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可熱封BOPET薄膜的製造工藝
  瀏覽次數：3043  發布時間：2016年03月03日 12:04:33
[導讀] 雙向拉伸PET (BOPET)薄膜不具有熱封性能。為了用於熱封的場合，它通常需要與其他樹脂進行繁瑣而廢錢的複合工序，從而極大地限製了其應用領域。然而，使用共聚PET樹脂及通過三層共擠可使該難題迎刃而解。


      雙向拉伸PET (BOPET)薄膜不具有熱封性能。為了用於熱封的場合，它通常需要與其他樹脂進行繁瑣而廢錢的複合工序，從而極大地限製了其應用領域。然而，使用共聚PET樹脂及通過三層共擠可使該難題迎刃而解。

　　BOPET薄膜具有優良的綜合性能，如透明度好、霧度低、光澤度高、強度大、挺刮、耐折、阻隔性優良等，廣泛用於印刷、鍍鋁、複合包裝、護卡、金屬化、絕緣材料、感光材料、磁帶帶基等領域。但是由於普通PET樹脂是結晶型高聚物，經過熱拉伸後具有較大的結晶傾向，如對其進行熱封，將會產生嚴重的收縮變形。因此，用普通PET生產的BOPET薄膜（以下簡稱為普通BOPET薄膜）不具備熱封性能。為解決此問題，通常采用將普通BOPET薄膜與PE薄膜或CPP薄膜進行複合的辦法，但是這樣做既費工費料，又增加了原料成本，從而在很大程度上限製了BOPET薄膜的應用。下麵的幾個典型應用實例就很好地說明了普通BOPET薄膜的這種局限性。

 

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　　● 雖然普通BOPET薄膜完全具備香煙包裝用塑料薄膜所要求的高透明、高光亮、高強度、阻隔性、挺刮等性能，甚至遠遠超過BOPP膜 ，但是它卻缺少香煙快速熱封包裝所需要的熱封性能。因而普通BOPET薄膜無法拓展煙膜之應用領域，隻能放棄煙膜這個利潤豐厚的市場。

　　● 在食品包裝行業中，由於普通BOPET薄膜不具備熱封性能，加工商不得不采用將BOPET與CPP或PE膜複合的方法來解決包裝封口的問題。例如，采用BOPET/膠粘劑/CPP或BOPET/膠粘劑/PE或BOPET/AL/膠粘劑/CPP等複合方式。

　　● 對於在護卡方麵的應用，普通BOPET薄膜也是由於無熱封性而必須先將熱熔膠（如EVA）通過擠出機熔融擠出、塗布複合於BOPET薄膜表麵，再通過加熱加壓來完成熱封。 為了省掉這種繁瑣而廢錢的複合工序，從而進一步拓展BOPET薄膜的應用領域，科研人員開發出了對普通PET樹脂進行共聚改性的方法，使之具有可熱封性。 眾所周知，普通PET樹脂是由對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)在催化劑的作用下經加熱縮聚而成的一種結晶性高聚物。為了破壞或削弱其結晶性能，可采用第三甚至第四組份與之進行共聚，使之生成無定型的PET共聚物，從而具有可熱封性能。所選用的第三組份可以是二元酸或二元醇而進行三元共聚，也可以同時選用這兩種單體而進行四元共聚。采用二元酸進行共聚改性所生成的PET稱為APET；采用二元醇進行共聚改性所生成的PET稱為PETG。

　　例如，美國Eastman公司采用了對苯二甲酸、乙二醇以及對環己烷二甲醇(CHDM)進行三元共聚反應，通過控製對環己烷二甲醇的加入量，可分別製得PETG或PCTG，它們均屬於無定形的PET共聚物。用這種無定形的PET共聚物製成的BOPET薄膜與普通BOPET薄膜相比，不但保持了原有的優點及解決了熱封性的問題，而且還具有低熔點、高收縮的特性，從而大大擴展了BOPET薄膜的應用範圍。該薄膜與BOPP、CPP薄膜的主要性能對比見表1。

　　可熱封BOPET薄膜與普通BOPET薄膜的加工方法基本相同，係采用熔融擠出（單層擠出或多層共擠）、流延鑄片、縱向拉伸、橫向拉伸、牽引收卷、分切等工序而製得。它可以被加工成單層膜，但更多的是被加工成三層膜，其結構為A/B/C結構。其中，A、C層為表層，B層為芯層。表層之一就是共聚PET熱封層，該層厚度可占整個薄膜厚度的10%~20%，這要根據熱封強度的要求而定。通常，可熱封BOPET薄膜的熱封強度範圍為5~8N/15mm。 無論是采用單層擠出拉伸還是三層共擠出拉伸的工藝來生產可熱封BOPET薄膜，其技術關鍵都是要掌握PET共聚樹脂區別於普通PET樹脂的特性，即具有無定形結構、玻璃化溫度較高及熔點和軟化點較低。在此僅以三層共擠生產A/B/C結構的BOPET膜為例，簡要介紹其製膜工藝。

　　1、配料混合。假設C層為可熱封層，為了使其具有可開口性，防止收卷時薄膜之間產生粘連，需在共聚樹脂中摻入一定比例的含矽切片，並且要混合均勻，目的是使製成的薄膜表麵具有合適的粗糙度，減低摩擦係數。

　　2、幹燥處理。因為PET樹脂分子中含有酯基，在高溫下即使隻有微量水分的存在，也容易產生水解，從而使PET分子量下降，品質變劣。同時，因水分的存在，在加工過程中會產生大量氣泡。因此在製膜加工前必須對PET樹脂進行幹燥處理。其幹燥溫度應控製在70℃左右，真空轉鼓的幹燥時間應不少於6h。

　　3、熔融擠出。A/B/C結構的三層共擠需要三台擠出機，其中的一台作為主擠出機，用來進行芯層（B層）物料的擠出，另兩台作為輔擠出機，分別用來進行兩個表層（A層和C層）物料的擠出。如果表層物料采用排氣式雙螺杆擠出機進行擠出，則可省去A、C兩個表層的幹燥裝置。其原因是這種排氣式雙螺杆擠出機帶有兩個排氣口，它們通過管道與真空泵相連，在高真空度下(≤0.08Mpa)，PET中的水分及加工過程中所產生的揮發性低分子物可從排氣口直接排出。這種通過排氣式擠出機加工表層樹脂的方法既可以節省設備投資，又可以降低運行成本。作為C層的共聚PET樹脂的擠出溫度應控製在230℃~270℃。計量泵、過濾器及熔體管的溫度應控製在270℃~280℃。

　　4、模頭鑄片。對於A/B/C結構的三層共擠可熱封BOPET薄膜的加工來說，最好選用具有三模腔的模頭。其原因是三層模腔的模頭設計可使鑄片的兩端不含有可熱封的共聚PET樹脂成分，以避免在橫向拉伸時因該樹脂的軟化點較低而與鏈夾發生粘連。同時，這樣做也便於邊料的回收再利用。至於模頭的溫度，則應控製在270℃左右，而冷卻轉鼓溫度應控製在30℃左右。

　　5、縱向拉伸。為了防止熱封層粘附拉伸鋼輥，縱向拉伸機的最後幾個預熱輥和慢速拉伸輥宜采用陶瓷輥或在輥表麵噴塗“Teflon”防粘層。縱向拉伸溫度為75℃~80℃，拉伸倍數為3~3.5倍。補充加熱用的紅外加熱器的溫度應控製低一點，並且要放在熱封層的另一側。

　　6、橫向拉伸。該工藝條件與普通BOPET的橫向拉伸基本相似。如果是用於單層可熱封BOPET的橫向拉伸，其拉伸溫度應控製在90℃~100℃，拉伸倍數為3~3.5倍。鏈夾須加強冷卻，以防止PET共聚樹脂粘夾。

　　7、牽引收卷。在此過程中的電暈處理應選在非熱封表麵。這是因為可熱封表麵無須電暈處理便具有很好的印刷性能和鍍鋁性能。