质内部的颗粒或分子、原子所产生的,与材料物性有密切关系。

    其中最关键的因素是制品内部各微区间折射率差异,单一聚合物制品中结晶区和无定型区之间的折射率会有差异,塑料合金或者复合材料微区间折射率也会有差异且大于纯聚合物中晶相与非晶相间折射率差异。当光线透过制品表面进入制品内部时,制品内部的光学不均匀性使光线发生多次折射,每一次折射都会伴随散射而造成光强损失,增大本体散射,由此在入射方向上透出。总体而言,尽可能大的增加膜的表面粗糙度是增大消光作用最有效且最简单的方法。一般来说,表面粗糙度Ra>0.9,即可得到不错的消光效果。

    二、BOPA消光膜产品特点

    消光膜经复合后用于食品包装(大米袋、饼干、干果、茶叶、蛋糕等),生活日用品(被服收纳袋等)可以营造出一种天然产品的形象,还大量用于书本、期刊和杂志的封面以及宣传海报,经消光膜复合后可获得不反光的外观,给人一种立体感和良好的手感。也可将消光膜与包装纸(或纸盒)进行复合可以显著地提升包装物的档次,此类包装广泛地应用于香水、化妆品、药品等方面。使用消光膜后,能够使包装物获得纸制品的效果,给人一种奢华的感觉,刺激了消费者的购买欲望。


    BOPA消光膜同时保持着BOPA膜的各项优良性能,较高的力学性能,保证包装的强度,具有比BOPP消光膜高得多的氧气阻隔性,在用于食品等包装上可以延长保质期,极好的香味、气味的阻隔性能够很好保存内容物的风味口感。

    BOPA消光膜还具有优异的耐油脂性、耐划性、耐有机溶剂性、耐碱性、耐药品性等,适用于各类内容物的包装。与BOPP消光膜相对比BOPA消光膜则较不易产生静电、不吸尘,减少了薄膜因静电而在加工和使用过程中产生的各种问题。由于采用高耐温的消光助剂,BOPA消光膜的消光层的耐热能力丝毫不逊色于尼龙本体层,因此BOPA消光膜在使用温度上与现有的BOPA膜相同,在印刷复合过程中,不必像使用消光OPP膜那样控制高温操作。


    四、BOPA消光膜的加工注意事项

    1,挤出机的工艺
    由于在消光面中消光母料的添加量一般较大,并且消光母料的粘度一般与尼龙本体相差较大,消光层的挤出机工艺需要进行调整。挤出机的温度根据消光母料的添加量进行合理设定,保证消光层的熔体压力稳定,消光母料的混合均匀,才能产出稳定而均匀的消光面。一般温度与普通尼龙的温度设定差异在2℃-5℃。过滤器的滤网大约为200目或以上,网孔大小约为80 u或更小,否则可能导致薄膜产生银点。一般200目的滤网就基本上可以避免银点的出现,同时可以延长滤网的使用时间。

    2,消光面厚度
    为了取得均匀的粗糙表面即消光面,消光表层的厚度须得到保证,最低允许厚度值与模头结构关系较大,模头内熔体流动截面厚度分布均匀性及多层物料层流态复合平稳水平决定了消光料的厚度分布均匀程度。为了保证消光层完全覆盖BOPA表面,表层厚度一般在2.3 ~ 3.0μm,按实际所需消光度进行调整。除此之外,表层厚度也与模头的类型有一定的关系。

    3,铸片工序
    在铸片工序中,消光面不能与激冷辊的表面接触,温度一般设定为30℃左右。从理论上讲,随着铸片温度的上升,片材的结晶度随之增大,则有利于提高薄膜的表面粗糙度和雾度,增强了薄膜的消光效果,但片材的延伸度将有所下降,可能会导致薄膜的厚度变差。在贴附方式如果采用的是静电贴附还应注意,由于消光层中添加了大量的消光剂,会对膜的电阻有影响,进而影响贴附的电流,应调整贴附位置及角度使贴附电流稳定在平时正常生产的水平,才不会出现打火或膜贴附不好等问题。

    4,拉伸工艺
    消光表层的机械强度要低于尼龙层,这使得膜在拉伸时更容易出现问题。最常见的问题就是拉伸时破膜及消光表层的破裂,破膜很大程度地降低生产效率,而消光表层的破裂严重影响消光的外观,出现银点或可称为亮点。一般而言,降低拉伸比可以减少这些问题的产生,但同时也降低了消光度及膜的力学强度;而调整拉伸温度及风量则是更好的解决方法。横纵拉伸比一般都控制在2.5-3.3倍。

    5,牵引和收卷
    由于消光层的粗糙度大,收卷时膜与膜之间的贴合出的未接触空间更大,产生的空气层与普通的BOPA有所不同,收卷的张力应该适当调整,防止膜卷过松或过紧。而在牵引部分施加电晕处理,根据客户的要求单双面都可处理,成品的表面张力值必须大于54dyn,在光亮面(消光的反面)可印刷复合,可上UV油墨或者烫金。

    6,边角料的回收
    消光膜具有很高的雾度并且其机械强度要低于普通的BOPA,因此其边角料的回用应特别注意,与普通尼龙膜的边角料要区别存放。将消光膜的边角料回用到消光膜中,虽然可以提高雾度,但也会进一步降低消光膜的机械强度,因此添加比例要严格控制,同时回料的水分也要严格控制,一般水分含量不宜大于1200ppm,必要时甚至不要添加消光回料。

    7,消光度的控制
    消光度可以用表面光泽度及雾度来表示,光泽度愈低雾度愈高则消光度越高,多数应用场合要求消光膜的消光度要高,但是也有例外。光泽度及雾度是消光膜的最重要指标之一。
    为了消光度的提高, 可用:
    A.增加表层厚度;
    B.提高冷辊温度;
    C.适度提高拉伸倍率。

    五、存在问题

    1,消光层机械强度低于BOPA层
    在消光层中由于存在大量的消光剂致使该层的机械强度要低于其他BOPA膜层,从而降低了整个BOPA消光膜的强度。为了增强消光层的机械强度,可以采用以下方法:

    A.选择合适的消光剂,消光剂与本体尼龙一般相容性上都有差别,选择相容性较好的消光剂可以避免由于热力学上相分离而导致的消光剂团聚、容易产生应力集中点,大幅度降低膜的强度;
    B.添加增强增韧助剂,增强增韧助剂可以补强材料的力学性能,但添加这些助剂也意味着成本的增加,并可能影响膜的消光性能。

    2,消光层的耐磨性比光亮膜差
    消光层表面粗糙度大,凹凸不平,加上消光剂与尼龙本体的粘附能力要小于尼龙本体,因此在收到外力摩擦作用时,消光表面比普通光亮面要更容易受损,表现出耐磨性较差。解决该问题可采用:
    A.添加相容剂,增加消光剂与本体尼龙的粘附能力;
    B.加入适量爽滑剂,减少外力对消光表面的摩擦作用,同时可以形成细微保护层;
    C.添加增韧剂,增加消光层的韧性,膜更加柔软,在受到外力作用时,缓冲能力更大。

    3,消光膜的银点
    在消光膜的实际生产中,如果控制不当比较容易产生银点,有人也将此类外观缺陷称为亮点或白点。银点产生的主要原因是:表面粗糙层破裂,显现出平滑而光亮的芯层;在银点里面可发现异物或凝胶,这有可能是由于产生气穴所致。产生的原因及补救方法:

    A.加工参数调节不当的,重新调节模头间隙;
    B.降低消光混合料喂料段的温度;
    C.过滤效果不良的,适当增加滤网目数;
    D.消光表层厚度不够的,适当增加厚度;
    E.拉伸工艺调整不恰当的,重新调整拉伸工艺、

    六、消光BOPA膜使用注意事项

    1,油墨的选择
    由于基材是尼龙膜,并且基材表面十分光滑,因此油墨必须使用聚氨酯类尼龙膜用油墨。在大批量生产前,先做材料适应性试验合格后再投入生产,特别注意油墨和基材的附着力是否符合,油墨与消光层是否匹配。BOPA处理面的表面润湿张力应达54达因以上才能满足油墨附着要求,以免发生不必要的损失。由于材料的吸潮性大, 因此尽量减少使用含有水份和醇类的溶剂及油墨,若非用不可的话也要尽量烘干,排除残余溶剂。

    如果油墨的挥发速度和加入的溶剂溶解性能不能控制,将可能导致聚氨酯树脂折出,颜料絮凝、油墨沉淀,而不上色、脏版、发花、变色等一系列的故障,为了使聚氨酯油墨在印刷过程中的溶剂挥发和溶解平行,必须对稀释溶剂合理调整,使油墨在印刷时始终处于一个良好流体状态。

    一般用于消光尼龙膜印刷的凹印里印油墨类型是聚氨酯树脂油墨, 聚氨酯体系的油墨其油墨连接料中的胺基都会消化粘合剂的固化剂而造成胶液不干现象, 其次聚氨酯油墨体系中还往往加入三元羟基改性氯醋树脂, 也是造成油墨与胶水不干的因素之一, 为此在使用聚氨酯体系的油墨印刷时, 应加入硬化剂, 或者在配胶时都必须多加8%~15%的固化剂, 以防出现胶水不干现象。

    2,胶粘剂
    选用与基材、油墨、消光剂能相互匹配的双组份胶粘剂。防止胶粘剂渗透而破坏消光层功能,或产生气泡、小白点、变色等质量问题。

    不同企业生产和不同型号的双组份聚氨酯粘合剂对水和醇的敏感度都不一样。如淅江某厂生产镀铝膜专用粘合剂对水或醇的敏感度在0.5%~0.8%的范围, 超出这个范围就有可能造成不干的现象。如果敏感度超出范围,( 越高) 柔韧性就越差, 复合后的产品有时会发硬、发脆。因此对乙酸乙酯溶剂含水或醇含量和对使用薄膜含水量的控制必须很严格。

    3,溶剂
    首先应选用与消光剂不相互溶解的并且沸点在生产可控的温度范围内的溶剂,减少溶剂的残留,其次要注意溶剂与油墨的相溶性,防止由于溶剂与消光剂的作用,使印膜产生退色或晕染。少用或不用醇类溶剂,若一定要用,也应在印刷工序尽量使其挥发干燥。复合胶稀释剂选择醋酸乙脂溶剂加入,其纯度要求总含量应在99%以上,因为固化剂中的异氰酸酯非常活泼,一碰到水立即反应生成胺或二氧化碳。据有关资料研究,水与异氰酸酯的反应比与主剂的反应快20倍。因此控制醋酸乙酯溶剂中水加醇的总含量十分必要。在干式复合中,对醋酸乙酯含水和醇的量不能超过0.2%,国外对用在干式复合中的醋酸乙酯规定是水和醇的总含量不能超过0.05%。

    4,印复工艺
    在印复工艺中应适当降低张力,(两复合材料张力要匹配)压力要适中。印复用压辊硬度可大些,用于塑--塑复合的橡胶压辊硬度可在70~80肖氏范围,用于纸--塑复合的橡胶压辊硬度在80~90肖氏范围内。并且车间、设备的清洁度很重要,以防污染划伤消光面。复合(复膜)上胶量可适当加大些,以保证复合牢度。熟化工序应控制好时间和温度,并用悬挂式摆放,定时翻动,以防某个部位长时间受热而影响消光效果。

    5,印版和复合上胶网穴不宜太深
    在印刷制版上应适当偏浅些, 以防墨层太厚, 烘干不容易产生溶剂残留。而胶水在复合过程中也以高浓度(30%~40%)固含量为好, 复合网线辊可控制在120线~150线之间, 水胶可用200线网辊, 这样在尽量减少残留溶剂产生的同时,又可以保证产品质量。(以小网点印刷不丢失为准)

    6,收藏
    BOPA消光膜是一种吸潮性极强的材料, 一旦吸潮后, 材料会变软, 有时还会因为吸潮不一致而产生荷叶边现象而使印刷套印困难、复合起皱等质量问题。因此在曰常生产和保存中,特别注意防潮部分。一般BOPA消光膜应收藏在温度25℃、干湿度50%范围内比较理想,在使用完的材料,一定要用阻隔性好的铝箔复合膜包装好,以防受潮, 再使用时最好放在45~50℃熟化室内烘干1至2小时, 在潮湿天气或温度偏低情况下使用当中,应打开设备的预热系统, 以排除水份的附着。

    总结

    BOPA消光膜作为尼龙薄膜差异化产品的一员,丰富了尼龙薄膜的种类。BOPA消光膜可以用于各类产品的包装,提高包装产品的档次、延长产品保质期、刺激消费者的购买欲望和产品的销售量。目前BOPA消光膜在国内的软包装行业中应用初见成效,其在国外软包装行业已经有比较广泛的使用。相信随着国内人们生活水平的不断提高及包装产业的持续发展,BOPA消光膜的应用会越来越广泛。
     
    (文/小编)
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