雙向拉伸薄膜工程技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展（下）

張友根(上海浦東新區(qū)，上海 201200)

（接上期）

3 多層共擠雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線設(shè)備綠色化技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線是由多種設(shè)備組成的連續(xù)生產(chǎn)線，包括：干燥塔、擠出機(jī)、鑄片機(jī)、縱向拉伸機(jī)、橫向拉伸機(jī)、牽引收卷與分切、控制系統(tǒng)等。

多層共擠雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線設(shè)備綠色化技術(shù)的創(chuàng)新達(dá)到生產(chǎn)線綠色化生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。

3.1 收卷設(shè)備綠色化技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

收卷張力控制技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展。收卷裝置完成對(duì)薄膜的恒張力（或隨著卷徑的變化，控制張力使按設(shè)定的規(guī)律變化）收卷。收卷系統(tǒng)應(yīng)該滿足能任意設(shè)定和控制張力及收卷過程中保持收卷的張力恒定，保證在各種線速度下都能穩(wěn)定收卷。

收卷自動(dòng)張力控制器利用恒定的張力控制方使整個(gè)生產(chǎn)達(dá)到理想的效果，從而提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率。更高的生產(chǎn)速度及生產(chǎn)工藝對(duì)張力控制提出了更高的要求。張力傳感器測(cè)控方式，張力傳感器安裝在張力檢測(cè)輥的軸承下面，將檢測(cè)到的薄膜張力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到張力調(diào)節(jié)器中，與原設(shè)定的張力信號(hào)比較后，進(jìn)行PID計(jì)算，然后輸入收卷電機(jī)控制器，達(dá)到控制收卷輥轉(zhuǎn)速的目的，控制精度高，檢測(cè)范圍寬，響應(yīng)速度快，線性好，缺點(diǎn)是不能吸收張力的峰值，機(jī)械的加速度難以處理，不容易實(shí)現(xiàn)高速切換卷等。全自動(dòng)張力伺服控制方式，系統(tǒng)由PLC可編程控制器對(duì)整機(jī)張力進(jìn)行控制，采用LCD彩色大屏幕觸摸屏進(jìn)行人機(jī)界面通信，控制精度高，反應(yīng)快，穩(wěn)定性好，可對(duì)張力控制的速度、張力、卷徑等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、顯示、修改，無論在低速還是高速都具有良好的控制性能，可實(shí)現(xiàn)錐度張力控制，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)速度及生產(chǎn)工藝對(duì)張力高精度控制。亞特克TC930卷徑張力傳感器測(cè)控方式，控制器能根據(jù)安裝在輥輪上的編碼器或接近開關(guān)輸出的脈沖信號(hào)，檢測(cè)出收料或放料的卷徑、卷料的實(shí)際張力，并根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)張力及實(shí)測(cè)張力經(jīng)PID運(yùn)算后自動(dòng)調(diào)整輸出信號(hào)來控制卷料的張力，自動(dòng)調(diào)整輸出信號(hào)來控制卷料的張力，同步功能可以跟蹤前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行速度，當(dāng)系統(tǒng)速度變化時(shí)，張力系統(tǒng)能快速跟蹤速度的變化，改變輸出值，使得整個(gè)系統(tǒng)能快速同步運(yùn)行，并保持較小的張力波動(dòng)。

轉(zhuǎn)塔式收卷裝置能保證薄膜滿卷時(shí)自動(dòng)或半自動(dòng)換卷，平穩(wěn)收卷。奧地利SML蘭精公司W(wǎng)4000系列收卷機(jī)共有幾種不同的型號(hào)，采用中心卷繞+接觸收卷模式，收卷機(jī)上采用薄壁卷芯技術(shù)，其3"收卷芯的重量?jī)H為350 g。從而能夠大幅度降低使用成本。碳纖維制造的超輕接觸棍有效提升卷繞的高度敏感性，碳纖維制造的收卷軸可有效防止臨界速度的產(chǎn)生，膜卷最大直徑可達(dá)400 mm，最大機(jī)械速度可分別達(dá)到725 m/min和1 000 m/min。其中，單轉(zhuǎn)塔用于收卷4膜卷（4×500 mm），雙轉(zhuǎn)塔用于收卷4膜卷（8×500 mm）或10膜卷（10×500 mm）。在收卷過程中，雙轉(zhuǎn)塔可將整幅膜分成兩個(gè)部分，然后將它們分別輸送到上、下轉(zhuǎn)塔中進(jìn)行收卷。當(dāng)要收卷6膜卷（6×500 mm）時(shí)，則采用單轉(zhuǎn)塔加中間支撐的特殊型號(hào)，或直接采用雙轉(zhuǎn)塔型。

3.2 分切設(shè)備綠色化技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

分切機(jī)組是生產(chǎn)線以外的獨(dú)立機(jī)組。完成將收卷后大母卷薄膜，分切成按用戶要求的寬度和長度的成品卷膜。

格貝爾艾瑪斯公司分切復(fù)卷設(shè)備：莫諾系列分切機(jī)，因特系列分切機(jī)和艾特2代分切機(jī)，涵蓋了整個(gè)從1 800～12 000 mm范圍的膜寬，并設(shè)定了薄膜分切的標(biāo)準(zhǔn)。用于分切BOPP、BOPET、BOPA、BOPS等薄膜。厚度在0.5～500 μm的材料可以在最高為1 500 m/min的速度下進(jìn)行分切，即使在最大速度下也可平穩(wěn)運(yùn)行，并保證最終產(chǎn)品的優(yōu)異質(zhì)量。設(shè)備的放卷直徑設(shè)計(jì)為最大 1 800 mm，復(fù)卷直徑最大1 550 mm，復(fù)卷站的最大成品卷載重為5 000 kg。設(shè)備采用中心收卷技術(shù)，全自動(dòng)尺寸規(guī)格調(diào)節(jié)。收卷站配備獨(dú)立壓輥和收卷臂，每卷獨(dú)立感應(yīng)和調(diào)節(jié)，保證每一成品卷達(dá)到良好質(zhì)量。而收卷站的收卷臂和壓輥可拼合，可收卷成更寬的成品卷。使用了數(shù)字交流技術(shù)，可高效回收電能，幫助減少操作成本并提高能效。

3.3 拉伸設(shè)備綠色化拉伸結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

縱橫雙向逐次拉伸技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)高點(diǎn), 寬度和速度已近極限, 拉伸機(jī)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新難有很大的突破。

雙向同步拉伸技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的薄膜生產(chǎn)技術(shù),拉伸機(jī)構(gòu)技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)應(yīng)用的前景很廣，國際上擁有同步拉伸技術(shù)的設(shè)備生產(chǎn)廠家一直在加大研發(fā)力度。雙向同步拉伸的結(jié)構(gòu)主要有以下兩種形式：機(jī)械欖閘式的拉伸機(jī)構(gòu)；線性電機(jī)的拉伸機(jī)構(gòu)。線性電機(jī)的拉伸機(jī)構(gòu)專利技術(shù)是德國布魯克納公司所擁有,設(shè)備技術(shù)和工藝條件都是比較先進(jìn)的, 但由于其配套成本很高, 日常維護(hù)較高, 目前還沒有在國內(nèi)得到推廣應(yīng)用。

在拉伸設(shè)備中，各種輥（包括預(yù)熱輥、拉伸輥和冷卻輥等）的設(shè)計(jì)對(duì)于薄膜的質(zhì)量控制，避免表面缺陷，防止在縱向拉伸的同時(shí)發(fā)生橫向收縮等都是很重要的。輥的型式、外徑，寬度、輥?zhàn)娱g隙、平行度、材質(zhì)和加工精度以及表面溫度控制等都會(huì)影響薄膜的拉伸質(zhì)量。

創(chuàng)新TDO的冷卻段溫度和風(fēng)量的均勻性的設(shè)計(jì)，創(chuàng)新風(fēng)道、風(fēng)嘴，夾子進(jìn)口帶入的風(fēng)量控制設(shè)計(jì)，減少橫拉伸過程中的弓型的弓高，保證薄膜的平整均勻性。

3.4 冷卻輥冷卻技術(shù)的創(chuàng)新

薄膜快速冷卻定型不但提高薄膜的光學(xué)性能（霧度和光澤度），而且提高薄膜的拉伸能力。確保薄膜兩側(cè)（冷輥側(cè)和水箱側(cè)）有同等的冷卻效率就變得至關(guān)重要，否則結(jié)晶結(jié)構(gòu)將不再均勻。傳統(tǒng)的螺旋流道式的冷輥，冷卻流道一般會(huì)超過300 m，水在流道內(nèi)停留的時(shí)間長達(dá)10 s。DMT特殊的噴水式冷輥（噴水在輥面的停留時(shí)間少于0.1 s）及高位水箱（冷輥直徑的90%），并輔以20根噴水管，確保了流延膜兩面得到高效均勻的冷卻。

3.5 多層共擠雙向拉伸模頭綠色技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

模頭是鑄片的關(guān)鍵，它直接決定鑄片的外形和厚度的均勻性。多層共擠雙向拉伸模頭為衣架型長縫模頭。模頭開度通過若干個(gè)帶有加熱線圈的推/拉式差動(dòng)螺栓進(jìn)行初調(diào)，并通過在線測(cè)厚儀的自動(dòng)測(cè)厚、反饋給模頭的加熱螺栓進(jìn)行模唇開度的微調(diào)。模頭能夠控制片狀流體的斷面形狀，自動(dòng)模頭還具有控制薄膜橫向厚度公差的功能。

多能化綠色雙向拉伸模頭。Nordson EDI公司ContourTM雙向拉伸模頭可將多歧管模頭或單歧管模頭與喂料裝置配合使用以實(shí)現(xiàn)共擠，能夠生產(chǎn) 9 層或更多層薄膜；通過多歧管模頭，利用精確的單層物料分配提高產(chǎn)品質(zhì)量；通過創(chuàng)新性喂料塊特長提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)換靈活性；適應(yīng)不同黏度的材料和部分覆蓋要求的設(shè)備，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的通用性；通過固定內(nèi)部幅寬調(diào)節(jié)裝置可實(shí)現(xiàn)依賴于工藝的薄膜結(jié)構(gòu)包邊，從而能夠通過更換內(nèi)部嵌塊改變覆蓋寬度；特定應(yīng)用需求定制工程設(shè)計(jì)和可選特性；采用活動(dòng)模唇進(jìn)行微調(diào)，可提供不會(huì)影響傳統(tǒng)唇夾氣隙的小型滑動(dòng)幅寬調(diào)節(jié)裝置；借助位于匯聚點(diǎn)的固定分料桿嵌件，無需額外模頭表面加工即可轉(zhuǎn)換料流幾何尺寸；通過可用的分體式喂料塊設(shè)計(jì)，降低日常清洗的停機(jī)時(shí)間。

膜邊高效回收利用直接成型。Nordson EDI公司ContourTM雙向拉伸模頭利用“裸邊”或部分覆蓋特性來減少裁剪，從而節(jié)省更多塑料原料材料，同時(shí)可節(jié)約能耗。

提高摸頭清潔高效化壽命周期，降低使用成本。摸頭使用各種高質(zhì)量結(jié)構(gòu)材料和表面拋光技術(shù)、模唇涂布技術(shù)/模唇激光硬化技術(shù)，降低析出物，實(shí)現(xiàn)清潔化高質(zhì)量高效的長時(shí)間生產(chǎn)。

Autofle×TMVI-RE 型全自動(dòng)模唇開度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。精確控制薄膜厚度，與常規(guī)的手動(dòng)調(diào)整相比，可節(jié)約大量的原材料。系統(tǒng)可在壓縮空氣或鼓風(fēng)機(jī)冷卻條件下運(yùn)行。通過靈活模唇模身上方的獨(dú)立加熱單元，消除模身、模唇與膨脹塊之間的熱傳輸。通過采用支持更為線性化的移動(dòng)的自動(dòng)模式，減少運(yùn)行調(diào)整。通過連接到每個(gè)膨脹塊的空氣冷卻，實(shí)現(xiàn)平衡的重復(fù)快速響應(yīng)。采用差動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，可以手動(dòng)微調(diào)。通過利用模唇調(diào)整單元的熱脹冷縮來對(duì)靈活模唇進(jìn)行精細(xì)微調(diào)。每個(gè)模唇調(diào)整位置配備包含加熱管和空氣冷卻通道的調(diào)節(jié)塊。系統(tǒng)固有的模唇人工調(diào)節(jié)裝置作為超馳控制裝置，以便在熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)正式進(jìn)入工作狀態(tài)之前以傳統(tǒng)的方式對(duì)模唇開度的一致性進(jìn)行大致的人工調(diào)節(jié)。熱調(diào)整系統(tǒng)利用每個(gè)調(diào)整點(diǎn)的電源來提高或降低調(diào)整塊的溫度，從而改變模唇開度。輕量化的膨脹塊，縮短了加熱和冷卻循環(huán)的響應(yīng)時(shí)間。功能模組，每個(gè)都帶有3～4個(gè)調(diào)節(jié)單元。這種模組設(shè)計(jì)使得自動(dòng)系統(tǒng)上的某些原本難以觸及的區(qū)域的易損件也變得易于更換。

3.6 雙向拉伸薄膜厚度智能化在線檢測(cè)設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

雙向拉伸薄膜工序上配備在線厚度檢測(cè)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)并調(diào)整，以使薄膜產(chǎn)品的均勻性平整度達(dá)到最佳，使其在符合要求的范圍內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)提高下游產(chǎn)品的質(zhì)量。雙重測(cè)厚系統(tǒng)提高薄膜厚度拉伸的均勻性。

自動(dòng)測(cè)厚系統(tǒng)由檢測(cè)、執(zhí)行及中央處理器等三部份組成。中央處理器根據(jù)單層厚度測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)層厚發(fā)出的信號(hào)，控制與層厚有關(guān)的技術(shù)參數(shù)。

智能化在線測(cè)厚系統(tǒng)，提高測(cè)量薄膜的厚度準(zhǔn)確率，有效組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)其對(duì)薄膜平整性的調(diào)整。只需把薄膜厚度控制公差輸入系統(tǒng)，整個(gè)控制過程在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成，排除了諸多的人為因素，使層厚公差控制在要求范圍內(nèi)，減少了原料消耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。法國SCANTECH公司開發(fā)的雙向拉伸薄膜厚度在線檢測(cè)，全自動(dòng)模頭螺栓對(duì)位控制系統(tǒng)軟件（Auto-Mapping software），利用前后二臺(tái)相同的X線測(cè)厚儀，完全相同，可以互換使用，各自獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，真正實(shí)現(xiàn)測(cè)厚儀剖面完全準(zhǔn)確的自動(dòng)對(duì)應(yīng)，不需要任何的人工干預(yù)，既便是在改變生產(chǎn)線速度或改變產(chǎn)品的寬度情況下，薄膜測(cè)厚儀能在每次掃描時(shí)根據(jù)所測(cè)薄膜剖面的變化，自動(dòng)調(diào)整螺栓的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系，為等質(zhì)量比例計(jì)算提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。模頭螺栓控制柜獨(dú)立運(yùn)行，從前后二臺(tái)測(cè)厚儀中分別讀取數(shù)據(jù)后直接計(jì)算并控制模頭螺栓。自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了剖面和螺栓的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，不管鑄片剖面如何變化，薄膜測(cè)厚儀都能精確跟蹤。自動(dòng)系統(tǒng)既可以用平均功率的方式控制模頭螺栓的加熱棒，也可以用設(shè)定螺栓溫度的方式來進(jìn)行控制。由于X線探頭的特殊性，可以始終掃描到膜邊以外全幅膜的厚度，為此專門設(shè)計(jì)的“邊膜剖面顯示”畫面，可以幫助客戶準(zhǔn)確地調(diào)整鏈夾區(qū)域的厚薄，從而有效地減少邊料的浪費(fèi)、提高產(chǎn)出比，且平衡模唇的開口，使融體在模唇開口橫向的流動(dòng)性達(dá)到相對(duì)的穩(wěn)定。軟件畫面顯示薄膜厚度剖面的狀況和變化，同一畫面中可以同時(shí)觀察最多20次累積剖面的變化，更直觀地顯示出剖面的波動(dòng)范圍，用于比較工藝參數(shù)調(diào)整前后的變化，根據(jù)這些狀況及變化，可以幫助我們分析判斷設(shè)備可能存在的問題，改善生產(chǎn)工藝，以及提高對(duì)設(shè)備的操作水平。系統(tǒng)參數(shù)直接顯示在屏幕上，方便了維修維護(hù)，同時(shí)也給遠(yuǎn)程診斷提供了條件。

3.7 智能化控制技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

廣東金明精機(jī)股份有限公司旗下汕頭市遠(yuǎn)東輕化裝備有限公司開發(fā)的BOPET-2600雙向拉伸成套設(shè)備，采用全自動(dòng)智能控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分散采集，集中控制，為車間及工廠的數(shù)字化、智能化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。適應(yīng)于光學(xué)膜工藝配方開發(fā)和小批量、多規(guī)格生產(chǎn)。智能化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：成熟可靠的光學(xué)膜制造工藝技術(shù)；計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)理論計(jì)算及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的傳熱技術(shù)；橫向拉幅鏈鋏平穩(wěn)、連續(xù)、耐磨、可靠地在工藝要求的曲線軌道上靈活運(yùn)行技術(shù)；現(xiàn)代優(yōu)化自適應(yīng)PID功能技術(shù)，采用SPC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，對(duì)技術(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)提供改進(jìn)措施，確保生產(chǎn)過程始終處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，以提高制品的質(zhì)量、精度、能耗等性能指標(biāo)。包括高精密擠出系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)反饋控制技術(shù)、高精度薄膜運(yùn)行張力閉環(huán)控制技術(shù)、加熱冷卻的溫度閉環(huán)控制技術(shù)等；光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

生產(chǎn)線在中央控制室能智能化、信息化地顯示產(chǎn)生報(bào)表：對(duì)生產(chǎn)管理部門：投入、產(chǎn)出數(shù)量，自動(dòng)打印出產(chǎn)量報(bào)表；對(duì)設(shè)備管理部門：設(shè)備各部件運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)、預(yù)防性維護(hù)措施；對(duì)質(zhì)檢管理部門：監(jiān)測(cè)產(chǎn)品線各工序薄膜質(zhì)量狀況及改善質(zhì)量；對(duì)高層管理部門：能耗、成本、計(jì)劃、產(chǎn)量、財(cái)務(wù)指標(biāo)、可持續(xù)性。

4 生態(tài)環(huán)保特種膜共擠雙向拉伸技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

持續(xù)創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境友好型高分子材料應(yīng)用于包裝產(chǎn)業(yè)的共擠雙向拉伸薄膜的成型技術(shù)，調(diào)整塑料包裝材料的綠色化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)生態(tài)環(huán)保薄膜資源節(jié)約型包裝產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，拓展生態(tài)環(huán)境友好型綠色包裝的發(fā)展空間。表1為BOPE薄膜典型性能。

表1 BOPE薄膜典型性能

4.1 BOPE薄膜技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展

BOPE是近年開發(fā)的新產(chǎn)品，比原吹塑或流延方法生產(chǎn)的聚乙烯薄膜在物理性能方面有較大的改善，帶來了剛性、韌性、光學(xué)性能和低溫性能的全面提升，能有效擴(kuò)大薄膜在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

BOPE薄膜優(yōu)于IPE和CPE薄膜的產(chǎn)品特點(diǎn)主要有：高挺度、高拉伸強(qiáng)度；熱封強(qiáng)度高、抗穿刺強(qiáng)度高；高透明、高光澤；極好的低溫抗針孔性，極好的低溫柔韌性，高耐磨性和抗沖擊強(qiáng)度；潤濕張力保持時(shí)間長；具備易撕性能，可縱橫雙向直線撕裂，撕口整齊?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，使用BOPE薄膜以一半厚度替代IPE或CPE薄膜與BOPA或BOPET等干式復(fù)合，具有相近的熱封強(qiáng)度和挺度，替代結(jié)構(gòu)15 μmBOPA(或12 BOPET)//PE中的傳統(tǒng)PE用于-18℃冷藏，可大大降低破袋率。正是由于BOPE的性能優(yōu)異，BOPE薄膜可廣泛用來替代IPE和CPE薄膜與BOPA或BOPET及鋁箔等干式復(fù)合或擠出復(fù)合制袋，或單層熔封制袋，或涂布加工等，減薄包裝厚度，節(jié)省成本，用于各種食品或日用品等的包裝，尤其在冰塊、速凍食品、海產(chǎn)品、粉體、液體和重包裝等包裝領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。

PE分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱性高，結(jié)晶速率快、結(jié)晶度高，生產(chǎn)BOPE的技術(shù)難度較高。不同分子密度的PE在拉伸過程中表現(xiàn)的行為也不同。為有利于拉伸，選用分子密度低的LLDPE作原材料，進(jìn)行改性，做成拉伸專用LLDPE。

BOPE的加工工藝與BOPP類似，其前半段熔融擠出與流延法相似，后面增加了縱向和橫向拉伸段。m-LLDPE原料，經(jīng)過擠出機(jī)熔融擠出，然后經(jīng)冷卻輥或水槽冷卻控制其結(jié)晶速率和結(jié)晶度，冷卻后形成厚片，厚片再加熱，用平膜法雙軸取向分步拉伸輥縱向拉伸后進(jìn)入拉幅機(jī)預(yù)熱實(shí)施高倍數(shù)橫向拉伸和熱定型，最后經(jīng)過測(cè)厚、切邊和后處理，卷取即制得BOPE薄膜，經(jīng)過時(shí)效處理后即可按規(guī)格進(jìn)行分切。

日本三井化學(xué)公司最先開發(fā)出使用特定茂金屬催化劑生產(chǎn)的適合平模雙向拉伸的m-LLPE，并世界首創(chuàng)BOPE，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

佛山塑料科技集團(tuán)有限公司、廈門順峰包裝有限公司和廣東德冠包裝材料有限公司采用m-LLDPE生產(chǎn)BOPE，但未見BOPE成熟產(chǎn)品推向市場(chǎng)。廈門大學(xué)和廈門順峰包裝有限公司在多年合作基礎(chǔ)上，聯(lián)合中國石化北京化工研究院，突破專用雙向拉伸PE原料性能的開發(fā)中的技術(shù)難題，直接在現(xiàn)有的BOPVC設(shè)備上生產(chǎn)出多層共擠雙向拉伸BOPE，幅寬4.2 m，拉伸速度達(dá)到195 m/min。

創(chuàng)新PE拉伸料性能及加工技術(shù)，拓展BOPE應(yīng)用領(lǐng)域。陶氏化學(xué)公司旗下包裝與特種塑料業(yè)務(wù)部在ProPak China 2017推出一款創(chuàng)新型材料——雙向拉伸聚乙烯(TF-BOPE)專用料。TF-BOPE材料采用了陶氏化學(xué)專有的催化劑技術(shù)和聚合物工藝，使得一個(gè)單一的包裝材料，可以滿足多樣化包裝性能的要求。霧度僅是傳統(tǒng)PE產(chǎn)品的20%，光澤度比傳統(tǒng)PE提升50%，沖擊強(qiáng)度傳統(tǒng)PE提升250%以上。

陶氏化學(xué)與廣東德冠薄膜新材料股份有限公司和福建凱達(dá)集團(tuán)有限公司展開合作，依托德冠在BOPP膜上的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)聯(lián)合凱達(dá)在下游產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換和生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)及品牌商的聯(lián)系。德冠在生產(chǎn)過程中克服了雙向拉伸聚乙烯TF-BOPE薄膜在BOPP設(shè)備上的各種困難，實(shí)現(xiàn)了TF-BOPE薄膜在BOPP設(shè)備上的無縫切換。

BOPE主要向兩個(gè)方向發(fā)展：其一，TF-BOPE產(chǎn)品的單層應(yīng)用，即直接應(yīng)用在標(biāo)簽上面做面材和底材。其二，由具有不同功能層的單一PE材料組成的多層膜的開發(fā)。

4.2 雙向拉伸水溶性PVA薄膜生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新現(xiàn)狀和進(jìn)展[23]

PVA具有降解徹底、使用安全方便等環(huán)保特性，無論是原料選擇，還是加工和消費(fèi)過程，都沒有或者不釋放有毒、有害物，有利于環(huán)保與實(shí)現(xiàn)綠色消費(fèi)，屬于環(huán)境友好產(chǎn)品。水溶性PVA薄膜可完全降解為CO2和H2O，以厚度為25 μm的薄膜為例，其在20～80 s內(nèi)即可完全溶解。未來幾年P(guān)VA薄膜在全球的年增長率為8%～10%，包裝薄膜市場(chǎng)潛力巨大。

PVA系水溶性物質(zhì)，制膜工藝條件有別于熱塑性塑料。目前，薄膜的成型工藝主要采用擠出流涎法和擠出吹膜法。兩種成型工藝存在質(zhì)量不易控制、效率低、能源消耗高等綠色缺陷，在一定程度上制約了PVA薄膜的廣泛應(yīng)用。雙向拉伸水溶性PVA薄膜在強(qiáng)度、韌性、剛性、尺寸穩(wěn)定性、光學(xué)性能、厚薄均勻性方面同比擠出流涎法和擠出吹膜法具有無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

蘭州三環(huán)新技術(shù)開發(fā)公司研發(fā)的“水溶性PVA薄膜雙向拉伸滾筒法制膜生產(chǎn)技術(shù)”與現(xiàn)有的工藝方法相比，具有工藝流程短、設(shè)備投資少、占地面積小、耗能低、噪音小、生產(chǎn)環(huán)境清潔的優(yōu)點(diǎn)。由于成膜與固化 (干燥)在滾筒上同步完成，成膜均勻，很好地解決了濕法生產(chǎn)中的快速成膜、快速脫膜，連續(xù)高效等技術(shù)難點(diǎn)，產(chǎn)品平展度好，品種規(guī)格調(diào)解范圍大，可適應(yīng)市場(chǎng)上多種規(guī)格包裝用膜的制造要求。因該生產(chǎn)工藝強(qiáng)化了后熟和雙向拉伸措施，進(jìn)一步提高了產(chǎn)昂性能指標(biāo)。用該技術(shù)生產(chǎn)出的PVA薄膜，其特性表現(xiàn)得相當(dāng)充分，由于添加劑少，強(qiáng)度高，透明度好，所以應(yīng)用廣泛。該技術(shù)的研發(fā)是在已有的專利發(fā)明基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，其設(shè)備和工藝均不同于現(xiàn)有的同類薄膜制造方法，在國內(nèi)目前處于領(lǐng)先水平。

5 雙向拉伸技術(shù)拓展生物降解塑料薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域

PLA原料來源于可再生植物的一種環(huán)境友好材料，它不僅具有良好的物理性能，還具有良好的生物相容性和降解性能，在堆肥條件下2～3月內(nèi)即可完全分解。

PLA在通過雙向拉伸定型后消除了自身的致命弱點(diǎn)，還完整地展現(xiàn)出除可生物降解之外的其他特有的性能優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過雙向拉伸并熱定型的BOPLA物理性能[3]可達(dá)到：耐熱溫度可提高到100℃；抗拉強(qiáng)度MD135 MPa、TD150 MPa；斷裂伸長率MD105、TD95；透光率92；霧度0.5；光澤度110；熱收縮率MD5、TD5；表面張力38 Ma.m-1，消除了自身的致命弱點(diǎn)，改善了自身材料應(yīng)用特性，這無疑為產(chǎn)品的應(yīng)用打開了一扇通往塑料包裝市場(chǎng)的大門。利用BOPLA的扭結(jié)保持性、易印刷性、高透明和高亮光以及可熱封等優(yōu)良特性，100 μm以下在鍍鋁、彩印、熱復(fù)合膜；糖果、肉脯扭結(jié)包裝膜以及各種食品、辦公文具、衛(wèi)生洗滌用品等一次性包裝套、袋方面獲得廣泛的應(yīng)用空間。利用BOPLA優(yōu)異的折疊穩(wěn)固性和透明性等優(yōu)良性能，200 μm左右的BOPLA膜片是高檔透明折疊盒用材的優(yōu)選。雙向拉伸的厚片提高了片材的韌性和耐溫，應(yīng)用于食品熱壓、塑成型的電信電話卡、包裝容器及一次性餐盒等方面，應(yīng)用空間廣闊。

瓦克公司已經(jīng)開發(fā)出A-B-A結(jié)構(gòu)的三層共擠雙向拉伸膜，從而進(jìn)一步提升薄膜的性能。薄膜中間層（B層）含有大量的VINNEX?8880，而外層（A層）則是純PLA。VINNEX?8880可提高PLA機(jī)械性、抗沖擊強(qiáng)度。在PLA中添加VINNEX?2525能改善熔體強(qiáng)度，還能提高拉伸因子。

泰國AJ Plast公司開發(fā)了具有良好的可印刷性、極佳光澤度和透明度的Ingeo雙向拉伸薄膜，應(yīng)用于鮮花、糖果、沙拉、面包等包裝。

6 結(jié)語

共擠雙向拉伸作為一項(xiàng)高科技的綠色化薄膜的生態(tài)環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)一步開發(fā)的潛力和空間廣闊，共擠雙向拉伸薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域的特種前景無限。

特種薄膜需求量很大。共擠雙向拉伸是生產(chǎn)特種薄膜的主要工藝技術(shù)。共擠雙向拉伸薄膜工程技術(shù)創(chuàng)新以“現(xiàn)實(shí)需求”和“潛在需求”的實(shí)現(xiàn)實(shí)體環(huán)境保護(hù)的特種薄膜為對(duì)象，創(chuàng)新成型原料、成型設(shè)備、成型工藝。薄膜強(qiáng)度 ＞270 MPa的高強(qiáng)度薄膜、薄膜收縮率 ＞70%高收縮薄膜、薄膜霧度 ≤1%的光學(xué)薄膜、薄膜收縮率 ≤1%的耐溫低收縮薄膜等特種雙向拉伸薄膜工程技術(shù)有待創(chuàng)新開發(fā)，對(duì)于提升我國綠色化薄膜的生態(tài)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展水平、調(diào)整塑料包裝薄膜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大市場(chǎng)機(jī)遇具有重要的意義。