摘要：本文研究了不同的聚丙烯共聚物、熱封層厚度、薄膜總厚度、BOPP添加劑以及電暈處理工藝對(duì)ＢＯＰＰ煙膜熱封性能的影響,根據(jù)討論結(jié)果，介紹了ＢＯＰＰ煙膜熱封性能的控制方法以及相關(guān)的注意事項(xiàng)。
 
     關(guān)鍵詞：ＢＯＰＰ，煙膜，熱封性能
 
      前言 
 
     BOPP作為一種新型的包裝材料，在煙草工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用，從工藝角度看，正確控制好不同使用要求的BOPP熱封及與之相關(guān)的其它性能，是保證薄膜上機(jī)運(yùn)行和良好熱封合的關(guān)鍵。隨著我國(guó)卷煙工業(yè)的發(fā)展，卷煙包裝機(jī)包裝速度將越來(lái)越高，例如進(jìn)口的高速卷煙包裝機(jī)有的高達(dá)800包/分鐘，這對(duì)煙膜的熱封性能提出了更高的要求。 
 
     BOPP煙膜的熱封性能主要包括熱封強(qiáng)度和熱封溫度范圍（或初始熱封溫度），熱封強(qiáng)度在使用上反映的是薄膜的熱粘合牢固性，而熱封溫度范圍則反映薄膜在使用時(shí)對(duì)不同溫度的適應(yīng)性。本文根據(jù)生產(chǎn)和試驗(yàn)結(jié)果重點(diǎn)討論了聚丙烯共聚物、添加劑和工藝因素對(duì)煙膜熱封性能的影響，以便為廣大同行的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、質(zhì)量改進(jìn)等提供參考。
 
一、 不同聚丙烯共聚物對(duì)熱封強(qiáng)度的影響 
 
    作為三層共擠的煙膜，其表層主要成份是具有自粘合的聚丙烯共聚物，目前國(guó)內(nèi)外常用的BOPP熱封材料主要有聚丙烯無(wú)規(guī)二元共聚物（乙烯/丙烯共聚物）如SOWAY KS413、Montel PLZ697、CHISSO XF7511等，無(wú)規(guī)三元共聚物（丙烯/乙烯/丁烯共聚物）如Solvay KS309、Sumitomo SP89 E-1、Montel EP3C39F以及混合物（三元共聚物與丁烯的混合物）如Schulman IS2739 ，這三種熱封材料各具特點(diǎn)，它們對(duì)煙膜的熱封性能具有不同的影響。 
 

 
圖１ 不同聚丙烯共聚物對(duì)熱封強(qiáng)度的影響
１-二元共聚物 ２－三元共聚物　�。常�　混合物 
 

分析與比較： 
 
     由于無(wú)規(guī)二元共聚物、無(wú)規(guī)三元共聚物和混合物三種熱封材料的熔點(diǎn)依次為135°C、125°C、和115°C，呈逐步降低的趨勢(shì)，因而它們的初始熱封溫度分別由高降至低，依次為115°C、105°C和100°C（以2.0N/mm２作為最低熱封線），由熱封曲線圖可以看出，這三種材料的熱封范圍分別為： 
 
     無(wú)規(guī)二元共聚物（115°C ～ 150°C） < 三元共聚物（105°C ～150°C） < 混合物（100°C～ 150°C）。 
 
     從無(wú)規(guī)共聚物到混合物，由于多相的存在以及乙烯含量的增加，薄膜的熱封范圍逐步增加，因此在配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考不同的包裝速度選用不同的熱封材料，例如，條合包裝和速度小于400包/分鐘的小包煙膜選用聚丙烯無(wú)規(guī)二元共聚物較為合適，而速度大于400包/分鐘的煙膜應(yīng)選用三元共聚物或低溫混合物。 
 
    值得注意的是，為使薄膜在加工時(shí)不產(chǎn)生粘輥現(xiàn)象，用于熱封的聚丙烯樹(shù)脂必須具有低的熱封溫度和高的熔點(diǎn)，這是熱封材料發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)。
 
二、 表層厚度對(duì)煙膜熱封強(qiáng)度的影響 
 
     熱封層材料為無(wú)規(guī)二元共聚物的22u標(biāo)準(zhǔn)配方的煙膜，表層、芯層厚度分別為0.8u/20.4u/0.8u和1.5u/19u/1.5u，在不同的熱封溫度下測(cè)出它們的熱封強(qiáng)度并繪制成下圖所示的熱封曲線圖： 
 

 
圖２　表層厚度對(duì)熱封強(qiáng)度的影響
１－表層厚度0.8um      2-表層厚度1.5um 
 

     由圖2可以看出，在一定的熱封范圍內(nèi)，薄膜的熱封強(qiáng)度隨著熱封層厚度的增加而增加。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)使用需要來(lái)控制熱封層厚度，一般情況下22u標(biāo)準(zhǔn)煙膜的熱封層厚度為0.8 ～ 1.2u ，對(duì)包裝速度較慢的條包煙膜，由于使用時(shí)熱封時(shí)間稍長(zhǎng)，可適當(dāng)調(diào)薄熱封層厚度。
 
三、 薄膜總厚度對(duì)煙膜熱封強(qiáng)度的影響 
 
     對(duì)標(biāo)準(zhǔn)配方的煙膜，表層熱封層厚度均為1.0 u，而芯層厚度分別為20 u、25 u和30 u ,在熱封范圍內(nèi)測(cè)出它們的熱封強(qiáng)度并繪制成如下所示的熱封曲線圖。由圖3可以看出，在熱封層厚度不變時(shí)，薄膜越厚，則在相同熱封溫度下熱封強(qiáng)度越小，因此生產(chǎn)厚膜時(shí)應(yīng)稍提高熱封層厚度。  
 

 
圖３　　薄膜總厚度對(duì)熱封強(qiáng)度的影響
１－-22um 2--27um 3-32um 

四、 電暈處理對(duì)煙膜熱封性能的影響 
 
     為了加快芯層添加劑的遷移速度，減少薄膜的靜電，根據(jù)需要也可以對(duì)薄膜施加電暈處理，但這會(huì)對(duì)薄膜的熱封性能產(chǎn)生負(fù)面的影響。例如對(duì)22u的標(biāo)準(zhǔn)煙膜施加電暈處理后（薄膜的表面張力為40mN/m），其熱封性能發(fā)生如下表所示的變化。 
 

表１　　電暈處理對(duì)熱封性能的影響

 
     由表1可以看出，薄膜施加電暈處理后，由于表層共聚物的化學(xué)元鍵受到破壞并且部份產(chǎn)生了交鏈作用，因而薄膜的初始熱封溫度上升，熱封范圍變窄，而熱封強(qiáng)度也下降了許多，因此，對(duì)包裝速度高于400包/分鐘以上的煙膜應(yīng)慎重考慮采用電暈處理工藝。
 
五、 添加劑對(duì)煙膜熱封性能的影響 
 
     BOPP 煙膜所用的添加劑主要有抗靜電劑、增滑劑、抗粘劑和增挺劑，現(xiàn)以不同配方的22u煙膜為例探討各種添加劑對(duì)煙膜熱封性能的影響。表２是試驗(yàn)樣品經(jīng)二周后的測(cè)試結(jié)果。 
 
      由表2可以看出，表層抗粘劑對(duì)薄膜的熱封性能沒(méi)有影響，表層超級(jí)增滑劑硅酮對(duì)熱封性能影響也影響不大，但加于芯層的增滑劑和抗靜電劑由于在時(shí)效處理期間遷移至表層后形成了增滑/抗靜電界面，因而導(dǎo)致了薄膜的初始熱封溫度升高、熱封范圍變窄和熱封強(qiáng)度降低。與增滑劑和抗靜電劑相反，芯層的石油樹(shù)脂增挺劑由于熔點(diǎn)低且自身具有一定的熱粘性，故大幅度改善了薄膜的熱封性能，其初始熱封溫度明顯降低，熱封范圍變寬，但應(yīng)注意，過(guò)量的加入會(huì)影響薄膜的熱滑動(dòng)性能。 

表２　　添加劑對(duì)熱封性能的影響 
 

六、 結(jié)論
 
1、聚丙烯二元共聚物熱封溫度高、熱封范圍窄，比較適合于中、低速煙膜，而三元共聚物和低溫混合物則特別適合速度高于400包/分鐘的煙膜，但在加工時(shí)應(yīng)注意防止粘輥現(xiàn)象的發(fā)生。
 
2、薄膜熱封層較厚時(shí)有利于改善薄膜的熱封性能，但表層厚度不變而薄膜總厚度過(guò)厚時(shí)，則薄膜的熱封強(qiáng)度會(huì)有所降低，因此不同厚度的煙膜其熱封層厚度應(yīng)有所不同。
 
3、使用電暈處理工藝會(huì)降低熱封范圍和熱封強(qiáng)度，高速包裝膜不宜使用電暈處理工藝。
 
4、芯層增滑劑和抗靜電劑對(duì)薄膜的熱封性能有一定的影響，應(yīng)根據(jù)使用要求合理選擇用量。
 
5、煙膜芯層加入石油樹(shù)脂增挺劑有利于改善薄膜的熱封性能，在生產(chǎn)時(shí)可適當(dāng)降低其熱封層厚度。