王立濤 戚嶸嶸（上海交通大學）

開口劑對BOPA薄膜電暈處理面質量的影響

王立濤 戚嶸嶸（上海交通大學）

通過BOPA薄膜在下游客戶的印刷效果來研究不同的開口劑對BOPA薄膜電暈處里面質量的影響，在保障產品質量達標的情況下，添加不同種類的開口劑以及添加比例會使BOPA薄膜光學性能、開口性能以及表面張力有較大的改變，更為關鍵的是，開口劑的團聚現象以及在薄膜表面分散的不好會其使印刷效果變差，對比了三種開口劑生產的BOPA薄膜的印刷效果以及性能差異，為BOPA薄膜生產過程中的開口劑選用提供了指導。

BOPA薄膜 開口劑 電暈處理面 彩印

前 言

雙向拉伸尼龍薄膜（BOPA薄膜）是目前國內主流的塑料軟包裝印刷基材。在BOPA薄膜生產過程中是必須要添加開口劑的，開口劑能改善薄膜的開口性、降低摩擦系數、改變薄膜的光學性能[1]。而在開口劑的有效成分中，無機開口劑粒徑的均勻性、團聚的程度以及有機開口劑析出的情況也會影響薄膜的印刷效果，其在下游客戶使用過程中印刷效果的好壞是體現BOPA薄膜質量的重要衡量標準。本次研究首先在保證BOPA薄膜生產線所使用的三種開口劑能生產出各項性能均符合國家標準的BOPA薄膜的基礎上，對三種開口劑生產出的BOPA薄膜進行印刷試驗測試，根據印刷實驗的效果來對三種開口劑的有效成分及粒徑的均勻性、團聚的程度進行分析，最終找出適合BOPA薄膜生產線所使用的開口劑。

一、實驗部分

1、原料及開口劑配方的確定

首先原輔料的配方應保證生產線能夠生產出質量合格的BOPA薄膜，在此基礎上保持較低的添加比例則可以降低生產成本，因此三種開口劑的添加比例皆不相同，但試驗過程中采用的工藝參數則完全相同，例如溫度、拉伸比、速度、電暈處理強度等。三種開口劑E、K、B均為市售。

表1 不同開口劑添加比例Tab.1 Adding proportion of different anti-blocking

2、主要實驗設備

Millitron 12測厚儀、ZGM1020光澤度儀、WGW霧度儀、XLW(L)-500電子拉力機、WE400烘箱、MXD-01摩擦系數儀、達因筆、HITACHI掃描電子顯微鏡(SEM)、S4700能量色散X射線光譜儀(EDX)。

3、實驗方法

本次試驗采用的是日本三菱重工全進口生產線，采用分步雙向拉伸的生產工藝，將熔融鑄片后的PA片材，在一定的條件下分別進行縱向拉伸、橫向拉伸、電暈處理以及收卷等工藝段[2]。

用EDX分析了三種開口劑的主要成分。分別將三種開口劑在700℃下燒2小時，對得到的白色無機粉末用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察開口劑粒徑及分散情況。用測厚儀、光澤度儀、拉力機、烘箱、摩擦系數儀等測試薄膜的物理性能。用達因筆測試薄膜的表面張力。

二、結果與討論

1、三種開口劑成分的對比

本文選用了三種市場上常用的開口劑E，K和B，并對其成分和形態(tài)進行了研究。

首先采用EDX分析了三種開口劑的成分，結果如圖1和表2。

圖1 開口劑的X射線能譜分析結果Fig.1 EDX analysis result of the anti-blocking agents

從圖1和表2可以看出：開口劑E和開口劑K樣品均含有Si和O元素，所以該兩種母粒使用了二氧化硅作為開口劑；開口劑B樣品除了O和Si外，還檢測到Al，所以這種球狀粒子為玻璃微珠[3]。

表2 三種開口劑成分Tab.2 Adding content of different anti-blocking

從成分分析可以看出，開口劑E和K是以二氧化硅配合有機成分的開口劑，而開口劑B是純玻璃微珠。三種開口劑的形態(tài)通過掃描電鏡進行了觀察，如圖2所示。由圖可發(fā)現：開口劑E和開口劑K可見團聚的無機顆粒，且開口劑K的團聚情況較為嚴重，而開口劑B則是粒徑非常均一的球狀粒子，粒徑在2微米左右。

圖2 開口劑的掃描電子顯微鏡照片Fig.2 SEM pictures of the anti-blocking agents

之后，將這三種開口劑用于BOPA薄膜中，并對其使用情況進行了研究。

2、BOPA薄膜物理性能

對三種開口劑生產出的BOPA薄膜進行物理性能進行了研究，在BOPA薄膜生產過程中，必須要添加開口劑，否則會造成薄膜粘連，結果如表3所示。

從表3可以看出，三種開口劑使用之后，BOPA薄膜的物理性能厚度偏差、潤濕張力、光澤度、抗張強度、伸長率、熱收縮率和霧度均能滿足國家標準，但是摩察系數開口劑E和B可以滿足要求，而開口劑K超出了標準。這可能與三種開口劑的形態(tài)有關，從形態(tài)上看（圖2）開口劑K顆粒較大，團聚嚴重，因而在制備薄膜時可能使膜表面不夠平整，而造成摩擦系數增大。

但總的來說，薄膜物理性能大多數符合國家標準，因此后續(xù)進行了印刷試驗。

表3 使用三種開口劑生產的BOPA薄膜物理性能Tab.3 The results of physical performance test

3、對三種開口劑生產出的BOPA薄膜進行印刷試驗

將使用三種不同開口劑制備的BOPA進行彩印試驗，對比三種開口劑生產的BOPA薄膜的彩印效果，結果如圖3所示。

圖3 印刷圖樣和彩印效果放大照片Fig.3 Printing pattern and the enlarge photos of color printing

通過圖3三種印刷效果的比較可以得出：在下游客戶同樣的生產條件下連續(xù)試驗不同開口劑的三卷BOPA薄膜，得到的印刷效果是不同的，開口劑K生產出的BOPA薄膜彩印效果并不好，會產生一些細小的白點，也就是顏色印刷不上去的“丟點”現象；而開口劑E和開口劑B的彩印效果還是比較好的。

因此，開口劑K并不能符合印刷精度要求較高的客戶，這樣的BOPA薄膜在印刷精度要求較高的客戶使用過程中是無法接受的。這可能是由于開口劑K顆粒較大團聚較嚴重引起的。

4、潤濕張力跟蹤測試

因為薄膜在進行電暈處理[4]之后，在薄膜表面產生極性，增加薄膜的潤濕張力，便于印刷油墨吸附。而薄膜在生產出來后，在應力恢復過程中，薄膜分子的進一步結晶會使其表面張力有所下降，而薄膜內的有機開口劑會向薄膜表面遷移使薄膜的表面張力有所下降，也就是我們常說的電暈值衰減。故對于BOPA薄膜需要對電暈處理面的潤濕張力進行跟蹤，有助于在客戶印刷之前了解薄膜的潤濕張力是否達標，避免給客戶印刷造成影響。

為此，我們對三種開口劑生產出的薄膜潤濕張力進行了跟蹤，結果列于表4。由表4可以看出，三種開口劑生產出的BOPA薄膜，其潤濕張力的衰減是不同的，開口劑B的性能最佳，這可能與開口劑B顆粒大小更均一有關，但是三種薄膜的最終潤濕張力均保持在50達因以上（標準要求潤濕張力的最小值應為50達因），均為合格，因此，印刷“丟點”問題不是由于有機開口劑析出導致的。

表4 表面張力數值表Tab.4 Surface tension value

結 論

a、三種開口劑中，使用玻璃微珠的開口劑B生產的BOPA薄膜電暈面摩擦系數最低，其開口性是最好的。

b、開口劑的分散性是導致印刷出現“丟點”現象的關鍵因素。

c、開口劑中添加的有機成分對于BOPA薄膜電暈處理面的表面張力影響不大。

[1] 王宗宇，陳衛(wèi).新型開口爽滑劑在塑料薄膜中的應用[J].中國包裝，2004，24(05)：69-69

[2]周先進，趙燕.BOPA薄膜的性能及其生產工藝[J].中國塑料，2005，19(9)：82-84

[3]嚴兆葭，梅永庚.最新特殊防粘連劑技術——最新一代球型防粘連劑在軟包裝薄膜中的應用[J].全球軟包裝工業(yè)，2010(1)：48-49

[4] 陳孟杰. BOPA薄膜的電暈處理及表面特性[J].包裝前沿，2014(6)：44-47

Impact of anti-blocking agent on properties of biaxially oriented polyamide film

Wang Litao Qi Rongrong

（Shanghai Jiao Tong University）

The difference of three kinds of anti-blocking agent used in the production of BOPA film is described briefly.Analysis the effective components and the added proportion of the anti-blocking agent .Research the surface dispersion and the results of physical performance test in different anti-blocking，and the printing test case in the downstream customer.

biaxially oriented polyamide film anti-blocking agent corona printing