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摘要：本文主要介绍了双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜的生产工艺，以及BOPP薄膜的生产方法以及生产中存在的常见问题，并且提出了相应问题的解决方法。
关键词：BOPP、聚丙烯、薄膜、双向拉伸
中图分类号：O636.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0014-01
前言
双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是近年来兴起的一类非常重要的软包装材料，因其具有高拉伸强度、冲击强度、刚性、强韧性和良好的透明性，有“包装皇后”的美称，深受人们的欢迎。其生产中要求生产人员能够深入掌握PP的性能及加工条件对产品性能的影响，及时解决生产中存在的问题。
1、BOPP薄膜的生产工艺
BOPP的生产是将高分子聚丙烯（PP）的熔体首先通过狭长机头制成片材或厚膜，然后在专用的拉伸机内，在一定的温度和设定的速度下，同时或分步在垂直的两个方向（纵向、横向）上进行的拉伸，并经过适当的冷却或热处理或特殊的加工制成的薄膜。
目前BOPP薄膜的生产方法主要有管膜法和平膜法两种。不同的加工方法得到的BOPP薄膜性能也不一样。平膜法生产的BOPP薄膜由于拉伸比大（可达8～10），所以强度比管膜法高，薄膜厚度的均匀性也较好。
1.1 管膜法
管膜法属双向一步拉伸法，具有设备简单、投资少、占地小、无边料损失、操作简单等优点，但由于存在生产效率低、产品厚度公差大等缺点，自20世纪80年代以来几乎没有发展，目前仅用于生产BOPP热收缩膜等特殊品种。
1.2 平膜法
平膜法又分双向一步拉伸和双向两步拉伸两种方法。管膜法双向一步拉伸法制得的产品纵横向性能均衡，拉伸过程中几乎不破膜，但设备复杂、制造困难、格昂贵、边料损失多、难于高速化及产品厚度受限制等，目前尚未得到大规模采用。
双向两步拉伸法是将挤出的PP片材先经过纵向拉伸、后横向拉伸来完成二次取向过程。目前，双向两步拉伸法设备成熟、生产效率高、适于大批量生产，被绝大多数企业所采用，其工艺流程如图1所示。
图1双向两步拉伸法工艺流程
双向两步拉伸法生产过程中主要控制的工艺参数有生产线速度、温度、拉伸比等。BOPP薄膜质量控制指标包括弹性模量、纵横向的抗张强度、断裂伸长率、热收缩率、摩擦系数、浊度、光泽度等。
2、生产中的常見问题及解决办法
2.1 挤出片材时常见问题及解决办法
用平面双向拉伸法生产塑料薄膜时，首先必须将熔融聚合物制成厚片，然后才能进行拉伸，厚片质量是决定薄膜厚度、薄膜表面和内在性能、薄膜成膜性等的先决条件。挤出片材常见的缺陷包括：出现横向条纹、片材向外翘曲、出现纵向条纹、片材中出现气泡、厚片出现“鲨鱼皮效应”等。
片材出现横向条纹主要是设备、工艺、操作上的问题，如果挤出压力不稳定、熔体温度有明显的波动、挤出机头的角度不适宜，都会导致厚片上出现横向条纹。片材向外翘曲主要是由于铸片时附片效果不好、冷鼓温度过低、两面温差过大，片材不能很好贴附在鼓面上。
在铸片过程中，有时会看到挤出片材局部、固定位置有明显的纵向条纹，这主要是因为机唇唇口结构设计不合理、高聚物熔体离模膨胀过大造成部分物料堆积在唇口等原因造成的。生产双向拉伸塑料薄膜时，如果操作不当，在薄膜中往往会出现一些气泡，有的呈圆形，有的呈椭圆形或两头尖的细长形。如果原料含水率过高、熔体中夹带异物、挤出温度过高或物料停留时间过长造成降解，都会导致气泡的形成。
在共挤出制片时，由于主料和辅料在机唇出口处流动速率相差过大，会在片材上，尤其是片材两侧出现类似鲨鱼皮状的花斑，这往往通过搭配好主辅原料的熔体流动指数，选择好挤出温度等工艺条件，就可以解决这个问题。
2.2 双向拉伸时的破膜现象
由于平面双向拉伸塑料薄膜的方法工艺流程很长，生产过程中的成膜性受到多种因素的影响，出现或多或少的破膜现象也是难免的，尤其在生产薄型塑料薄膜时，破膜的几率更大。
破膜的原因涉及的因素十分复杂，生产过程中有时很快能找到，然而更多的时候难以立即断定，经常需要很长时间从原材料、工艺、设备等多方面去查找原因。
根据破膜的位置，可以把纵横向二次拉伸法常见的破膜现象归纳为以下几种类型：横拉伸之前的破膜、横向拉伸过程中的破膜、牵引和收卷时的破膜。横向拉伸之前的破膜发生在塑料薄膜铸片和纵向拉伸时，这主要是生产条件发生了明显的变化或薄膜的纵向厚度出现很大波动或薄膜的纵向出现了薄弱的环节或出现了较大的缺陷造成的。横向拉伸时的破膜可根据破膜的现象，分为三种类型：脱夹破膜、横向破膜、纵向破膜。其中脱夹破膜主要是由于夹具开闭不灵活、夹口上有废膜和油污、夹口高度不在一个水平面内、夹具弹簧损坏、挤出机机头的侧面偶尔滴料等因素造成的；横向破膜主要是薄膜中存在明显的结构不均匀，或是工艺条件不适宜造成的；纵向破膜主要是横向厚度偏差过大、纵横拉伸比过大、薄膜被划伤、纵向拉伸时边缘预热温度过高、薄膜的结晶取向不均匀造成的。牵引和收卷时的破膜主要是由于操作不当或设备出现故障。
2.3 拉伸薄膜厚度偏差
在实际生产中，薄膜厚度变化而使厚度产生偏差有以下几类：薄膜短期或周期性的纵向厚度偏差、薄膜长期性的纵向厚度偏差、薄膜横向厚度偏差。
塑料薄膜横向厚度偏差除了模头状况和调节方式、机头横向温度分布、挤出物料熔体粘度均匀性、铸片冷却速度等因素之外，拉伸时的工艺条件也是十分重要的影响因素。
一般来讲，拉伸塑料薄膜纵向厚度变化较缓慢，差值较小，但薄膜横向厚度变化则很快，变化值也较大。无论哪种塑料薄膜，横向厚度均匀性都是产品质量标准中最重要的指标之一。
拉伸温度和拉伸比是影响双向拉伸塑料薄膜横向厚度均匀性的关键因素。在薄膜成型加工中，无论是纵向拉伸，还是横向拉伸，拉伸的预热区、拉伸区的横向温度，都力求达到十分均匀的状态。否则，薄膜横向厚度很容易发生变化。同时，在生产双向拉伸塑料薄膜时，可以采用适当加大薄膜的横向拉伸比，减小纵向拉伸比的办法，来改善拉伸塑料薄膜横向厚度均匀性。
在双向拉伸聚丙烯薄膜生产中，横向拉伸是一个重要且复杂的过程，整个过程在一个连续的热环境中进行。研究表明，横向拉伸过程具有多拉伸起始点，这主要是横向厚度上的某些薄弱点、较高的横拉速率、以及薄膜中杂质、气泡和外观缺陷等因素造成的。多拉伸起始点在塑料薄膜的拉伸中普遍存在，为不稳定拉伸，易引起产品厚度不均匀。在双向拉伸BOPP薄膜时，其拉伸程度必须达到“固有拉伸倍数”。如果纵向拉伸倍数不足，拉伸后薄膜横向出现许多“斑马纹”或厚条道；如果横向拉伸倍数不足，两个边部就会出现厚条道。
2.4 拉伸薄膜边缘出现斜纹或银纹
拉伸薄膜从拉伸机出来以后，有时在薄膜的边缘可以看到一些斜纹或银白色的银纹，这种现象主要由于拉伸工艺温度过低或片材边缘过厚，薄膜边缘出现冷拉伸的缘故。必须及时改变拉伸机的加热温度或降低拉伸速度，或采取措施减薄片材边缘厚度。有时，拉伸薄膜表面有划痕、油雾、横纹等缺陷。
结束语
国内BOPP薄膜的发展历史较短，但生产设备和技术起点较高，由于BOPP薄膜工业迅速发展，为我国的包装、电子等工业的发展起到了极其重要的推动作用。
关键词：BOPP、聚丙烯、薄膜、双向拉伸
中图分类号：O636.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0014-01
前言
双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是近年来兴起的一类非常重要的软包装材料，因其具有高拉伸强度、冲击强度、刚性、强韧性和良好的透明性，有“包装皇后”的美称，深受人们的欢迎。其生产中要求生产人员能够深入掌握PP的性能及加工条件对产品性能的影响，及时解决生产中存在的问题。
1、BOPP薄膜的生产工艺
BOPP的生产是将高分子聚丙烯（PP）的熔体首先通过狭长机头制成片材或厚膜，然后在专用的拉伸机内，在一定的温度和设定的速度下，同时或分步在垂直的两个方向（纵向、横向）上进行的拉伸，并经过适当的冷却或热处理或特殊的加工制成的薄膜。
目前BOPP薄膜的生产方法主要有管膜法和平膜法两种。不同的加工方法得到的BOPP薄膜性能也不一样。平膜法生产的BOPP薄膜由于拉伸比大（可达8～10），所以强度比管膜法高，薄膜厚度的均匀性也较好。
1.1 管膜法
管膜法属双向一步拉伸法，具有设备简单、投资少、占地小、无边料损失、操作简单等优点，但由于存在生产效率低、产品厚度公差大等缺点，自20世纪80年代以来几乎没有发展，目前仅用于生产BOPP热收缩膜等特殊品种。
1.2 平膜法
平膜法又分双向一步拉伸和双向两步拉伸两种方法。管膜法双向一步拉伸法制得的产品纵横向性能均衡，拉伸过程中几乎不破膜，但设备复杂、制造困难、格昂贵、边料损失多、难于高速化及产品厚度受限制等，目前尚未得到大规模采用。
双向两步拉伸法是将挤出的PP片材先经过纵向拉伸、后横向拉伸来完成二次取向过程。目前，双向两步拉伸法设备成熟、生产效率高、适于大批量生产，被绝大多数企业所采用，其工艺流程如图1所示。
图1双向两步拉伸法工艺流程
双向两步拉伸法生产过程中主要控制的工艺参数有生产线速度、温度、拉伸比等。BOPP薄膜质量控制指标包括弹性模量、纵横向的抗张强度、断裂伸长率、热收缩率、摩擦系数、浊度、光泽度等。
2、生产中的常見问题及解决办法
2.1 挤出片材时常见问题及解决办法
用平面双向拉伸法生产塑料薄膜时，首先必须将熔融聚合物制成厚片，然后才能进行拉伸，厚片质量是决定薄膜厚度、薄膜表面和内在性能、薄膜成膜性等的先决条件。挤出片材常见的缺陷包括：出现横向条纹、片材向外翘曲、出现纵向条纹、片材中出现气泡、厚片出现“鲨鱼皮效应”等。
片材出现横向条纹主要是设备、工艺、操作上的问题，如果挤出压力不稳定、熔体温度有明显的波动、挤出机头的角度不适宜，都会导致厚片上出现横向条纹。片材向外翘曲主要是由于铸片时附片效果不好、冷鼓温度过低、两面温差过大，片材不能很好贴附在鼓面上。
在铸片过程中，有时会看到挤出片材局部、固定位置有明显的纵向条纹，这主要是因为机唇唇口结构设计不合理、高聚物熔体离模膨胀过大造成部分物料堆积在唇口等原因造成的。生产双向拉伸塑料薄膜时，如果操作不当，在薄膜中往往会出现一些气泡，有的呈圆形，有的呈椭圆形或两头尖的细长形。如果原料含水率过高、熔体中夹带异物、挤出温度过高或物料停留时间过长造成降解，都会导致气泡的形成。
在共挤出制片时，由于主料和辅料在机唇出口处流动速率相差过大，会在片材上，尤其是片材两侧出现类似鲨鱼皮状的花斑，这往往通过搭配好主辅原料的熔体流动指数，选择好挤出温度等工艺条件，就可以解决这个问题。
2.2 双向拉伸时的破膜现象
由于平面双向拉伸塑料薄膜的方法工艺流程很长，生产过程中的成膜性受到多种因素的影响，出现或多或少的破膜现象也是难免的，尤其在生产薄型塑料薄膜时，破膜的几率更大。
破膜的原因涉及的因素十分复杂，生产过程中有时很快能找到，然而更多的时候难以立即断定，经常需要很长时间从原材料、工艺、设备等多方面去查找原因。
根据破膜的位置，可以把纵横向二次拉伸法常见的破膜现象归纳为以下几种类型：横拉伸之前的破膜、横向拉伸过程中的破膜、牵引和收卷时的破膜。横向拉伸之前的破膜发生在塑料薄膜铸片和纵向拉伸时，这主要是生产条件发生了明显的变化或薄膜的纵向厚度出现很大波动或薄膜的纵向出现了薄弱的环节或出现了较大的缺陷造成的。横向拉伸时的破膜可根据破膜的现象，分为三种类型：脱夹破膜、横向破膜、纵向破膜。其中脱夹破膜主要是由于夹具开闭不灵活、夹口上有废膜和油污、夹口高度不在一个水平面内、夹具弹簧损坏、挤出机机头的侧面偶尔滴料等因素造成的；横向破膜主要是薄膜中存在明显的结构不均匀，或是工艺条件不适宜造成的；纵向破膜主要是横向厚度偏差过大、纵横拉伸比过大、薄膜被划伤、纵向拉伸时边缘预热温度过高、薄膜的结晶取向不均匀造成的。牵引和收卷时的破膜主要是由于操作不当或设备出现故障。
2.3 拉伸薄膜厚度偏差
在实际生产中，薄膜厚度变化而使厚度产生偏差有以下几类：薄膜短期或周期性的纵向厚度偏差、薄膜长期性的纵向厚度偏差、薄膜横向厚度偏差。
塑料薄膜横向厚度偏差除了模头状况和调节方式、机头横向温度分布、挤出物料熔体粘度均匀性、铸片冷却速度等因素之外，拉伸时的工艺条件也是十分重要的影响因素。
一般来讲，拉伸塑料薄膜纵向厚度变化较缓慢，差值较小，但薄膜横向厚度变化则很快，变化值也较大。无论哪种塑料薄膜，横向厚度均匀性都是产品质量标准中最重要的指标之一。
拉伸温度和拉伸比是影响双向拉伸塑料薄膜横向厚度均匀性的关键因素。在薄膜成型加工中，无论是纵向拉伸，还是横向拉伸，拉伸的预热区、拉伸区的横向温度，都力求达到十分均匀的状态。否则，薄膜横向厚度很容易发生变化。同时，在生产双向拉伸塑料薄膜时，可以采用适当加大薄膜的横向拉伸比，减小纵向拉伸比的办法，来改善拉伸塑料薄膜横向厚度均匀性。
在双向拉伸聚丙烯薄膜生产中，横向拉伸是一个重要且复杂的过程，整个过程在一个连续的热环境中进行。研究表明，横向拉伸过程具有多拉伸起始点，这主要是横向厚度上的某些薄弱点、较高的横拉速率、以及薄膜中杂质、气泡和外观缺陷等因素造成的。多拉伸起始点在塑料薄膜的拉伸中普遍存在，为不稳定拉伸，易引起产品厚度不均匀。在双向拉伸BOPP薄膜时，其拉伸程度必须达到“固有拉伸倍数”。如果纵向拉伸倍数不足，拉伸后薄膜横向出现许多“斑马纹”或厚条道；如果横向拉伸倍数不足，两个边部就会出现厚条道。
2.4 拉伸薄膜边缘出现斜纹或银纹
拉伸薄膜从拉伸机出来以后，有时在薄膜的边缘可以看到一些斜纹或银白色的银纹，这种现象主要由于拉伸工艺温度过低或片材边缘过厚，薄膜边缘出现冷拉伸的缘故。必须及时改变拉伸机的加热温度或降低拉伸速度，或采取措施减薄片材边缘厚度。有时，拉伸薄膜表面有划痕、油雾、横纹等缺陷。
结束语
国内BOPP薄膜的发展历史较短，但生产设备和技术起点较高，由于BOPP薄膜工业迅速发展，为我国的包装、电子等工业的发展起到了极其重要的推动作用。