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    淺談BOPA薄膜產品的應用及未來發展方向

    分類:
    公司新聞
    作者:
    來源:
    2015/05/19 13:55
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    【摘要】:
    一、尼龍薄膜簡介?  尼龍是聚酰胺的俗稱,是分子鏈上具有酰胺基(-CONH-)重復結構單元的聚合物,在中國用作纖維時稱為錦綸。尼龍(Nylon)由于不易滑落(因為彈性好),所以叫norun,后來逐步衍變為niron和Nylon。聚酰胺的英文名稱為polyamide,簡稱PA,經過雙向拉伸的尼龍薄膜叫做Biaxiallyorientedpolyamide(nylon)film,簡稱BOPA。用于生產
    一、尼龍薄膜簡介:
     
      尼龍是聚酰胺的俗稱,是分子鏈上具有酰胺基(-CONH-)重復結構單元的聚合物,在中國用作纖維時稱為錦綸。尼龍(Nylon)由于不易滑落(因為彈性好),所以叫norun,后來逐步衍變為niron和Nylon。聚酰胺的英文名稱為polyamide,簡稱PA,經過雙向拉伸的尼龍薄膜叫做Biaxially oriented polyamide (nylon)film,簡稱BOPA。用于生產薄膜的尼龍一般為PA6和PA66,由于PA66結晶速度太快,難以加工,一般使用PA6。
     
    1、尼龍6的特性:
     
      1)由于尼龍6分子中含有極性的酰胺基團,可以形成氫鍵,分子間的作用力大,分子鏈排列規整,因而其制品機械性能優良,抗沖擊性能好,堅硬而有韌性。
     
      2)由于酰胺基團的親水作用,尼龍6產品容易吸水,吸水后制品的強度和模量下降,尺寸穩定性發生變化,但另一方面又使其制品穩定化,且獲得韌性。
     
    2、BOPA薄膜:
     
      1)雙向拉伸尼龍薄膜簡稱BOPA薄膜,它的主要原材料是聚已內酰胺,簡稱尼龍6或PA6,把這種原料在專用設備上經過熔融擠出流延,再進行縱向、橫向(或同時)拉伸制成薄膜,即雙向拉伸尼龍薄膜。
     
      2)產品特性
     
    杰出的抗拉伸強度和抗穿刺強度
     
    優異的對氣體和氣味的高阻隔性
     
    防油脂碳氧化物的防化學性
     
    較寬的適用溫度范圍(-60℃∽150℃)
     
    良好的透明性和光澤性
     
    良好的印刷性
     
    3)尼龍膜生產工藝:
     
      尼龍薄膜生產有管膜法和平膜法,管膜法就是常說的吹膜法,平膜法又分兩步法和同步法,由于吹膜法產品的厚度均勻性不好、強度低等缺陷,現在已經淘汰,現在普遍使用了平膜法。由于同步法技術含量較高,現在多數廠家采用兩步法工藝。同步法的工藝過程為:原料干燥→熔融擠出→冷卻鑄片→鑄片測厚→同時雙向拉伸→熱定型→薄膜測厚→牽引、切邊→收卷→分切→包裝入庫。兩步法雙向拉伸工藝是先進行縱向拉伸再進行橫向拉伸,其他工序與同步法雙向拉伸工藝基本相同。兩步法雙向拉伸技術有一個最大的缺點:弓形效應大。這種效應會導致生產的相當大一部分BOPA薄膜產品無法滿足最終用戶的非常嚴格的使用要求,如高質量的印刷包裝等。而同步法雙向拉伸工藝可以有效地改善弓形效應問題,生產的BOPA薄膜具有品質均衡性好的特點,適用于高速多色印刷。
     
    項目
     
    異步法
     
    同步法
     
    拉伸方法
     
    縱向、橫向拉伸分步進行
     
    縱、橫向拉伸同步進行
     
    工藝
     
    簡單(易控制)
     
    復雜(難控制)
     
    拉伸溫度
     
     
     
    薄膜質量
     
     
    很好
     
    品質均衡性
     
    一般
     
    優(尺寸穩定性好)
     
    拉伸產生的弓形度
     
     
     
    印刷性
     
    好(印刷級)
     
    更適合高速、多色印刷
     
    二、BOPA薄膜的應用:
     
      BOPA薄膜主要用于食品包裝。對冷凍食品包裝,主要利用BOPA薄膜強度高、耐穿刺性好、耐寒性優的特性。
     
      對湯面液體調料包裝,主要利用其強度高、耐穿刺性好、特別耐油性好,主要是使用PA6材料,而要求溫度較高時則使用尼龍66材料。
     
      對耐蒸煮食品包裝,主要利用其耐油、耐熱、氣體阻隔性好,具有耐穿刺性等特點。
     
      此外,BOPA薄膜還廣泛應用于醫療、化妝品和機械、電子等一般工業包裝領域。
     
    應用范圍
     
    實例
     
    復合結構舉例
     
    蒸煮食品包裝
     
    漢堡、米飯、液體湯料、豆漿、燒雞等
     
    BOPA/EVA、BOPA/CPP
     
    冷凍食品包裝
     
    海鮮、火腿、香腸、肉丸、蔬菜等
     
    BOPA/PE
     
    普通食品包裝
     
    精米、魚干、牛肉干、辣椒油、榨菜等
     
    BOPA/PE
     
    化工產品、醫藥用品包裝
     
    化妝品、洗滌劑、香波、吸氣劑、注射管、尿袋等
     
    PET/AL/BOPA/PEBOPA/AL/PE
     
    機械、電子產品等
     
    包裝
     
    電器元件、集成電路板等
     
    金屬化膜、涂布K-BOPA、金銀線、耐熱分離膜等
     
    三、BOPA薄膜使用注意事項:
     
      1. 由于BOPA材料屬于易吸濕性材料且吸濕后阻隔性會大大下降,因此在高濕氣候下,若不重視濕度的影響,必將產生嚴重的質量事故。
     
      2. BOPA在印刷、復合生產過程中,由于薄膜的吸濕性,使表面形成一層細微水珠網膜,阻隔了油墨和膠黏劑的附著以及會產生小氣泡或白點等質量問題。吸濕使BOPA材料變形,使印品起皺、套印不準、制袋錯位、翹邊、卷曲、復合膜起泡、容易起斑點、晶點和白點。異味增多、膜面粘連、打碼困難等等。嚴重時引發復合剝離強度下降或產生油墨或膠粘劑轉移、降解而脫層、打碼速度下降或打碼打不上高溫蒸煮過程中破袋現象增多、復合膜手感發硬、發脆現象增多等。嚴重阻礙生產的進程和產品的質量,給廠家造成困難和損失。
     
      3. 使用過程中的幾點注意事項
     
    1)嚴格控制生產環境的溫濕度。
     
      由于尼龍膜的吸潮性以及吸潮后所引起的一系列不良質量后果,因此對尼龍膜的使用環境和存放環境十分重要。一般應存放在23℃±3℃左右,相對濕度在50% ±5% 范圍內比較理想,尼龍膜不能直接放置于地板、露天,以免受潮吸濕。而生產環境的相對濕度一般不超過60%。
     
    2)盡量少用或不用醇類溶劑。
     
      印刷尼龍薄膜有其專用的聚氨酯樹脂類油墨,在使用聚氨酯樹脂類油墨時注意少加或不加醇類稀釋溶劑。因為聚氨酯樹脂本身是由-OH封端的,-OH能與聚氨酯膠粘劑的固化劑中的異氰酸酯基-NCO發生反應,使固化劑參與膠粘劑主劑反應的量減少,影響粘合強度。如若一定要加入醇類稀釋溶劑,也應盡量控制在8%以內,并在印刷過程中將溶劑殘留量降至最小限度(一般總量>3mg/m2),在印刷有白墨打底的印件時,最好在白墨中加入少量的固化劑以提高復合牢度。(根據油墨廠家按要求加入量使用)。印后應盡快進行復合生產,剩余材料可用含有鋁箔的包裝膜包裝好,以防空氣中水蒸氣侵入受潮,剩膜應放置于干燥通風處,再用時最好提前2~3小時放置于熟化室以烘干尼龍膜表面水蒸氣,使材料免于受潮而影響產品質量。如果生產水煮蒸煮袋,油墨一定加入固化劑以保證油墨附著率。
     
    3)溶劑的質量:
     
      必須對所使用的溶劑的含水、醇量進行控制。各種溶劑的質量非常重要,如醋酸乙酯的含水量、含醇量多少完全可以影響到干式復合產品的質量。在國家標準GB3728--1991中有規定。優等品醋酸乙酯含量應達99.0%,水分含量0.1%、一等品醋酸乙酯含量應達98.5%水分含量為0.20%以內。在干式復合中水分含量不超過0.20%才能符合要求,并且不能含醇、胺、活性氫類,否則將消耗固化劑,出現復合剝離牢度差、不干、復合脫層或起皺等現象。
     
    4)做好熟化工作:
     
      對于印刷復合好的半成品的熟化工作非常重要,熟化目的是讓膠粘劑進一步交聯,若完全交聯,分子排列整齊就可以提高復合牢度。另一方面可以將半成品復合膜中的殘留溶劑排出以減少殘留溶劑量,從而減少剝離強度不良,開口性差, 有異味等等。如若固化時間過短,可能導致膠粘劑固化不完全,而影響剝離強度和殘留異味,而固化時間過長,則可能導致薄膜開口性不良。從試驗的結果看,兩層或蒸煮的薄膜需要低溫長時間固化,而鍍鋁膜復合則需要提高固化溫度,減少固化時間來降低脫鋁的機率,而高溫蒸煮袋一般需要50~55℃、72h的固化才能滿足固化要求。
     
    四、BOPA行業現狀:
     
    1、2013年全球BOPA薄膜產能分析:
     
    目前全球BOPA薄膜產能約為26.8萬噸,其中亞洲約占22萬噸(主要集中在中國、日本、韓國、泰國、印尼等國家或地區)、歐洲約占3.0萬噸、北美約占1.2萬噸、其他地區約為0.6萬噸。其中分步拉伸尼龍薄膜約占全球總產能的75%,作為高端印刷產品的同步拉伸尼龍薄膜目前主要由日本尤尼吉可或合資工廠及滄州東鴻的3條同步生產線供應全球客戶。據統計預測,近些年全球的尼龍膜需求增長量主要集中在中國市場,每年約有10%以上的遞增,但隨著需求基數的增大,未來增長將逐漸趨緩。
     
    2、2013年BOPA薄膜市場現狀:
     
    市場總體來說,處在不溫不火的格格,而供大于求、產能嚴重過剩一處困擾著BOPA的企業。新增三條分步拉伸寬線和一條滄州東鴻同步線,供應遠大于需求,導致競爭環境惡化,各廠家長期在盈虧平衡點附近困苦維持經營。據悉目前國內又有5條雙向拉伸BOPA生產寬線簽約,預計14年部分生產線會形成產能,因此,未來幾年的尼龍膜行業前景不容樂觀。
     
     
     
    2013年供需情況示意圖:
     
     
     
    3、2013年除產能外影響BOPA市場變化的主要不利因素:
     
    1)受經濟環境及國家食品安全影響,市場需求增長較2012年有所較大幅度降低,因此2013年BOPA市場“旺季不旺”;
     
    2)春季禽流感的爆發導致禽類加工消費減少,影響了BOPA薄膜的使用量;
     
    3)BOPA價格受原料價格變化影響較大;
     
    4)由于今年BOPET薄膜價格低廉,使得食品、彩印企業從成本考慮改變部分包裝袋的產品結構,用BOPET薄膜代替了BOPA薄膜使用;
     
    5)由于BOPA薄膜生產工藝的復雜性,致使各廠家產品質量層次不齊,未能達到同質化,最終導致市場價格混亂;
     
    6)高阻隔產品被部分共擠膜替代。
     
    4、影響BOPA市場變化的主要有利因素:
     
    1)工業、日化、高阻隔類產品包裝對BOPA薄膜的需求起到新的促進作用;
     
    2)BOPA薄膜出口量的不斷增大,對緩解國內供需矛盾起到一定作用;
     
    3)雖然BOPA一直處于供大于求的狀態,但國內不斷增長的市場需求,仍促進了行業的發展;
     
    4) BOPA原材料市場競爭環境的改變,降低了原料采購價格,對BOPA行業需求量的增長起到了間接促進作用。
     
    5、2014-2015年國內BOPA產能和需求走勢預測。
     
    6、BOPA未來發展趨勢。
     
      目前來看,BOPA的未來發展方向主要有:1、控制成本;2、質量方面有更好的提升,比如,提高強度、降低霧度、提高阻隔性、厚度公差的縮小、提高淺網印刷性能等;3、走差異化發展路線:差異化產品的研發和市場推廣如高阻隔產品、直線易撕裂產品、耐蒸煮產品、可降解產品等;4、產品新用途的不斷挖掘;5、合理的產能擴張。
     
    BOPA薄膜車間一班
    朱永鑫
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