一种低摩擦低温热封BOPP薄膜的生产方法与流程

本发明涉及一种低摩擦低温热封bopp薄膜的生产方法。

背景技术：

双向拉伸聚丙烯(biaxiallyorientedpolypropylene，bopp)为结晶性聚合物产品，具有优良的力学性能、耐热性能以及光学性能，质轻、无毒、防潮，尺寸稳定性、印刷性能良好，且价格低于bopet、bops等其它双向拉伸薄膜。bopp的上述优势使其具有十分广泛的用途：(1)在民用方面，主要用于印刷，包装领域，可用于各类食品和药品的包装、一次性医疗器材的包装，以及各种中、高档香烟的包装等方面；(2)在工业方面，主要用于电器绝缘膜、电缆标志带、静电膜、绝缘材料、装饰品等方面。总的来说，bopp是当今性价比最高的一种塑料软包装。

我国bopp薄膜近年来在较高利润的推动下，发展较为迅猛，迅速膨胀。据英国权威机构pci薄膜咨询公司的研究报告显示，2003年至2012年期间，中国新增pp薄膜生产能力占世界总产能的份额从从23％上升为40％，超过欧洲居世界第一，且年均增长率将为10％左右。据布鲁克纳公司统计，在2012年至2014年期间全世界bopp薄膜需求量分别约为600万吨、675万吨、750万吨，而这三年的产量则分别约为750万吨、800万吨、900万吨。在目前bopp薄膜供大于求、利润率偏低的市场环境下，除了加强管理、降低成本、提高质量外，拓展用途、提高产品附加值、开发新产品、提高bopp薄膜性能就成为许多企业的必然选择。除此之外，目前我国特种膜的生产比例、种类和质量与发达国家相比还有比较大的差距，有实力的企业可以在特种膜领域大有作为。

热封膜是bopp薄膜的基本品种之一，它利用外界加热条件(电加热、高频感应加热、超声波等)使塑料基材薄膜的封口部分变成粘流状态，并借助于热封刀具间的压力，使上下两层薄膜彼此融合为一体，冷却后保持一定的强度，主要用于印刷、复合制袋或裹包包装等方面，分为单面热封膜和双面热封膜。单面热封膜是在非热封层印刷图案后与pe、bopp及铝箔复合制袋，用于食品、茶叶、饮料等包装；双面热封膜则直接热封成包装食品、纺织品、音像制品等。但是随着包装产业逐渐高速化的发展趋势，bopp热封膜还必须具有低温瞬时热封、较好的热封强度等性能。除此之外，为了适应不同类型的包装机，热封膜还需有较低的摩擦系数，以满足高速包装需求。目前国外已经出现了起始热封温度在100℃以下的bopp热封膜，但国内通常的bopp热封膜起始热封温度都在125℃以上。综上可知，低起始热封温度、低摩擦、适合高速包装将是bopp热封膜的发展趋势。

自2000年之后，bopp薄膜全球需求增长率一直维持在较高水平，但产能盲目扩张和同质化始终伴随着本行业的发展，随之而来的是产品类似，产能过剩，进而导致bopp薄膜行业收益率持续下滑。我国bopp行业发展迅速，也面临着产品品种雷同，新产品研发能力不足，产品附加值低等不少问题。作为bopp薄膜的主要品种之一，我国在普通热封膜方面产能较强，但是随着包装行业的逐渐高速化，对热封膜的性能提出了更高的要求——热封温度更低，热封强度更高。目前，市场上热封料很多，但所采用的热封料都很类似，热封温度基本普遍在125℃以上(国外已经出现了起始热封温度低于100℃的热封膜)。为了跟上包装行业的高速化脚步，本项目拟开发出低摩擦低温热封bopp薄膜。

(2)国内外生产设备基本类同，但原料仍有差距。国内主要设备如德国布鲁克纳，日本三菱等，和国外并不存在代差，从设备层面完全具备竞争力。近几年我国bopp原料聚丙烯的产量和质量有了大幅度的提高，但是部分高端产品原料目前仍被进口产品所垄断。在全球化的今天，开发低摩擦低温热封bopp薄膜所需的原料等可以和世界先进的公司进行合作。

(3)面临替代品的冲击，必须增加应用优势。除了上述行业自身的问题外，替代品的冲击也是国内bopp薄膜行业所面临的挑战。在某些方面cpp膜已经能够代替bopp薄膜，如dvd和音像盒包装、冷冻食品罐盖、面包糕点包装、蔬菜水果防雾薄膜、鲜花包装以及标签用合成纸。由于聚合技术的进步和国内pet(聚对苯二甲酸乙二酯)切片产能的大幅增加，bopet(双向拉伸pet)薄膜市场价格有可能降低到bopp薄膜价格以下，对bopp市场产生冲击。此外，新型塑料薄膜，如研发中的高比例机械取向高密度聚乙烯(hdpe)薄膜也将代替部分传统包装材料。在这样的情况下，开发低摩擦低温热封bopp薄膜更显的迫在眉睫，只有进一步拓展自己的性能，才可以保证行业的持续发展。

国内的bopp主要产品都是以中，低档为主，同行之间竞争很激烈，发达国家的特种膜的消耗己高于普通膜，而目前我国特种膜的产销量所占比例只有20％，使部分特种膜市场仍被进口膜所占领，特别是共挤热封膜在欧洲的使用率高达55％，中国大陆还不到5％，有巨大的发展前景，国内的热封膜有以下发展趋势：

(l)低起封温度，现在国内大部分热封膜起封温度大于125℃，国外趋势是向低温热封发展(＜115℃)，以此来提高包装速度和实现节能减排。

(2)高爽滑性，目前热封膜摩擦系数一般大于0.3，不能适应现在高速印刷复合或性能大差异大的包装设备。

(3)表面控制。现热封膜表面瑕疵较多，不能满足高档印刷行业多色印刷要求。

除此之外，企业也朝着生产规模化、集约化方向发展。

技术实现要素：

包装的三大功能为保护产品、方便储运以及促进销售，其中最主要的功能是保护产品，而保护功能的实现与封口质量是密切相关的。在实际使用中，对于塑料材料，热封是一种在包装上广泛采用且较为简便的封口形式，是完成产品包装常用的工艺操作之一，因而具有较广的应用，特别是应用于袋装包装和裹包包装。bopp热封膜具有无色、无味、无毒、透明度高、拉伸强度大等特点，广泛应用于食品、服装、医药、化工等领域，是近年来发展很快的一种包装材料，有着广阔的应用前景。低摩擦低温热封bopp薄膜项目是在普通bopp热封膜的基础上结合了市场需求和企业自身特点研发而来的。

目前，国内外bopp热封膜基本都为三层结构复合膜，芯层材料为均聚pp，提供良好的力学性能；表层材料为共聚pp，提供良好的热封性能和印刷性能，又根据一个或两个表面加入热封料分为单面或双面热封。在热封型bopp薄膜中热封层的材料主要是二元或三元共聚体，热封时会发生膜的再次结合而粘接在一起。但是随着包装的高速化，传统bopp热封膜(起始热封温度一般高于125℃)已经无法满足要求。本项目通过与上游客户合作，在两个表层加入特殊热封料，研发出热封温度低于115℃且摩擦系数小于0.3的bopp热封膜，适应包装的高速化发展。

本发明旨在研发热封温度低于115℃且摩擦系数小于0.3的bopp热封膜，这不但满足了高速包装对bopp热封膜的要求，还可以节省能源和提高工作效率。新的低温热特性也将会进一步延伸bopp热封膜的应用领域。该项目的研发成功，一方面改善了企业产品结构，提升了企业的整体素质；另一方面可以继续增大出口，为企业拓展极大的市场空间。随着人力成本的攀升和自动化程度的提高，低摩擦低温热封bopp薄膜必将具有广阔的应用前景和重大经济社会价值。

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种低摩擦低温热封bopp薄膜的生产方法，包含投料(不同挤出机分开投料)——复合——铸片—厚度检测—纵向拉伸——横向拉伸—牵引—薄膜测厚——电晕处理——收卷——检测——时效处理——分切——检验——包装——成品的上述加工流程，采用起始热封温度低于115℃并且可以达到可控性的超低温热封母料和茂金属催化生产的烯烃共聚物或该共聚物与普通热封料的混合物经过一系列加工工序和生产方法制成出低摩擦低温热封bopp薄膜，本发明采用配套的加工设备全自动加工，工序间分道检测，采用该生产方法生产低摩擦低温热封bopp薄膜性能稳定，低温热封，性能良好，也大大降低了热封时的能耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种低摩擦低温热封bopp薄膜的生产方法，包含投料(不同挤出机分开投料)——复合——铸片—厚度检测—纵向拉伸——横向拉伸—牵引—薄膜测厚——电晕处理——收卷——检测——时效处理——分切——检验——包装——成品，生产方法的工艺流程如下：

1.1投料：用不同挤出机把过滤后的原料送入；

1.2复合：把投入的不同原料复合；

1.3铸片：把复合后的成品料成型成片状；

1.4厚度检测：把片状的半成品薄膜厚度检测；

1.5纵向拉伸：把片状的半成品薄膜纵向拉伸，把片状的半成品薄膜长度拉长、厚度同步变薄；

1.6横向拉伸：把纵向拉伸后的半成品薄膜横向拉伸，使纵向拉伸后的半成品薄膜宽度放大、厚度进一步变薄；

1.7薄膜测厚：把纵向拉伸和横向拉伸后的半成品薄膜进行厚度检测；

1.8电晕处理：把厚度检测符合技术要求的薄膜表面进行电晕处理；

1.9收卷：把电晕处理后完工的薄膜合拢收卷；

1.10检测：把收卷后的薄膜对照检验规范综合检测；

1.11时效处理：把综合检测合格后收卷的薄膜放置，进行时效处理；

1.12分切：把时效处理后的薄膜按客户要求和规格进行分切成所需的尺寸和规格；

1.13检验：把分切好的薄膜安装检验要求进行检验；

1.14包装：检验合格后的分切后的薄膜按规定要求包装；

1.15成品：把包装好的薄膜送入成品仓库入库。

进一步设置，投入复合设备的原材料有两种，由两台挤出机分别输入，一台挤出机把聚合物进行挤出并过滤后输入复合设备的进料口；另一台挤出机把母料和添加剂的混合料进行挤出并过滤后输入复合设备的进料口，复合设备把投料进行复合加工。

进一步设置，母料是起始热封温度低于115℃并且可以达到可控性的超低温热封母料。

本发明的有益效果是：本发明采用配套的加工设备全自动加工，工序间分道检测，采用该生产方法生产低摩擦低温热封bopp薄膜性能稳定，低温热封，性能良好，也大大降低了热封时的能耗。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，一种低摩擦低温热封bopp薄膜的生产方法，包含投料(不同挤出机分开投料)——复合——铸片—厚度检测—纵向拉伸——横向拉伸—牵引—薄膜测厚——电晕处理——收卷——检测——时效处理——分切——检验——包装——成品，生产方法的工艺流程如下：

1.1投料：用不同挤出机把过滤后的原料送入；

1.2复合：把投入的不同原料复合；

1.3铸片：把复合后的成品料成型成片状；

1.4厚度检测：把片状的半成品薄膜厚度检测；

1.5纵向拉伸：把片状的半成品薄膜纵向拉伸，把片状的半成品薄膜长度拉长、厚度同步变薄；

1.6横向拉伸：把纵向拉伸后的半成品薄膜横向拉伸，使纵向拉伸后的半成品薄膜宽度放大、厚度进一步变薄；

1.7薄膜测厚：把纵向拉伸和横向拉伸后的半成品薄膜进行厚度检测；

1.8电晕处理：把厚度检测符合技术要求的薄膜表面进行电晕处理；

1.9收卷：把电晕处理后完工的薄膜合拢收卷；

1.10检测：把收卷后的薄膜对照检验规范综合检测；

1.11时效处理：把综合检测合格后收卷的薄膜放置，进行时效处理；

1.12分切：把时效处理后的薄膜按客户要求和规格进行分切成所需的尺寸和规格；

1.13检验：把分切好的薄膜安装检验要求进行检验；

1.14包装：检验合格后的分切后的薄膜按规定要求包装；

1.15成品：把包装好的薄膜送入成品仓库入库。

本发明采用配套的加工设备全自动加工，工序间分道检测，采用该生产方法生产低摩擦低温热封bopp薄膜性能稳定，低温热封，性能良好，也大大降低了热封时的能耗。

投入复合设备的原材料有两种，由两台挤出机分别输入，一台挤出机把聚合物进行挤出并过滤后输入复合设备的进料口；另一台挤出机把母料和添加剂的混合料进行挤出并过滤后输入复合设备的进料口，复合设备把投料进行复合加工。

母料是起始热封温度低于115℃并且可以达到可控性的超低温热封母料。

根据本生产方法研发出的低摩擦低温热封bopp薄膜的技术关键点有以下几个方面：

(1)热封料(表层)的选择和配制采用国际上先进的茂金属催化生产的烯烃共聚物或该共聚物与普通热封料的混合物。

(2)芯层料的优化：当表层热封料的熔点降低后，芯层料也要随之改变，力求达到性能上的匹配性；而且，芯层占据了薄膜的大部分厚度，决定了薄膜的力学性能。

(3)工艺优化：表层热封料熔点降低后，仍使用正常生产条件一定会发生粘棍现象，膜面会明显变差从而影响摩擦系数，所以必须研发和优化适应于该新型热封料的工艺条件。

该项目具有很大的创造性和实用性，可以较快的给企业带来直观的经济效益，应用本技术方案研发生产出的低摩擦低温热封bopp薄膜主要具有以下几个方面的创新点：

(1)采用全新的茂金属聚烯烃热封料，开发出热封温度低于115℃且摩擦系数小于0.3的bopp热封膜，满足高速包装的市场需求。

(2)选择国际上先进的茂金属催化生产的烯烃共聚物或该共聚物与普通热封料的混合物作为表层料，通过优化配方，实现低摩擦低温热封膜顺利生产，并保证表面的光学性能。

(3)芯层料方面，精选加工性好、硬度偏软的高速料，一方面，可以和表层的热封料性能匹配，另一方面，适应高速生产。

(4)工艺方面，md预热辊可改为聚四氟乙烯(又称特氟隆涂层)辊防止厚片粘辊，降低并优化各部分预热温度和拉伸温度，适当增大拉伸比，保证良好的光学和力学性能。

本申请的生产方法解决了低摩擦低温热封bopp薄膜在生产上的一系列难题，主要指标突破点表现为以下：

1)热封温度(℃)≤115

2)热封强度(n/15mm)≥2

3)拉伸强度(md/td)mpa≥120/200

4)摩擦系数≤0.3

生产方法生产应用时采用德国布鲁克纳高速薄膜生产线，采用双向逐步拉伸法，设备具有高速、宽幅、高自动化、性能稳定等优点，具备年产3.5万吨生产线，生产有效幅宽8.2米，生产线最高速度可达450米/分，具有电脑控制、自动化程度高、安全可靠、操作方便的特点，并配套英国阿特拉斯cw98ap分切机，有效幅宽8.3米，成品膜卷直径1.2米，分切速度1200米/分，具有无液压、无浪费，清洁、简易的优点；另一条生产线为日本三菱年产3.5万吨生产线，幅宽8.3米，速度400米/分。两条生产线共年产7万吨。另外公司还配套引进英国真空镀铝深加工生产线1条，形成年产高阻隔金属化膜1.6万吨的生产能力。

研发中心检测仪器目前主要设施引入测厚仪、分析天平、测厚仪、拉力试验机、摩擦系数仪、光泽度仪、热封仪等10多台(套)检测仪器设备，其精度等级分别为0.01μ，0.001克，0.1n等，科研设备总额536.29万元。研发中心拥有一套完整的研发和试验设施，覆盖到了从市场调研到开发试制到检测到市场验证的整个过程，具备了进一步本技术方案提升上的科研开发、成果转化和高新技术产业化所需的实验、试验条件和基础设施。主要检验设备包括：

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的权利保护范围之内。