浅析BOPP薄膜的表面处理河北保定宝来塑料包装材料有限公司BOPP薄膜有“包装皇后”的美称，具有质轻、透明、防潮、透气性低、力学 强度高等优点，被广泛用于包装、复合等领域Bopp薄膜在印刷、复合、涂层 等操作时，其表面张力往往需要38达因以上，但由于聚丙烯属于非极性聚合物， 表面张力值相对偏低，因此BOPP薄膜生产时需要进行表面处理，以提高其表面 张力，改善聚合物的粘接性和润湿性，满足使用要求BOPP薄膜常用的表面处 理方式有两种：一种是电晕处理，另一种是火焰处理由于电晕处理简便易行， 处理效果好，因此薄膜生产厂家基本上都采用这一方式1. 表面润湿张力的测定BOPP薄膜的表面张力即润湿张力一般采用涂液法检测将乙二醇乙醚（表面 张力30mN / m）和甲酰胺（表面张力57mN / m）混合，可得到表面张力30~57mN /m的一系列测试液测试时，预先估计出薄膜的表面张力值，然后用脱脂棉将 测试液涂抹在薄膜表面，涂抹要在0.5秒内完成如果涂抹的液膜长时间保持2 秒以上不破裂，则用表面张力高的测试液再次测试；如果液膜在2s内破裂成许 多小液滴，则改用表面张力较小的测试液测试测试液的配方见下表。
测试液的配方甲酰胺（%）乙二醇乙醚（%）表面张力（达因/厘米）甲酰胺（%）乙二醇乙醚（%）表面张力（达因/厘米）01003067.532.5412.597.53171.528.54210.589.53274.525.54319813378224426.573.53480.319.74535653587134842.557.53690.39.75048.551.53793.76.35254463896.53.5545941399915663.536.540（用水做检测液其检测表面张力约为72达因/厘米）2. 电晕处理2.1电晕处理的原理在处理装置上施加高频高压电，使其电晕放电，产生细小密集的紫蓝色火花空气电离后产生的各种低温等离子在强电场的作用下，加速而冲击处理装置内的 塑料制品，这些等离子粒子的能量一般在几至几十电子伏特，与塑料分子的化学 键键能相接近，因此，能诱发塑料表面分子的化学键断裂而降解，断裂时产生的 自由基与等离子发生氧化、交联反应，使薄膜表面产生极性基团，增大表面粗糙 度在电晕放电时，还会产生大量的臭氧臭氧是一种强氧化剂，使塑料表层分 子氧化，产生羰基化合物、过氧化合物等另外，电晕处理还有除去油污、水汽 和尘垢等作用，经过上述物理和化学改性后，能明显改善塑料表面的润湿性和附 着性。
2.2电晕处理系统的结构电晕处理系统包括电晕辊及压辊、电极极板、排风系统、电气控制部分等组 成电晕辊一般是用耐高温、耐臭氧的硅橡胶或特殊聚氨酯弹性体制成的压辊 可使薄膜紧紧贴在电晕辊上，防止膜与辊之间存在空气而产生背面处理处理过程中产生的臭氧可通过排风系统排掉电气控制部分主要由控制柜、逆变柜、输出高频变压器等组成控制柜安装有PLC控制器、电源滤波装置、整流装置和外围控制单元PLC 控制器主要判断是否具备电晕投入的条件，及在工作过程中实时监控设备运行状 态，保证电晕系统可靠运行整流装置是把交流电源转换为直流电源，为调制高 频电压做准备；外控设备包括有高频变压器冷却风机、臭氧排风机风量开关、零 速传感器、电极开闭开关检测元件等逆变柜通过柜内电子控制单元将来自控制柜的直流电调制成高频交流电，再 送往现场的高频变压器高频变压器将调制好的高频交流电转换为高压，经电极极板和电晕辊对薄膜 放电，完成电晕的处理2.3影响电晕处理强度的因素2.3.1功率大小薄膜生产时所用功率大小是影响表面张力的最直接的因素一般情况下，加 大功率，表面张力加大但功率加到一定程度时，表面张力可能不再有明显的变 化此时需通过其它途径来调整表面张力。
2.3.2电极类型电晕处理采用单电极或双电极方式在处理效果上有一定的差别双电极与单 电极相比有多种优点：相同耗能情况下能产生更高处理值；可减少储存时表面张 力的衰减；可减少薄膜在电晕处理过程中的受热；可减少薄膜表面感应的静电2.3.3薄膜温度随着薄膜温度的升高，其它条件不变时，薄膜的表面处理值会相应变大因 此通过调整预热辊的设定温度，或调整横拉出口薄膜的温度来改善薄膜的表面处 理值，是工艺控制中经常采用的有效方法之一薄膜温度一般控制在40°C〜60°C 之间2.3.4生产线速度不同的生产线速度，薄膜在极板间停留的时间不同因此，电晕处理的电 极电压要随着生产线速度的变化作出相应的调整，随着生产线速度的增大而增 大2.3.5电极排风量电晕处理是一种低温等离子体处理在电晕处理过程中，等离子体会渗透薄 膜，破坏其化学键，激发自由游离基，与氧离子起作用形成氧化极化基，这些基 团会对薄膜的表面润湿特性产生影响等离子体在薄膜表面的浓度会直接影响电 晕处理的效果另外，在电晕放电时，还会产生大量的臭氧，臭氧是一种强氧化 剂，会加大薄膜的表面张力一般而言，电极排风阀门开启越大，薄膜的表面处 理值越小；反之，排风量越小则薄膜的表面处理达因值会越大。
调整排风量大小 也是控制表面张力常采用的方法之一但排风量太小，臭氧浓度太大时，不仅环 境恶劣，而且会对周围设备造成一定的腐蚀2.3.6表面材料聚丙烯可分为均聚物与共聚物，对两者来说，由于材料本身的差异，在经受 同样的电晕处理后，两者表面张力有很大的差异一般来说，离子体渗透进共聚 物的表面效能比均聚物更大，所以处理热封型薄膜的热封层时，会更加容易达到 更高的处理强度此外，在表层使用硅酮类爽滑剂时，会大幅降低薄膜的表面张力值即使在 非处理面使用硅酮类爽滑剂也会极大的影响处理强度抗静电剂迁移至表面后对BOPP薄膜电晕处理效果也会有一定的影响2.3.7电极极板及极板间隙电极极板与电晕辊之间的距离一般在2〜2.5mm之间在长时间使用后，极 板间隙可能会发生变形，从而影响薄膜张力的均匀，此时需要进行仔细校准，使 其基本均匀一致（极板间隙在调整时中间部位应比两侧稍大些，以补偿生产过程 中极板受热变形带来的影响）极板间隙对电晕处理效果有着一定的影响：一般 来说，在条件允许的情况下，尽量减小电晕辊与电极极板之间的距离，这样可明 显提高处理程度电极极板在长时间使用后，电极的表面会产生一层氧化物，从 而影响处理效果，这时可用铜刷、砂布等将其打掉。
2.3.8其它刚生产出来的BOPP薄膜需要放置几天进行时效处理在此期间，薄膜充分 的自由收缩，释放内应力，尺寸稳定性提高薄膜中的添加剂（如抗静电剂、爽 滑剂）在时效处理的条件下，会逐渐由芯层向表面层迁移时效时聚合物由无定 形变化成品体形，从而影响电晕处理的效果因为电晕放电是在空气中进行，所以空气湿度也会影响处理程度空气湿度 大（如南方的梅雨季节），处理效果往往不太理想2.4电晕处理对薄膜物理性能的影响电晕处理除了可以改变薄膜的表面达因值外，还会对薄膜的其他物理性能产 生影响，主要包括以下几方面：2.4.1摩擦系数薄膜处理面与非薄膜处理面相比，芯层迁移性的添加剂（包括抗静电剂及爽 滑剂）更容易通过薄膜处理面渗出ABA型（内、外两面配方结构相同）的薄膜， 未经电晕处理时内、外两面的摩擦系数是一致的，但是在经过电晕处理后，薄膜 处理面的摩擦系数值比非处理面的摩擦系数值低从生产到14天后，薄膜芯层的添加剂处于高速的迁移期，处理面与非处理 面的静、动摩擦系数都呈快速下降趋势，14天后数值趋于稳定由整体上比较， 处理面的摩擦系数较非处理面的摩擦系数低2.4.2收缩率由于电晕处理的过程中会产生一定的热量，因此薄膜的收缩率会有一定程度 的下降。
2.4..3热封强度在生产热封型薄膜时，表层一般使用两元或三元共聚物过高的电晕处理值 会引发共聚物间的交联作用，从而导致热封层失去热封效能因此实际生产热封 型薄膜时，如果调节较高电晕处理值，热封强度是一项必备的检测措施2.5电晕处理后的时效影响薄膜在储存期间，表面张力会随存放时间延长呈指数规律衰减衰减速度快 慢与存放环境温度、原料牌号、薄膜厚度等多种因素有关：相同电晕处理值，所用功率越大，衰减越慢；薄膜存放环境温度越高，衰减 速度越快，并且越彻底；含有添加剂的原料制成的薄膜衰减速度比没有添加剂的 要快，这是由于这些低分子量物质极容易析出，覆盖在薄膜的表面，使粘附性变 差；含有迁移性添加剂如抗静电剂、爽滑剂的薄膜，越易衰减，比例越大，衰减 越快；厚的薄膜衰减速度一般比薄的薄膜更快2.6常见故障及其它注意事项薄膜生产时，经常出现各种问题，如背面电晕、生产中电晕自停等背面电晕主要是由于薄膜与电晕辊之间卷入空气，在高压下空气电离所致 背面电晕会对薄膜的使用产生一定的影响，尤其是胶带膜、镀铝膜等产生背面 电晕时应检查以下方面：电晕辊或压辊是否不圆或表面存在缺陷；压辊压力是否 合适，压辊压力太大或太小都可能造成背面电晕；压辊两侧压力可能不一致；电 晕辊、压辊辊面是否脏，若脏进行清洁；辊速可能不匹配，可调整电晕辊、压辊 及前后临近各辊的速度；薄膜压辊之前展平不好，有条纹，可加装展平辊或调整 展平辊的角度、压力；可能情况下，适当降低电晕功率。
生产中电晕自停常发生在夏天，主要是空气中水分太大，极板潮湿严重时 会导致电晕不能启动有时逆变柜脏也可能造成生产中电晕自停电晕辊击穿一般是由于电晕辊老化，或横拉滴油被薄膜带到电晕辊上所致3. 火焰处理3.1火焰处理的原理极性火焰处理的原理是：薄膜经过火焰时，火焰中含有处于激发状态的—OH、-NH等自由基，这些自由基能与薄膜表面的氢结合，并引入一些极性 的含氧基团，生成羰基、羧基等极性基团，达到表面改性和活化等目的，从而使 薄膜表面的润湿张力增大o/\cl o\H据lb八one八Hc\He/OAc\c/CORE LAYER中冏屑3.2火焰处理系统组成火焰处理系统主要由电气控制系统、操作柜、混合气体发生器、燃烧器、 火焰处理辊及压辊、火焰处理辊冷却单元、燃烧器冷却单元等组成3.3影响火焰处理强度的因素火焰温度：取决于燃气种类以及燃气与空气的混合比火焰温度一般在1700 r左右薄膜表面与火焰处理器的距离：火焰从内到外通常分为焰心、内焰、外焰 三层焰心、内焰由于氧含量很低，不能用于处理而外焰部分与空气充分接触， 含有大量的氧离子，薄膜在此区域进行处理，能得到最佳的处理效果薄膜与火 焰处理器的距离是一个很重要的参数，一般在4~5mm左右，该距离在生产时基 本不需改变。
火焰处理辊的温度：火焰处理辊辊面温度必须均匀（误差在土3°C），辊面和辊 内水冷交换良好处理辊的温度按处理的薄膜类型来调整处理平膜时，辊温可 高一些；但处理对热敏感的热封膜或白膜时，辊温必须降低，以避免热封性能降 低混合气体流量：混合气体流量是调整处理值大小最常用、最直接的一个参数生产线速度：随着生产线速度的变化，混合气体流量要作出相应的调整3.4极性火焰处理的优点：与电晕处理法相比具有较多优点：处理水平高；衰减慢，并且衰减程度小于 电晕处理；处理深度浅，并能净化基材表面杂质，薄膜表面不会出现像电晕处理 后出现的粘物；处理较薄的膜时不会出现针孔；不产生臭氧；被处理材料光学性 能和物理性能不。