平膜法BOPP烟用收缩膜

　　平膜法BOPP烟用收缩膜的制造
　　BOPP烟用收缩膜的生产工艺种类分为泡管法和平膜法。其制造过程按生产线的构成可分作如下6个部分：原料系统、挤出系统、铸片系统、纵向拉伸系统、横向拉伸系统、卷取系统。在此仅讨论三菱重工制造的逐步二次拉伸平膜法生产线（1900年制造）生产的BOPP烟用收缩膜的生产工艺。
　　一、原料系统
　　原料系统包括配料、混料以及干燥等工艺过程。
　　生产BOPP烟用收缩膜所用的原材料主要有均聚聚丙烯（HPP）、增刚剂、共聚聚丙烯（COPP）、抗粘连剂（AB）、抗静电剂（AS）及滑爽剂。
　　原材料的配比是指各种添加剂、改性母料在主、辅料共混中百分比。干燥器的目的则是使原材料共混物（主要是芯层料中含有抗静电剂母料）充分干燥，以防原材料经挤出铸片后片材中含有气泡，从而影响片材进一步纵向拉伸和横向拉伸。设计原材料的配比及干燥工艺必须遵守如下规则：
　　（1）根据用户对产品的性能要求设计添加剂、增刚剂与主料的配比，其具体的实施可通过对样品进行检验各项指标是否达标来调整原材料配比。
　　（2）充分了解原材料性能。添加剂、增刚剂中有效成份含量的高低直接影响其使用效果。一般说来，有效含量高，其用量应成比例降低，反之亦然。这有助于降低生产成本和充分保证产品质量。抗粘剂中加入有效浓度一般为200～1500ppm；滑爽剂加入芯层有效浓度一般为1000～2000ppm，加入表层一般为1000～1500ppm；抗静电剂加入有效浓度一般为3000～4000ppm；增刚剂为75000～200000ppm。
　　（3）环境温度和湿度的变化直接影响抗静电剂等添加剂的使用效果。一般说来，环境温度越高，BOPP薄膜中爽滑剂和抗静电剂越容易往薄膜表面迁移，其使用效果也越好。因此，抗静电剂和爽滑剂的添加量可随季节的不同而变化，增减比例由相应的物理机械性能指标确定。
　　（4）干燥器温度和干燥时间的设置，主要与环境的温度和湿度以及原材料（主要是抗静电剂）的吸潮性有关。原料的吸潮性越强，环境的温度和湿度越大，则干燥的时间和温度亦应相应增大。
　　二、挤出系统
　　1、挤出机
　　挤出机的工艺温度与原材料的性能、生产速度大小密切相关。主挤出机筒体的设定工艺温度一般高于主料HPP熔点50～80℃。当加入的增刚剂有效浓度为200000ppm时，挤出温度可降低约15℃。如果原材料的等规度较高，则设定温度相对高一些。生产速度提高，挤出机的工艺温度也相对提高。挤出机温度设定得是否恰当，可从挤出机电流的大小（功率）作出粗略判断。一般而言，挤出机工艺温度较低，挤出机螺杆负载大，粒料与料筒之间磨擦大，挤出负载大，从而电流大。如果电流较低则挤出机内树脂压力异常增大。较严重的情况是导致树脂不能从模头挤出使挤出机电机过载而被击穿。温度过高，挤出机电流相应减少。它也可从模头流出的树脂的流速及温度作出定性判断。
　　2、模头过滤器
　　过滤器的功能是将原材料或外来的杂质过滤掉，应根据生产的具体情况选择过滤器所用的滤网目数及层数。现市售的增刚剂中含有不易熔融的高分子物，故滤网的目数应相应高些，一般选择五层滤网，且分布对称，中间滤网目数最高（一般为120～200目），其内外层的滤网目数依次减少。
　　3、模头温度
　　模头温度应比过滤器的温度低（一般为215～220℃），以使树指稳态流动。
　　三、铸片机系统
　　1、铸片机温度、
　　铸片机的作用是将模头流出的树脂冷却成片材，使BOPP片材的结晶度、晶体形态、晶体大小达到较理想状态，从而使片材更利于进一步拉伸，同时BOPP薄膜物理机械性能（如拉伸强度、弹性模量、透明等）与片材的结晶度以及片材中晶体的大小、晶体形态、结晶是否完全等因素有关，故铸片辊温度对BOPP产品质量有一定影响。因此铸片辊温度的合理设定应考虑熔体树脂的温度、HPP、COPP、增刚剂及各类添加剂的性能及产品的性能要求，并考虑各辊间的温度平衡，温度一般为22～26℃。
　　2、铸片辊的线速度（VCAST）设定
　　铸片辊的线速度又称生产线速度，其设定随生产线的变化而变化，它与生产线总速度的关系如下：
　　V总=VCAST·K
　　K=R1·R2·R3·R4·R5
　　其中：R1=VMDL／VCAST
　　R2=VMDH／VMDL
　　R3=VTD／VMDH
　　R4=VTRLM／VTD
　　R5=（VCRO·VTRE）／VTRLM
　　四、纵拉系统
　　纵拉系统的作用是将从铸片机过来的片材预热，并通过高速辊和低速辊之间的速度差对片材进行拉伸。
　　1、速比设定
　　R1值的设定范围一般为100～110%。R2值越大，BOPP纵向的拉伸强度和弹性模量值越大，而薄膜的收缩率则越小，设计时应考虑产品的性能要求和设备设计范围，生产收缩膜时R2值一般为510～550%。R3值应尽可能调到最大，使期间的片材绷得较紧，避
免已定向的分子链回弹，以增大收缩率。
　　2、工艺温度设定
　　纵拉系统的工艺温度包括纵拉低速段各辊的工艺温度以及纵拉高速辊的工艺温度。设计该系统的工艺温度应遵循以下原则：
　　A：低速辊的温度应可能低，但太低则纵向拉伸高速的电流大，一般设定为100～110℃。
　　B：高速辊的温度低于低速段最后一辊的温度，若温度过高，则易引起拉伸后的片材收缩明显及片材表面被撕裂，一般设定为90～95℃。
　　C：纵拉段的工艺温度与生产速度、产品厚度以及设备的种类有关。生产的速度越快，产品的厚度越厚，则所需的温度也越高，反之亦然。如果设备纵拉低速段预热级数多，产品厚度较薄，则其温度可相应降低。
　　五、横拉系统
　　横拉系统的作用是将从纵拉出口的膜片预热、拉伸和定型。涉及到的工艺参数包括以上三个区段的工艺温度、夹子链条的张力、链轨道曲线等。
　　1、工艺温度的设定
　　所有的BOPP生产线的横向系统均可划分为预热段、拉伸段和定型段。为了提高横向收缩率，在保证正常生产及产品质量的情况下，这三段温度应尽可能低。
　　由于收缩膜配方中在芯层料加入了利于拉伸的增刚剂，故预热段温度较生产普通香烟膜时低5～10℃，拉伸段温度可降低5～8℃，定型段温度可低20～30℃。目的是使高分子链段高度取向时，保待分子间的内应力，使薄膜在一定条件下产生高收缩性。
　　2、夹子链张力
　　夹子链张力应合理设置和调试，张力太大会导致缩短夹子链和齿轮传动装置的使用寿命；张力太小，夹子阻塞轨道，磨损夹子的压板甚至脱离轨道。对三菱重工的设备，张力的设定范围为6.9～7.8N，当然张力的设定值并非一成不变，它随使用时期的长短而作周期性的调整。合理的张力值应该是夹子链的张力最小，但能满足生产的运行条件。
　　3、轨道曲线的合理设定
　　轨道曲线的变化通过调节调幅杆来实现。轨道曲线的参数包括入口的宽度、横拉比、前束率（Tonein）等。横拉入口的宽度由所铸片材、产品的要求决定。横拉比是指横拉时最大宽度与横拉入口的宽度之比，一般为8～9倍。设定各拉伸区的幅宽时要适当考虑各拉伸区的平稳过渡。一般说来，拉伸1区的夹角小于拉伸2区的夹角，但大于拉伸3区的夹角。前束率尽可能小，一般为0～4%，以保证分子间较大的内应力。
　　六、 卷取系统
　　该系统的工艺参数包括在制品的宽度、速比、电晕处理强度、收卷张力、浮压辊的压力等。在制品的宽度主要由生产计划的要求而定。
　　1、速比设定
　　三菱重工的R4和R5可调范围分别为90%～100.2 %和90%～100%，R4和R5的值不能太高和太低，太低易造成缠辊，太高则薄膜张力太大甚至引起薄膜绷断。
　　2、张力和浮压辊压力设定
　　在设置张力时，先设定初始张力，然后设定衰减值，其定义为：
　　张力衰减值（%）=［（卷绕结束时的张力—初始张力）／初始张力］×100%
　　张力设定值不能过大，否则薄膜收卷硬度大，容易发粘，出现翘边现象。太小膜卷太松，收卷时易跑边。浮压辊压力和衰减值与张力衰减值的定义相同，在设计时亦应注意相同的事项。
　　3、电晕处理
　　用平膜法生产烟用收缩膜时一般不需要电晕处理。