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浅谈BOPA薄膜产品的应用及未来发展方向

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公司新闻
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2015/05/19 13:55
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【摘要】:
一、尼龙薄膜简介   尼龙是聚酰胺的俗称,是分子链上具有酰胺基(-CONH-)重复结构单元的聚合物,在中国用作纤维时称为锦纶。尼龙(Nylon)由于不易滑落(因为弹性好),所以叫norun,后来逐步衍变为niron和Nylon。聚酰胺的英文名称为polyamide,简称PA,经过双向拉伸的尼龙薄膜叫做Biaxiallyorientedpolyamide(nylon)film,简称BOPA。用于生产
一、尼龙薄膜简介:
 
  尼龙是聚酰胺的俗称,是分子链上具有酰胺基(-CONH-)重复结构单元的聚合物,在中国用作纤维时称为锦纶。尼龙(Nylon)由于不易滑落(因为弹性好),所以叫norun,后来逐步衍变为niron和Nylon。聚酰胺的英文名称为polyamide,简称PA,经过双向拉伸的尼龙薄膜叫做Biaxially oriented polyamide (nylon)film,简称BOPA。用于生产薄膜的尼龙一般为PA6和PA66,由于PA66结晶速度太快,难以加工,一般使用PA6。
 
1、尼龙6的特性:
 
  1)由于尼龙6分子中含有极性的酰胺基团,可以形成氢键,分子间的作用力大,分子链排列规整,因而其制品机械性能优良,抗冲击性能好,坚硬而有韧性。
 
  2)由于酰胺基团的亲水作用,尼龙6产品容易吸水,吸水后制品的强度和模量下降,尺寸稳定性发生变化,但另一方面又使其制品稳定化,且获得韧性。
 
2、BOPA薄膜:
 
  1)双向拉伸尼龙薄膜简称BOPA薄膜,它的主要原材料是聚已内酰胺,简称尼龙6或PA6,把这种原料在专用设备上经过熔融挤出流延,再进行纵向、横向(或同时)拉伸制成薄膜,即双向拉伸尼龙薄膜。
 
  2)产品特性
 
杰出的抗拉伸强度和抗穿刺强度
 
优异的对气体和气味的高阻隔性
 
防油脂碳氧化物的防化学性
 
较宽的适用温度范围(-60℃∽150℃)
 
良好的透明性和光泽性
 
良好的印刷性
 
3)尼龙膜生产工艺:
 
  尼龙薄膜生产有管膜法和平膜法,管膜法就是常说的吹膜法,平膜法又分两步法和同步法,由于吹膜法产品的厚度均匀性不好、强度低等缺陷,现在已经淘汰,现在普遍使用了平膜法。由于同步法技术含量较高,现在多数厂家采用两步法工艺。同步法的工艺过程为:原料干燥→熔融挤出→冷却铸片→铸片测厚→同时双向拉伸→热定型→薄膜测厚→牵引、切边→收卷→分切→包装入库。两步法双向拉伸工艺是先进行纵向拉伸再进行横向拉伸,其他工序与同步法双向拉伸工艺基本相同。两步法双向拉伸技术有一个最大的缺点:弓形效应大。这种效应会导致生产的相当大一部分BOPA薄膜产品无法满足最终用户的非常严格的使用要求,如高质量的印刷包装等。而同步法双向拉伸工艺可以有效地改善弓形效应问题,生产的BOPA薄膜具有品质均衡性好的特点,适用于高速多色印刷。
 
项目
 
异步法
 
同步法
 
拉伸方法
 
纵向、横向拉伸分步进行
 
纵、横向拉伸同步进行
 
工艺
 
简单(易控制)
 
复杂(难控制)
 
拉伸温度
 
 
 
薄膜质量
 
 
很好
 
品质均衡性
 
一般
 
优(尺寸稳定性好)
 
拉伸产生的弓形度
 
 
 
印刷性
 
好(印刷级)
 
更适合高速、多色印刷
 
二、BOPA薄膜的应用:
 
  BOPA薄膜主要用于食品包装。对冷冻食品包装,主要利用BOPA薄膜强度高、耐穿刺性好、耐寒性优的特性。
 
  对汤面液体调料包装,主要利用其强度高、耐穿刺性好、特别耐油性好,主要是使用PA6材料,而要求温度较高时则使用尼龙66材料。
 
  对耐蒸煮食品包装,主要利用其耐油、耐热、气体阻隔性好,具有耐穿刺性等特点。
 
  此外,BOPA薄膜还广泛应用于医疗、化妆品和机械、电子等一般工业包装领域。
 
应用范围
 
实例
 
复合结构举例
 
蒸煮食品包装
 
汉堡、米饭、液体汤料、豆浆、烧鸡等
 
BOPA/EVA、BOPA/CPP
 
冷冻食品包装
 
海鲜、火腿、香肠、肉丸、蔬菜等
 
BOPA/PE
 
普通食品包装
 
精米、鱼干、牛肉干、辣椒油、榨菜等
 
BOPA/PE
 
化工产品、医药用品包装
 
化妆品、洗涤剂、香波、吸气剂、注射管、尿袋等
 
PET/AL/BOPA/PEBOPA/AL/PE
 
机械、电子产品等
 
包装
 
电器元件、集成电路板等
 
金属化膜、涂布K-BOPA、金银线、耐热分离膜等
 
三、BOPA薄膜使用注意事项:
 
  1. 由于BOPA材料属于易吸湿性材料且吸湿后阻隔性会大大下降,因此在高湿气候下,若不重视湿度的影响,必将产生严重的质量事故。
 
  2. BOPA在印刷、复合生产过程中,由于薄膜的吸湿性,使表面形成一层细微水珠网膜,阻隔了油墨和胶黏剂的附着以及会产生小气泡或白点等质量问题。吸湿使BOPA材料变形,使印品起皱、套印不准、制袋错位、翘边、卷曲、复合膜起泡、容易起斑点、晶点和白点。异味增多、膜面粘连、打码困难等等。严重时引发复合剥离强度下降或产生油墨或胶粘剂转移、降解而脱层、打码速度下降或打码打不上高温蒸煮过程中破袋现象增多、复合膜手感发硬、发脆现象增多等。严重阻碍生产的进程和产品的质量,给厂家造成困难和损失。
 
  3. 使用过程中的几点注意事项
 
1)严格控制生产环境的温湿度。
 
  由于尼龙膜的吸潮性以及吸潮后所引起的一系列不良质量后果,因此对尼龙膜的使用环境和存放环境十分重要。一般应存放在23℃±3℃左右,相对湿度在50% ±5% 范围内比较理想,尼龙膜不能直接放置于地板、露天,以免受潮吸湿。而生产环境的相对湿度一般不超过60%。
 
2)尽量少用或不用醇类溶剂。
 
  印刷尼龙薄膜有其专用的聚氨酯树脂类油墨,在使用聚氨酯树脂类油墨时注意少加或不加醇类稀释溶剂。因为聚氨酯树脂本身是由-OH封端的,-OH能与聚氨酯胶粘剂的固化剂中的异氰酸酯基-NCO发生反应,使固化剂参与胶粘剂主剂反应的量减少,影响粘合强度。如若一定要加入醇类稀释溶剂,也应尽量控制在8%以内,并在印刷过程中将溶剂残留量降至最小限度(一般总量>3mg/m2),在印刷有白墨打底的印件时,最好在白墨中加入少量的固化剂以提高复合牢度。(根据油墨厂家按要求加入量使用)。印后应尽快进行复合生产,剩余材料可用含有铝箔的包装膜包装好,以防空气中水蒸气侵入受潮,剩膜应放置于干燥通风处,再用时最好提前2~3小时放置于熟化室以烘干尼龙膜表面水蒸气,使材料免于受潮而影响产品质量。如果生产水煮蒸煮袋,油墨一定加入固化剂以保证油墨附着率。
 
3)溶剂的质量:
 
  必须对所使用的溶剂的含水、醇量进行控制。各种溶剂的质量非常重要,如醋酸乙酯的含水量、含醇量多少完全可以影响到干式复合产品的质量。在国家标准GB3728--1991中有规定。优等品醋酸乙酯含量应达99.0%,水分含量0.1%、一等品醋酸乙酯含量应达98.5%水分含量为0.20%以内。在干式复合中水分含量不超过0.20%才能符合要求,并且不能含醇、胺、活性氢类,否则将消耗固化剂,出现复合剥离牢度差、不干、复合脱层或起皱等现象。
 
4)做好熟化工作:
 
  对于印刷复合好的半成品的熟化工作非常重要,熟化目的是让胶粘剂进一步交联,若完全交联,分子排列整齐就可以提高复合牢度。另一方面可以将半成品复合膜中的残留溶剂排出以减少残留溶剂量,从而减少剥离强度不良,开口性差, 有异味等等。如若固化时间过短,可能导致胶粘剂固化不完全,而影响剥离强度和残留异味,而固化时间过长,则可能导致薄膜开口性不良。从试验的结果看,两层或蒸煮的薄膜需要低温长时间固化,而镀铝膜复合则需要提高固化温度,减少固化时间来降低脱铝的机率,而高温蒸煮袋一般需要50~55℃、72h的固化才能满足固化要求。
 
四、BOPA行业现状:
 
1、2013年全球BOPA薄膜产能分析:
 
目前全球BOPA薄膜产能约为26.8万吨,其中亚洲约占22万吨(主要集中在中国、日本、韩国、泰国、印尼等国家或地区)、欧洲约占3.0万吨、北美约占1.2万吨、其他地区约为0.6万吨。其中分步拉伸尼龙薄膜约占全球总产能的75%,作为高端印刷产品的同步拉伸尼龙薄膜目前主要由日本尤尼吉可或合资工厂及沧州东鸿的3条同步生产线供应全球客户。据统计预测,近些年全球的尼龙膜需求增长量主要集中在中国市场,每年约有10%以上的递增,但随着需求基数的增大,未来增长将逐渐趋缓。
 
2、2013年BOPA薄膜市场现状:
 
市场总体来说,处在不温不火的格格,而供大于求、产能严重过剩一处困扰着BOPA的企业。新增三条分步拉伸宽线和一条沧州东鸿同步线,供应远大于需求,导致竞争环境恶化,各厂家长期在盈亏平衡点附近困苦维持经营。据悉目前国内又有5条双向拉伸BOPA生产宽线签约,预计14年部分生产线会形成产能,因此,未来几年的尼龙膜行业前景不容乐观。
 
 
 
2013年供需情况示意图:
 
 
 
3、2013年除产能外影响BOPA市场变化的主要不利因素:
 
1)受经济环境及国家食品安全影响,市场需求增长较2012年有所较大幅度降低,因此2013年BOPA市场“旺季不旺”;
 
2)春季禽流感的爆发导致禽类加工消费减少,影响了BOPA薄膜的使用量;
 
3)BOPA价格受原料价格变化影响较大;
 
4)由于今年BOPET薄膜价格低廉,使得食品、彩印企业从成本考虑改变部分包装袋的产品结构,用BOPET薄膜代替了BOPA薄膜使用;
 
5)由于BOPA薄膜生产工艺的复杂性,致使各厂家产品质量层次不齐,未能达到同质化,最终导致市场价格混乱;
 
6)高阻隔产品被部分共挤膜替代。
 
4、影响BOPA市场变化的主要有利因素:
 
1)工业、日化、高阻隔类产品包装对BOPA薄膜的需求起到新的促进作用;
 
2)BOPA薄膜出口量的不断增大,对缓解国内供需矛盾起到一定作用;
 
3)虽然BOPA一直处于供大于求的状态,但国内不断增长的市场需求,仍促进了行业的发展;
 
4) BOPA原材料市场竞争环境的改变,降低了原料采购价格,对BOPA行业需求量的增长起到了间接促进作用。
 
5、2014-2015年国内BOPA产能和需求走势预测。
 
6、BOPA未来发展趋势。
 
  目前来看,BOPA的未来发展方向主要有:1、控制成本;2、质量方面有更好的提升,比如,提高强度、降低雾度、提高阻隔性、厚度公差的缩小、提高浅网印刷性能等;3、走差异化发展路线:差异化产品的研发和市场推广如高阻隔产品、直线易撕裂产品、耐蒸煮产品、可降解产品等;4、产品新用途的不断挖掘;5、合理的产能扩张。
 
BOPA薄膜车间一班
朱永鑫