近年來，塑料軟包裝行業(yè)把“包裝減量化”當(dāng)成實(shí)現(xiàn)“綠色包裝”的重要途徑之一。在塑料軟包行業(yè)，包裝減量化的直接表現(xiàn)就是薄膜減薄化，這在歐美市場(chǎng)已經(jīng)大量執(zhí)行使用。
目前，塑料薄膜的“減薄化”已經(jīng)是軟包裝塑料膜生產(chǎn)和使用企業(yè)的發(fā)展方向和研究的熱門課題。而BOPA膜減薄化在生產(chǎn)和使用過程中也越來越得到關(guān)注，使用范圍及使用量也越來越擴(kuò)大和增加。目前，氣球生產(chǎn)用膜基本都改用10um超薄尼龍膜產(chǎn)品，一些用于夾在中間層組合結(jié)構(gòu)的尼龍膜產(chǎn)品也逐步由15um尼龍薄膜轉(zhuǎn)用12um厚膜替代。一些印刷企業(yè)還逐漸使用12um尼龍膜替代15um膜做印刷層。
在尼龍膜使用中，以12um厚度取代15um，其厚度減少20%。此舉對(duì)薄膜減量化貢獻(xiàn)很大。但是，在減薄后的使用中也出現(xiàn)了一些問題。
一、生產(chǎn)12um尼龍薄膜的注意事項(xiàng)
超薄BOPA薄膜，厚度在12um(包含12um)以下，在制膜過程中最常見的問題是產(chǎn)生破膜現(xiàn)象，一旦發(fā)生破膜，不但影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)也影響到成品率和產(chǎn)量。操作者的生產(chǎn)習(xí)慣是造成破膜的主要原因之一，從15um生產(chǎn)操作工藝轉(zhuǎn)為12um生產(chǎn)工藝,肯定要有一個(gè)適應(yīng)過程, 一旦適應(yīng)后就可以操作自如。此外，也有廠家在使用中出現(xiàn)復(fù)合分層剝離現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，首先應(yīng)分清楚產(chǎn)生分層的原因和分層界面，并進(jìn)行詳細(xì)分析。
1、原材料含水量的控制
一旦原材料水分超標(biāo),就可能導(dǎo)致破膜。因此,在投料前應(yīng)做好原材料、再造粒料的檢測(cè), 檢測(cè)項(xiàng)目包含水量、灰分、熔融指數(shù)、粘度、雜質(zhì)等。一般, 原材料、再造粒料干燥后的含水量應(yīng)控制在<0.1%。再造粒料由于成分復(fù)雜, 因此應(yīng)將再造料的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)當(dāng)重點(diǎn)抓,(特別是熔融指數(shù)、水分和粘度) 以防因再造粒料問題而引起的晶點(diǎn)、黑點(diǎn)、暴筋、破膜等制膜質(zhì)量問題產(chǎn)生。
2、盡量減少添加劑的加入量
由于制膜厚度從15um減少至12um，這其中厚度減少20%，那么無論從添加劑品種、類型、數(shù)量或再造粒料的加入量都應(yīng)有相應(yīng)的改變和減少，以減少破膜現(xiàn)象的發(fā)生幾率及復(fù)合后的剝離牢度減弱的現(xiàn)象。
3、改變和調(diào)整制膜生產(chǎn)工藝
由于超薄化BOPA薄膜成品較薄，在制膜過程中調(diào)整控制好生產(chǎn)工藝條件。提高薄膜間的內(nèi)應(yīng)力，在拉伸和牽引力及定型溫度方面下工夫，要求適宜均衡，這樣才有利于生產(chǎn)的順利進(jìn)行。此外, 出料模頭螺栓的控制也十分重要，這是由于生產(chǎn)12um的BOPA材料太薄，出料螺栓的任何波動(dòng)都可能會(huì)影響到最終薄膜制品的平整度。這關(guān)系到12um尼龍膜印刷套印準(zhǔn)確率及復(fù)合后是否產(chǎn)生皺褶等質(zhì)量問題的發(fā)生。
二、12um尼龍薄膜的性能特點(diǎn)
BOPA是一種吸潮性極強(qiáng)的材料, 而超薄化BOPA薄膜的吸潮性更強(qiáng)。在還沒有進(jìn)行物理改性之前, 一旦吸潮后, 超薄化BOPA薄膜材料就會(huì)很快變軟, 有時(shí)還會(huì)因?yàn)槲背潭炔灰恢露a(chǎn)生褶皺,而使印刷套準(zhǔn)困難、復(fù)合起皺。因此在日常生產(chǎn)和存儲(chǔ)過程中，要特別注意BOPA超薄化薄膜的防潮問題。一般尼龍膜應(yīng)收藏在溫度25℃左右、干濕度50%RH左右范圍內(nèi)比較理想，未使用完的超薄化BOPA薄膜，一定要用阻隔性好的鋁箔復(fù)合膜包裝好，以防受潮。
為了使12um尼龍膜使用過程中的各項(xiàng)性能都可以達(dá)到15um原膜要求，制膜廠家和使用企業(yè)都進(jìn)行了多種不同工藝上的改進(jìn), 并取得第一手資料。其中南方某印刷企業(yè)所做的比較系統(tǒng)的15um與12um膜原膜檢測(cè)和復(fù)合使用效果等多項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比參數(shù)，對(duì)我們今后在生產(chǎn)和使用減薄的尼龍膜有很好的啟發(fā)、參考作用。
表1是12um厚與15um厚BOPA原膜在各項(xiàng)物理性能的檢測(cè)和對(duì)比參數(shù)，在物性檢測(cè)中可以看出，除了非處理面與非處理面摩擦系數(shù)偏大一點(diǎn)外，其余指標(biāo)均符合15um原膜要求。因?yàn)樵嚇雍蛯?duì)比樣同為單面電暈?zāi)ぃ幚砻媾c處理面摩擦系數(shù)偏差較大，也有可能是因?yàn)樵跍y(cè)試過程中，將處理面和非處理面放反了。不過，0.85的摩擦系數(shù)對(duì)處理面來說也是偏大的。
表1 BOPA膜不同厚度物性檢測(cè)對(duì)比
表2是在同等條件、環(huán)境、工藝下經(jīng)干式復(fù)合，在正常熟化后的效果檢測(cè)對(duì)比參數(shù)。
表2中12um膜除透氧率略有偏高，這也屬于正常現(xiàn)象，因材料厚度減少20%，透氧率提高16.82%。而變化最大的，值得探討的是12um膜復(fù)合后剝離強(qiáng)度下降。無論是水煮前或水煮后12um膜都比15um膜復(fù)合PE膜剝離牢度下降很多。這其中要引起討論的是為什么剝離強(qiáng)度下降在NY//PE層界面，而不在AL//NY層界面?同一張尼龍膜, 為什么單就NY//PE界面剝離率下降?水煮后NY//PE面的剝離牢度從3.2N上升為5.0N,說明膠粘劑符合水煮工藝要求，問題就集中在NY、PE及之間的復(fù)合工藝三者間的匹配關(guān)系。雖然這些復(fù)合剝離牢度參數(shù)都可以達(dá)到軟包裝袋基本要求和水煮剝離牢度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn), 但就12um膜復(fù)合剝離牢度與15um復(fù)合牢度的差距還有待于繼續(xù)跟蹤、試驗(yàn),找出復(fù)合牢度下降原因并加以改進(jìn), 使12um尼龍膜在使用中的各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)后與15um檢測(cè)效果基本一致。
表2 干式復(fù)合效果檢測(cè)
備注:
1.NY12復(fù)合后剝離強(qiáng)度明顯低于NY15;2. 水煮測(cè)試, 外觀都OK;3. 透氧測(cè)試NY12比NY15高, 略微超出標(biāo)準(zhǔn);
表3是復(fù)合膜耐穿刺和膜挺度的試驗(yàn)，從表3耐穿刺和復(fù)合后膜的挺度檢測(cè)上看，基本與15um膜沒多大區(qū)別。無論從正面、反面穿刺都與15um膜指標(biāo)基本接近。當(dāng)然,12um材料較薄其挺度沒15um好是肯定的。
表3 耐穿刺、挺度測(cè)試
從以上三個(gè)表格的多項(xiàng)試驗(yàn)對(duì)比檢測(cè)參數(shù)中可以看出, 在尼龍膜減薄使用后，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)與15um指標(biāo)基本接近, 符合塑料軟包袋各項(xiàng)檢測(cè)要求。可以說，尼龍薄膜在減薄后無論印刷、復(fù)合、制袋或水煮、耐穿刺等各方面效果的參數(shù)都與15um膜使用后的效果基本一致, 尼龍12um薄膜替代15um膜在印刷、復(fù)合、制袋及后加工使用上是可行的。
三、超薄化BOPA薄膜在使用中的注意事項(xiàng)
1、張力調(diào)整
由于超薄BOPA薄膜的厚度較薄,因此在印刷和復(fù)合過程當(dāng)中，適當(dāng)調(diào)整尼龍膜的張力，使之平衡，符合生產(chǎn)需求，以防材料減薄以后張力過大產(chǎn)生變形起皺，特別是與鋁箔復(fù)合時(shí)，更要注意張力的調(diào)節(jié)。因?yàn)殇X箔為不可拉伸材料，若12um尼龍張力太大，拉伸后回彈會(huì)產(chǎn)生皺紋變形。此外，有的將BOPA//BOPA，這種結(jié)構(gòu)兩種材料的基本特性一致，在調(diào)節(jié)張力和復(fù)合上膠量的難度更大一些，要多次取得經(jīng)驗(yàn)后，才能得到較好的效果，就像PET//PET一樣。
2、油墨選擇
由于超薄BOPA薄膜的吸潮性大, 因此盡量減少使用含有水和醇類的溶劑及油墨，但在環(huán)保大潮的推動(dòng)下,若非用不可的話，也要盡量烘干，排除殘余溶劑。目前國(guó)內(nèi)正在發(fā)展和推廣使用水性膠粘劑、無溶劑復(fù)合和水性油墨，盡量控制和保證尼龍膜在一定的含水量范圍內(nèi)(含水量越少越好)。其次是在使用含有水(醇)類油墨時(shí)，油墨的色濃度和鮮艷度十分重要，一般要求上墨量小并且墨層偏薄，遮蓋力好，無溶劑殘留。在復(fù)合中使用水膠過程時(shí)，應(yīng)采用高濃度的調(diào)配方法，這樣不但保證上膠量和復(fù)合牢度，同時(shí)也減少殘留溶劑量。使用時(shí)最好放在45~50℃熟化室內(nèi)烘干1~2h, 在潮濕天氣或溫度偏低情況下生產(chǎn)時(shí),應(yīng)打開設(shè)備的預(yù)熱系統(tǒng),以排除BOPA薄膜表面小水珠的附著。
3、對(duì)印版和復(fù)合涂膠輥的要求
超薄BOPA薄膜在印刷時(shí), 要求所用印刷制版上的網(wǎng)穴要適當(dāng)偏淺些, 以防印刷時(shí)墨層太厚, 烘干干燥不徹底而容易產(chǎn)生溶劑殘留。在復(fù)合過程中, 以采用高濃度(35%~40%)、高固含量膠粘劑為好, 復(fù)合涂膠網(wǎng)線輥可控制在140線~160線/英寸之間, 同時(shí)選用膠滲透力較強(qiáng)的粘合劑，適當(dāng)提高上膠量。如果采用水性膠粘劑,可用200線/英寸涂膠網(wǎng)輥, 這樣在盡量減少殘留溶劑產(chǎn)生的同時(shí)，又可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
4 、對(duì)中間層膜的要求
若用于夾在中間層的尼龍膜一定要使用雙面電暈處理的薄膜,以保證復(fù)合后復(fù)合牢度符合要求。
雙面電暈?zāi)猃埬て鋬擅骐姇灢钪祽?yīng)達(dá)4達(dá)因以上, 以免產(chǎn)生印刷墨膜粘拉脫落。其次使用PE膜做巴氏水煮袋熱封層時(shí), 應(yīng)選擇含添加劑盡量少或不加添加劑的PE薄膜, 或選用MPE薄膜，以防在水煮溫度升高時(shí)添加劑上浮使復(fù)合膠粘劑產(chǎn)生降解而脫層。在使用前檢查好其表面潤(rùn)濕張力是否達(dá)標(biāo), 否則不能使用。若使用半高溫以上蒸煮袋，請(qǐng)先做好各項(xiàng)檢測(cè)試驗(yàn)，取得經(jīng)驗(yàn)后再投入規(guī)模生產(chǎn)。
四、結(jié)語
隨著環(huán)保呼聲的日益高漲，“包裝材料減量化” 是實(shí)現(xiàn)綠色包裝的重要途徑之一，如何在滿足包裝功能的前提下，盡量減少塑料垃圾的生產(chǎn)，已經(jīng)成為塑料軟包裝行業(yè)面臨的重要課題。因此,包裝薄膜向輕量化、減薄化、超薄化方向發(fā)展是必然的趨勢(shì)。制膜和印刷企業(yè)可建立材料使用戰(zhàn)略同盟，充分利用材料改性技術(shù)獲得全新的包裝材料，從根本上提高塑料的阻隔性能，改善其力學(xué)性能，生產(chǎn)出更多功能性好的塑料薄膜,實(shí)現(xiàn)軟包裝材料“超薄化”、“輕質(zhì)化”、“高性能化”和“多功能化”的綠色環(huán)保性能。
