第一节　概述

一、定义

双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）一般为多层共挤薄膜，是由聚丙烯颗粒经共挤形成片材后，再经纵横两个方向的拉伸而制得的。由于拉伸分子定向，所以这种薄膜的物理稳定性、机械强度、气密性较好，透明度和光泽度较高，坚韧耐磨，是目前应用最广泛的印刷薄膜，一般使用厚度为20～40μm，应用最广泛的为20μm。

双向拉伸聚丙烯薄膜主要缺点是热封性差，所以一般用做复合薄膜的外层薄膜，如与聚乙烯薄膜复合后防潮性、透明性、强度、挺度和印刷性均较理想，适用于盛装干燥食品。

二、基本原理

塑料薄膜双向拉伸技术的基本原理为：高聚物原料通过挤出机被加热熔融挤出成厚片后，在玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内（高弹态下），通过纵拉机与横拉机时，在外力作用下，先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸，从而使分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列，然后在拉紧状态下进行热定型，使取向的大分子结构固定，最后经冷却及后续处理便可制得薄膜。

三、发展史

1995年意大利人利用Ziegler催化剂首先合成了等规聚丙烯，1958年双向拉伸聚丙烯薄膜得到了发展，近来双向拉伸膜发展迅速，而其中BOPP占50％以上。这种薄膜性能好，产品应用范围广，目前这种拉伸法的发展速度超过管膜拉伸法，其中以德国布鲁克纳公司制造的双向拉伸薄膜生产线最为著名，已被大多数薄膜制造厂家所采用。

四、用途和使用范围与保存

1.品种用途分类

根据双向拉伸聚丙烯薄膜的用途分为以下几类：①普通型BOPP薄膜；②BOPP热封膜；③BOPP香烟包装膜；④BOPP珠光膜；⑤BOPP金属化膜；⑥BOPP消光膜；⑦BOPP防雾膜；⑧BOPP复书膜；⑨BOPP防伪膜；⑩BOPP纸球膜。

2.使用范围扩大

双向拉伸聚丙烯薄膜以其良好的透过性、无毒性、机械强度高而广泛应用于印刷、复合、胶粘带等方面、近年来随着薄膜技术的不断成熟、技术的不断创新，又开发出许多新的品种，如珠光膜、消光膜、真空镀铝膜、转移膜等，使双向拉伸聚丙烯薄膜的应用范围更加广泛。聚丙烯薄膜在使用时应注意薄膜的电晕处理值，使用场合应保持清洁，保持一定的温度和湿度，减少静电影响，印刷前应注意薄膜与薄膜的匹配。

3.保存与注意事项

薄膜在放置过程中最好避免在高温、高湿的环境下长期存放，最长放置时间不要超过6个月。薄膜存放时应竖立，避免横放变形，码放层数最好不要超过2层。产品在出厂前都会经过一定时间的时效处理，薄膜的物性、机械强度、表面张力均处于稳定状态，所以希望生产企业能够在薄膜的最佳使用时间使用，最长放置时间不要超过6个月；若放置时间过长，由于薄膜的表面张力会随着时间的延长而下降，会对生产企业的正常使用造成一定的影响。

五、双向拉伸聚丙烯薄膜产品与市场特点

1.产品的特点

①由于分子的定向作用，结晶度提高，拉伸强度、冲击强度、刚性、韧性、阻湿性、透明性都有所提高，薄膜的耐寒性也提高；②有较好的阻气性和防潮性；③透明度高，光泽好、印刷适性好；④无毒、无臭、无味，可直接用于同食品和药品接触的场合。反射光线，而且其阻气阻水性能比其他品种的BOPP膜仅高10％左右。因此，使用BOPP珠光膜是比较经济的。

2.市场的特点

①在竞争激烈的拉伸薄膜市场，薄膜层数越多就意味着会有越多的市场份额，因而国内产品受北美的影响从5层膜改为7层膜或9层膜，靠提高性能或降低成本而显示应用优势；②受此影响，国内拉伸薄膜的生产设备也正朝着多层化和大型化方向发展；③目前，国内新投资建设的装置都朝着制备新型、高性能的多层薄膜设备发展；④20世纪90年代中期北美推出的5层拉伸薄膜，一般设备采用4个挤出机和1个专门设计的5层供料斗。现在北美5层拉伸薄膜产量占拉伸薄膜总产量的40％；⑤21世纪近10年，北美新安装的流延拉伸膜生产装置都能生产5层或更多膜的设备，并不断刷新层数记录，先为7层，后来增至9层。目前在加工厂和机械生产厂正在实施与讨论和准备制备能生产11层、14层，甚至更多层数的加工设备；⑥美国Cloeren公司的高级科学家GaryOliver认为，现在正在工业化阻隔性薄膜的微层供料头技术，也应该能用于拉伸薄膜生产，新技术可以生产埃（1Å=10-10m）级厚度的膜，加工厂都十分感兴趣，但目前还没有人进行试验；⑦拉伸薄膜厂家的竞争实际是利润的竞争，产量增加也就意味着市场份额的增加，拉伸薄膜生产设备越来越大型化，生产产品层数多，产量也相应增加；⑧5年前标准流延膜设备有5个直径为20in的辊，现在则采用6个辊。从而增加薄膜层数，有可能采用成本低性能范围更宽的树脂（如茂金属LLDPE）或丁烯系LLDPE为原料，降低成本，增加竞争力。

六、双向拉伸聚丙烯薄膜的性能特点与参数

物理性能如下：双向拉伸聚丙烯薄膜具有质轻、无毒、无臭、防潮、机械强度高、尺寸稳定性好、印刷性能良好、透明性好等优点，并具有高透明度、光泽好、阻隔性好、抗冲强度高、耐低温等优点。其缺点是热合时易发生薄膜收缩（热收缩烟膜利用其热收缩性能除外）。它的综合性能优于防潮玻璃纸、聚乙烯（PE）薄膜、PET薄膜。BOPP薄膜还具有极佳的印刷效果。

七、典型单向拉伸聚丙烯薄膜

与HDPE单向拉伸薄膜相似，用挤出成型所得PP管膜或PP平膜再进行单向拉伸可制得聚丙烯单向拉伸膜（MOPP），其纵向强度和耐纵裂性得以大幅度提高，且具有良好的扭结性，故广泛用于糖果、食品、工艺品等的扭结包装。此外，若将此种薄膜切割成宽约6mm的扁丝，还可用于编织成强度很高的编织袋，生产效率高。

1.原料及配方

有专用牌号的PP树脂供选用。若所制膜用于切割成织袋用的扁丝，则可在PP中掺混10％～15％的LLDPE或5％～6％的LDPE以增加扁丝的柔韧性。另外为增加扁丝的防滑性，还可在PP中添加4％～6％的超细碳酸钙母料。

2.生产工艺

可用：

两种工艺生产此种薄膜。若所得膜用于切割成扁丝，则前一法所得扁丝柔软性好，不易劈裂，但厚度欠均匀，拉伸强度较低。下举一管膜法工艺操作实例：先将合用的树脂料挤出吹塑成厚度为0.14mm厚的膜，挤出温度为200～240℃，然后进行单向拉伸操作。拉伸前的预热温度为110～120℃，拉伸温度为120～140℃，拉伸倍率为7倍，最后的热处理温度控制在130～150℃。拉伸距离要慎重选定，它是指相对于拉伸薄膜厚度的倍率，一般应选100～800倍。在此拉伸距离内，薄膜可进行6～10倍的拉伸。小于6倍的拉伸，产品的强度偏低；高于10倍的拉伸，易造成膜的断裂。

八、典型平面双向拉伸聚丙烯薄膜

塑料薄膜的双向拉伸是热塑性的塑料厚片在软化温度与熔融温度之间，沿纵横两个方向进行拉伸的一种薄膜成型方法。聚丙烯是结晶型的高聚物，通过拉伸的薄膜，分子发生了定向排列，从而改善了薄膜的各项性能，提高了拉伸强度、冲击强度、透明性和电绝缘性，降低了透气性、吸潮性。BOPP膜适用于食品、医药、服装、香烟等各种物品的包装，并大量作复合膜的基材。热封型BOPP膜性能标准GB 12026—89，电容器用BOPP膜性能标准GB 12802—91。

1.原料

采用熔体流动速率2～4g/10min的聚丙烯树脂。熔体流动速率大的树脂其流动性虽好，但结晶速度快，成片性能差。挤出厚片时，若结晶度太大，易发脆，直接影响到双向拉伸时的连续成膜性和拉伸后薄膜的性能。

2.生产工艺

BOPP膜通常采用逐次拉伸法生产，其工艺流程如图1-1所示。

1—挤出机；2—T形机头；3—冷却辊；4—预热辊；5—纵向拉伸辊；6—横向拉伸预热区；7—拉伸区；8—热定型区；9—卷取机

BOPP膜的生产分为两大部分，第一部分是制备厚片，第二部分是双向拉伸。

（1）制备厚片　将原料加入料斗中，经螺杆塑化，通过T形机头挤出成片，片厚0.6mm左右，挤出机温度控制在190～260℃（从机身后部向前增温）。挤出厚片立即被气刀紧密地贴合在冷却辊上进行冷却，水温为15～20℃，制备的厚片应是表面平整、光洁、结晶度小、厚度公差小的片材。

（2）双向拉伸　首先进行纵向拉伸，纵向拉伸有单点拉伸和多点拉伸。所谓单点拉伸，是靠快速辊和慢速辊之间的速差来控制拉伸比，在两辊之间装有若干加热的自由辊，这些辊不起拉伸作用，而只起加热和导向作用。而多点拉伸是在预热辊和冷却辊之间装有不同转速的辊筒，借每对辊筒的速差，使厚片逐渐拉伸。辊筒之间的间隙很小，一般不允许有滑动现象，以保证薄膜的均匀和平整。这里介绍的是用多点拉伸法生产BOPP膜。首先将厚片经过几个预热辊进行预热，预热温度150～155℃，预热后厚片进入纵向拉伸辊，拉伸温度155～160℃；拉伸倍数与厚片的厚度有关，一般纵向拉伸倍数随原片厚度的增加而适当提高，这样才能保证原片经纵向拉伸后被均匀地展开，否则由于纵向拉伸倍数偏低而产生横格纹，犹如“搓衣板”状。如原片厚度为0.6mm左右时，拉伸倍数为5倍，如原片厚度为1mm左右时，纵向拉伸倍数为6倍。拉伸倍数过大，破膜率增大。所以，工艺条件的选择须视具体情况而定。经纵向拉伸后的膜片再进入拉幅机进行横向拉伸，拉幅机分为预热区（165～170℃）、拉伸区（160～165℃）和热定型区（160～165℃）。膜片由夹具夹住两边，沿张开一定角度的拉幅机轨道被强行横向拉伸，一般拉伸倍数为5～6倍。

经过纵横两向拉伸定向的薄膜要在高温下定型处理，以减小内应力，并获得稳定的尺寸，然后冷却、切边、卷取。如果需印刷再增加电火花处理等工序。

当今生产幅宽为5.5m的BOPP膜的大型成套设备已很成熟，本书限于篇幅不作介绍。