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发布日期:2020-8-17 发布者:住野精工
流延膜的重要组成--热收缩膜

热收缩薄膜( 简称收缩膜) 采用急骤冷却定型的工艺法吹塑成型,这种骤冷的生产工艺是根据高聚物定向原理设计的,当树脂被完全塑化挤出成胚膜后,聚合物在玻璃化温度和黏流温度之间沿纵横两方向进行强制拉伸,使聚合物的分子链沿拉伸方向取向,这时将薄膜急骤冷却,将拉伸取向所产生的应变“冻结”。

当薄膜重新加热到“解冻”温度时,就会产生应力松弛,也就是已定向的分子链发生解取向,此时,被迫处于紧张状态的拉伸链,则恢复到取向前松弛状态的折叠链,因此赋予收缩膜良好的收缩性能。尤其在包装行业,收缩膜以其质优价廉的特点,正在取代其它包装材料。


热收缩膜制备工艺原理:塑料包括无定型塑料和结晶型塑料。在生产薄膜的过程中, 塑料受热熔融, 其大分子间的作用力减弱, 大分子成无序排列, 即使在薄膜冷却后, 只要其温度低于软化点时, 大分子仍是无规则状态 。若将其再加热至高聚物的高弹态温度时, 对薄膜进行拉伸,大分子链就会沿外力作用方向(拉伸方向), 进行有规则的定向排列。这时, 对薄膜进行冷却, 分子链段的定向就被冻结起来。当重新对薄膜进行加热时, 由于分子链段的活动, 高聚物有一种恢复其拉伸前尺寸的趋势(记忆功能), 被拉伸定向的薄膜产生应力松弛,已定向的薄膜发生解取向, 薄膜就沿原来拉伸方向,收缩恢复到初始尺寸。这就是薄膜的热收缩性 。


一.收缩膜用树脂


作为收缩膜的树脂材料,有如下要求:

 ( 1) 合适的收缩率。不同的制品要求不同的收缩率,这就要求收缩膜树脂在成型后有合适的收缩率。作为收缩膜套使用时要求减少纵向( MD)收缩率,增加横向( TD) 收缩率。因为纵向( MD) 收缩过渡时,薄膜就会产生形似“微笑”或“皱眉”褶皱。

( 2) 易于存储。收缩膜在存储时均会遇到存储收缩的问题,这样在使用时收缩膜就会达不到理想的收缩率,而造成收缩膜功能失效。因此在开发收缩膜用树脂时,应考虑存储环境,将树脂收缩温度设计在存储环境以上。也可以将收缩膜存储于寒冷环境下,但要求树脂耐寒性好,如三层供挤 POF 可以在 - 50℃ 以下保持柔软,不发生脆裂,适合于寒冷环境下运输和存储。

( 3) 良好的力学性能。收缩膜作为包装材料使用时,要求具有较好的韧性,较大的抗撕裂强度。

( 4) 良好的卫生性能。在世界各国都倡导环保的大环境下,是否环保已经成为制约收缩膜发展的一个重要因素,在欧洲由于政府限制使用 PVC 收缩膜,OPS 已经迅速占领了 PVC 的领地。

( 5) 良好的商品展示性。据研究表明人们走进商场超市购买食品时,货架上陈列的各种图案逼真的吹塑包装制品,可引起消费者的购买欲望。


1 PVC

PVC 膜是目前应用最广泛的一种薄膜材料。它价格低廉,温度收缩范围大,对热源的要求不高,主要加工热源是热空气、红外线或二者的结合。但 PVC 难回收,燃烧时产生毒气,不利于环保,在欧洲、日本已禁止使用。

2 PE

PE 收缩膜因具有较高的冲击强度和撕裂强度,而且热稳定性好,易于热封、使用方便、卫生环保等特点,使之产量的增长速度在各种收缩膜中居首位,相关的树脂品种也层出不穷。


3 PP

PP 热收缩膜一般采用二元或三元共聚聚丙烯,通过双向拉伸工艺生产出 BOPP 薄膜。目前低收缩率的 BOPP 薄膜大有市场,WitnessCoke 公司的 PowerAde 包装就采用了低收缩率的 BOPP 包装。BOPP 可以轻松融入企业现有的回收系统,这是吸引软饮料企业的一大卖点。大多数烟草公司都采用 BOPP收缩膜包装,BOPP 烟用收缩膜早期源于 lCI 公司及 HERCULES公司。世界许多著名的香烟品牌都使用 BOPP 收缩膜进行包装,从而带动了 B0PP 收缩膜的发展。例如,世界著名香烟品牌“555”及硬盒“万宝路”均采用 BOPP 收缩膜进行包装。国内许多香烟品牌( 主要是硬盒香烟) 也已改为使用 BOPP 收缩膜包装( 如上海卷烟厂、昆明卷烟厂、长沙烟厂、常德烟厂等) 。可见,国内外烟草行业对收缩膜的应用已形成共识———它是香烟包装发展的必然趋势。

4 PS

BOPS 薄膜无味无毒,回收工艺简单,属于绿色环保产品,是取代国内目前广泛使用的 PVC 收缩膜的首选材料。BOPS在环保方面有两大优势: 一是对使用过的制品可以回收循环使用; 二是在回收或处理焚化过程中不产生任何对人体健康有害的物质。

BOPS 收缩率大,但它不稳定需要低温存储。BOPS 收缩膜采用薄膜级高抗冲聚苯乙烯透明颗粒,要求MFR 在 1. 2 ~ 2. 5g /10min 之间,维卡软化点在 105℃ 左右。


5 PET


PentaplastE749 /22 和 PentaprintE749 /55PETG 薄 膜,它 们 的特点在于低收缩力( 对内部容器的压力) 和低纵向收缩率。前者具有 75% 的横向收缩率,并且在纵向没有收缩,适合于极不规则的异型容器; 后者用作整体收缩膜套,它的收缩率也达70% 。


6 其它新型树脂

尽管 PEN 与 PET 结构类似,但收缩行为完全不同,这是因为在 PEN 收缩中起主导因素的结构为萘环。在拉伸过程中PEN 中诱导产生了 2 种刚性无定形相态,一种在 151℃ 时发生一般情况的收缩,另一种相态在 200 ~ 310℃ 发生收缩。在定向后 PEN 具有类似液晶高分子性能,这种现象的发现必会带来收缩膜新的发展。

近年来,随着市场环境的不断变化,也对流延膜生产线的设计制造提出了更高的挑战,而更高的透明率和更低的成本也是南京住野精工的设计目标。下图为住野精工PVDF流延膜生产设备