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關(guān)鍵詞：BOPP;印刷適性；探討

雙向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP)作為一種印刷基材，具有輕盈透明、防潮抗氧、氣密性好、有韌性耐折、表面光滑、耐熱酸堿、溶劑、摩擦、撕裂，而且能再現(xiàn)商品的造型、色彩等優(yōu)點。BOPP薄膜經(jīng)電暈處理后，有良好的印刷適性，套色印刷可得到精美的外觀效果，常用作復(fù)合薄膜的面層材料。

可是，BOPP薄膜也有不足，如在高速運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線上，BOPP薄膜容易產(chǎn)生靜電并且熱封性差。BOPP薄膜的引發(fā)撕裂強度在拉伸后提高較大，而繼發(fā)撕裂強度卻很低，一般要求BOPP薄膜兩端面不能留有任何切口，否則BOPP薄膜在印刷、復(fù)合時容易撕斷。

隨著國內(nèi)外軟包裝行業(yè)的高速發(fā)展，BOPP薄膜的功用和用量也呈快速上升趨勢。塑料薄膜印刷制品的要求是:高透明度、高光澤度、高拉伸強度、低霧度、低靜電性能、優(yōu)良開口性。

1影響BOPP薄膜印刷的主要因素

1.1薄膜的厚度

BOPP薄膜厚度不均勻，在印刷過程中，會出現(xiàn)涂墨不勻、套印過渡色效果差;在放卷收卷過程中摩擦系數(shù)不均勻，來回擺動;經(jīng)常出現(xiàn)粘連、點狀撕裂等現(xiàn)象。最終造成印刷成品率低。

1.2薄膜的光學(xué)性能（霧度、透明度、光澤度）

反映BOPP薄膜光學(xué)性能有三個主要指標(biāo)，即霧度、透明度和光澤度。霧度值越低，透明度越高， 從而顯得外包裝的商標(biāo)圖案等更加清晰、艷麗；光澤度越高，包裝則顯得更加美觀、亮麗，視覺效果較好。低霧度、高透明度、高光澤度的薄膜會使包裝外觀更為高檔，從而提高消費者的購買欲望。但是薄膜光學(xué)性能會隨著庫存時間的延長而下降，這主要與薄膜內(nèi)部各種添加劑的遷移有關(guān)，所以建議BOPP薄膜不要長時間庫存，為了得到最佳的使用效果，庫存期最好控制在3~ 4個月內(nèi)。

1.3表面潤濕張力

當(dāng)BOPP薄膜作為復(fù)合薄膜基材或用于印刷時，必須進行電暈處理，以提高油墨的粘附力和復(fù)合強度。通常情況下，能夠滿足印刷和復(fù)合要求的薄膜，其表面潤濕張力必須達到38 dyn/cm以上，但經(jīng)過電暈處理后，薄膜的表面潤濕張力會隨著時間的推移有所下降。表面潤濕張力的下降幅度主要與原料內(nèi)部的低分子添加劑的含量有關(guān)。一般低分子添加物越多，則表面潤濕張力的下降幅度越大。通常零時效處理達4 2x 10^-4N /cm即可。如果處理程度過大，則薄膜表面氧化過度，薄膜變得發(fā)脆，薄膜的機械強度下降;處理程度太小，將影響印刷牢度和復(fù)合強度。處理方法大多是通過氧化，使之增加極性，使表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。具體的處理方法有放電(俗稱電暈）法。處理后的薄膜應(yīng)盡快使用，否則會影響印刷效果。

1.4摩擦系數(shù)

BOPP薄膜的摩擦性能可以通過材料的動靜摩擦系數(shù)來表征。凹版印刷過程中的摩擦力主要包括設(shè)備自身的摩擦和設(shè)備與承印材料及油墨之間的摩擦，其中印刷過程中設(shè)備與承印材料（薄膜）之間摩擦力占主要因素。薄膜材料摩擦系數(shù)的大小對于印刷質(zhì)量和印刷速度起著十分重要的作用。

印刷用的薄膜卷材，一般要求有較小的內(nèi)層摩擦系數(shù)和合適的外層摩擦系數(shù)。外層摩擦系數(shù)太大，會引起印刷過程中阻力過大，引起材料拉伸變形影響印刷效果，若太小可能又會引起拖動機構(gòu)打滑，造成糾偏系統(tǒng)不準(zhǔn)，印刷牢度降低，還會影響包裝速度。因此，薄膜表面應(yīng)具有合適的爽滑性，以確保其能夠順利進行高速印刷。BOPP薄膜不同用途摩擦系數(shù)對照表，見表1。

表1 BOPP薄膜不同用途摩擦系數(shù)對比

1.5低靜電性

印刷過程中不同物質(zhì)之間頻繁的撞擊、摩擦以及接觸，使參與印刷過程的幾乎所有物體都帶有靜電。首先是承印物表面帶電，如紙張、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、玻璃紙等，它們會吸附飄浮在空氣中大量灰塵、雜質(zhì)等，從而影響油墨的轉(zhuǎn)移，在印品上出現(xiàn)"花點"。同時，會造成油墨流動性差，上墨不均勻等情況，最終使印刷品出現(xiàn)"墨須"或"胡須"現(xiàn)象。而且，當(dāng)靜電積累到一定程度，很容易導(dǎo)致空氣放電，造成電擊或起火。在很高的電壓下，帶電的油墨可能引起油墨、溶劑著火，或通過油墨電擊操作人員，直接威脅操作人員的人身安全。

2 BOPP薄膜生產(chǎn)控制要素

生產(chǎn)BOPP薄膜技術(shù)含量高，是一項很復(fù)雜的工作，薄膜的各項性能指標(biāo)相互影響、相互制約。以逐次雙向拉伸工藝為例，其工藝流程如下：

PP+助劑→共擠模頭→急冷→預(yù)熱→縱向拉伸→定型→預(yù)熱→橫向拉伸→定型→冷卻→收卷→時效處理

總體上，逐次拉伸法是將擠出的PP片材先經(jīng)過縱向拉伸、后橫向拉伸來完成二次取向過程。生產(chǎn)過程中主要控制的工藝參數(shù)有樹脂擠出溫度、生產(chǎn)線速度、拉伸溫度、拉伸比等。根據(jù)下游用戶的需求和BOPP薄膜特性的分析，在生產(chǎn)過程中要做好以下幾方面的控制。

2.1厚度控制

BOPP薄膜厚度是薄膜產(chǎn)品最基礎(chǔ)、最重要的控制指標(biāo)，BO PP薄膜厚度不均勻可分為三種情況： 0縱向拉伸中短期厚度不均勻；②縱向拉伸中長期厚度不均勻；③橫向拉伸厚度不均勻?？v向拉伸中短期厚度不均勻主要是機械原因造成的，如擠出機的工況、拉輥壓輥圓周速度的變化等?？v向拉伸中長期厚度不均勻主要原因是熔體過濾器的污染、原料性質(zhì)、環(huán)境條件的變化等。橫向拉伸厚度不均勻主要原因是熔融樹脂是否均勻、模頭溫度分布是否均勻、模唇開度調(diào)整是否到位等，它主要是由薄膜厚度在線測控系統(tǒng)自我調(diào)整完成的。因此，在生產(chǎn)過程中，將在線測控與現(xiàn)場操作科學(xué)運用、有機結(jié)合，最大限度提高BOPP薄膜厚度的控制精度，即最大厚度偏差控制在2δ水平（士 1.4%)以內(nèi)。

2.2光學(xué)性能的改善

PP的結(jié)晶度和晶體尺寸對BOPP薄膜的力學(xué)性能和光學(xué)性能有重要的影響。結(jié)晶度高則強度高，韌性差，光學(xué)性能降低;晶體尺寸小而均勻，有利于提高薄膜的力學(xué)強度；耐磨性、耐熱性，提高薄膜的透明度、光澤度，降低霧度。關(guān)于薄膜霧度有專家認(rèn)為：不同分子量分布的聚丙烯薄膜由龜裂力產(chǎn)生的霧度和表面粗糙度，窄的分子量分布降低了表面透光率和表面粗糙度，因而降低了霧度。影響霧度有兩方面原因：一是與結(jié)晶作用有聯(lián)系，粗糙度與-隆起的"折疊片晶相一致;另一方面與熔體彈性所引起的熔體流動不穩(wěn)定有關(guān)。因此，通過改變結(jié)晶效果，提高薄膜光學(xué)性能的主要措施有:提高擠出溫度、降低冷卻輥的溫度、減少添加劑含量。

提高擠出溫度對晶體尺寸的減小和均化又起負面作用;冷輥溫度最好控制在30 V以內(nèi)，在考慮冷卻輥溫度的同時，應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾涌諝獾耐L(fēng)量，也有利于薄膜透明度的提高;添加劑的增減還要考慮成膜性、摩擦系數(shù)、產(chǎn)品的收卷和分切質(zhì)量。此外，冷

卻輥的溫度對薄膜的強度和薄膜的厚度控制也有直接的關(guān)系。

BOPP薄膜生產(chǎn)過程中的取向主要發(fā)生在縱向拉伸和橫向拉伸過程中，在經(jīng)過縱向拉伸后，高分子鏈單軸縱向取向，大大提高了片材的縱向機械性能， 而橫向性能惡化;進一步橫拉之后，高分子鏈呈雙軸取向狀態(tài)。^BOPP薄膜拉伸取向降低了材料的雙折射，從而大大提高了薄膜的透明度、降低了霧度。但是，取向程度也不能無限增大，一定要考慮薄膜的成膜性和機械力學(xué)性能。

2. 3摩擦系數(shù)控制

BOPP薄膜表面的摩擦系數(shù)是包裝設(shè)備運行速度、包裝物易開啟性、印刷適性的主要影響因素之一。在BOPP薄膜生產(chǎn)中要根據(jù)不同的產(chǎn)品用途選用合適的添加劑（包括抗靜電劑、爽滑劑、抗粘連劑和其他特殊用途助劑），針對不同檔次的多種用途選用不同的樹脂原料。最終使常溫（23℃)下的BOPP薄膜表面動摩擦系數(shù)控制在0.2~0.4之間。

爽滑劑通過改善物料流動性降低材料表面的摩擦系數(shù);抗粘連劑作用是使薄膜表層形成許多凸起， 減少薄膜層與層之間的實際接觸面積，降低粘結(jié)力， 提高相互滑動性，從而降低摩擦系數(shù)。爽滑劑的量應(yīng)控制適當(dāng)，過量會造成薄膜粘結(jié)?？拐尺B劑的種類對薄膜摩擦系數(shù)有較大影響，無機類以二氧化硅為主，單獨使用BOPP的動摩擦系數(shù)可達到0.6以上;有機類常用的有脂肪酸幽安，其表面柔軟薄膜動摩擦系數(shù)比無機類的品種低，一般在0.45。但值得注意的是各種添加劑對薄膜的光學(xué)性能影響比較大，因此一定要兼顧薄膜的光學(xué)性能和印刷適性。

不同類型的樹脂的摩擦系數(shù)從低至高排列如下:均聚物≤無規(guī)共聚物≤三元共聚物≤低溫?zé)岱饬?。對于同一類型的原料，摩擦系?shù)取決于該材料的分子量、分子量分布、無規(guī)物的含量和結(jié)晶度等物理化學(xué)指標(biāo)。因為小分子的自潤滑作用，分子量小、分子量分布寬的原料做出來的薄膜的摩擦系數(shù)可能會低一些，而無規(guī)物的含量會影響到薄膜的定向程度和結(jié)晶度，此兩者都不利于添加劑的遷移。對于不同類型的熱封料，使用時要小心，摩擦系數(shù)可能比較大，加工出來的薄膜可能會發(fā)生粘結(jié)。

另外，如果薄膜的厚度比較均勻，摩擦系數(shù)也相對較小，這是因為有效接觸表面積的減小所致;如果薄膜的結(jié)晶度較大，摩擦系數(shù)相對較大，這是因為晶體會減緩添加劑的遷移。調(diào)整工藝溫度和拉伸比， 實際上是通過改善薄膜的厚度或結(jié)晶度，間接來調(diào)整摩擦系數(shù)。有一點值得注意，由于BOPP薄膜生產(chǎn)過程中以及下游用戶印刷過程中的實際工作溫度一般都高于50℃，因此，在調(diào)整薄膜表面摩擦系數(shù)時，應(yīng)綜合考慮。下面對不同材料進行了動靜摩擦系數(shù)在不同溫度下的對比試驗，結(jié)果見表2。

表2不同材料在不同溫度下的摩擦系數(shù)

注：μ_s是靜摩擦系數(shù)，μ_k是動摩擦系數(shù)。

由表2中可以看出，BOPP、復(fù)合膜1^#、復(fù)合膜2^#以及PE黑白膜（這4種試樣都是高分子聚合物材料)，隨著溫度的上升，材料的動靜摩擦系數(shù)都有一定增長。這說明溫度變化對高分子材料的摩擦系數(shù)有一定的影響，溫度對摩擦系數(shù)的影響是高分子聚合物的一個特點，而溫度對金屬等材料的影響就非常小。

3結(jié)論

BOPP薄膜的印刷效果與薄膜本身的厚度、表面處理、透光度、霧度、光澤度、摩擦系數(shù)、抗靜電性等關(guān)系十分密切，需引起足夠的重視。在BOPP薄膜生產(chǎn)過程中應(yīng)將霧度控制在0.85以內(nèi)、透明度大于98% 、光澤度大于96% 、摩擦系數(shù)為0.2~ 0.4 表面潤濕張力大于3 8x10^-5N/cm、厚度控制在2.5 水平，同時具有優(yōu)良的抗靜電性和機械力學(xué)性能， BOPP薄膜印刷產(chǎn)品的商品展示效果就能得到充分的表現(xiàn)。