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BOPP薄膜生产,应用与市场

发布时间:2012-01-30

本文简述了国内外BOPP膜的发展历史、主要特点、类别用途、目前的生产技术和未来的发展方向以及BOPP膜的原料、生产设备和市场的新动向。
    
引言:双向拉伸聚丙烯薄膜( BOPP )具有质轻、无毒、无臭、防潮、机械强度高,尺寸稳定性好、印刷性能良好、透明性好等优点,广泛应用于食品、糖果、香烟、茶叶、果汁、牛奶、纺织品等的包装,有包装皇后的美称。BOPP薄膜应用之广、污染之低以及对森林自然资源的保护,使其成为比纸张和聚氯乙烯( PVC)更受人欢迎的包装材料;制造工艺简易可靠、价格合理又使它成为比双向拉伸聚酯( BOPET )薄膜和双向拉伸尼龙( BOPA )薄膜更为普遍使用的包装材料。
    1.
国内外BOPP薄膜发展史 
    BOPP
膜生产技术于1958年由意大利蒙物卡蒂公司首创。1962年实现工业化在欧美及日本垄断生产,此后BOPP薄膜发展迅速,目前全世界的生产企业超过200家,近500条生产线。
    
我国从60年代初开始由北京化工研究院( 后迁入现晨光化工研究院)、北京电器科学研究院( 现桂林电器科学研究院 )及沈阳化工研究院( 后迁入现晨光三厂 )等单位摸索自行设计试制双向拉伸的工艺和设备,并陆续建成投产了一些规模较小、设备简单的生产线,当时主要是用来生产电工绝缘及电介质的BOPETBOPP膜,其中1975年正式生产了BOPP膜。为了适应更多行业的广泛需求,我国从1980年开始引进欧日美发达国家的部分或全套规模较大、自动化程度较高的生产线。到1985年全国只有佛山、广州、北京、燕山43000~6000吨低速进口包装薄膜生产线,年产能力只有1.8万吨; 19881989年进入成长期,到1990年全国发展到17BOPP工厂、21条低速生产线,年产能力达到8万吨,5年间增长4.4倍;19971998年我国BOPP进入第二个产能扩张高峰期,同时BOPP技术创新取得突破性进展,年产1.5万吨高速线广泛应用,到1998年全国共有43BOPP工厂、60条生产线( 其中11.5万吨高速线占15条 ),年产能力突破40万吨,8年间增长5倍,成为我国经济增长的亮点行业之一。在市场与效益和宽幅、高速生产线科技优势的吸引下,20022003年我国BOPP进入第三个产能扩张高峰期,据调查统计:到2002年末,全国BOPP厂家达到56家、92条生产线( 其中1.52.5万吨高速、宽幅生产线25条 ),年产能力约96万吨( 其中高速线58万吨,占60% )。到2003年末止,我国共有BOPP膜厂家82家,生产线123条,生产能力约为140万吨。从此使我国成为全球BOPP产出大国,使中国乃至亚洲地区供求关系发生新的变化。
    
特别值得一提的是:汕头远东装备公司于200212月份制造出整套与国际同类产品较接近的BOPP膜生产线设备,并一次试机成功。该生产线为三层共挤生产线,宽度4.2米,最大机械速度为180m/min 
    2 BOPP
膜的现状 
    2.1 BOPP
薄膜生产方法 
    
双向拉伸是对热塑性材料进行后续取向或同步取向而开发的技术。目前BOPP薄膜的生产主要管膜法和平膜法两大类。
    
双向拉伸方式:( 1 )管膜法;( 2 )平膜法,又分逐次双向拉伸和同步双向拉伸。
    
管膜法具有设备简单、投资小、占地少、见效快的优点。但由于它单机产量低、厚度公差大、热收缩率大,以致近来没有多大发展。
    
平膜法中的同步双向拉伸制得的产品具有各向同性的优点,但由于设备复杂、制造困难、成本高而未能发展起来。逐步双向拉伸为目前大多数生产企业所采用的方法,虽然制得的产品在拉伸强度、断裂伸长率、热收缩率等性能上纵向与横向有所差异,但对产品质量影响不大,而它却有产量大、速度快、幅度宽、产品质量稳定等优点。其工艺流程如下:
原料配制熔融塑化挤出过滤纵向拉伸横向拉伸电晕处理收卷时效处理分切成品。
    
采用逐步双向拉伸可以制得厚度为10μm60μm的成品薄膜,可用作单层或层压包装材料。通过改变设备和操作条件,也可生产出用作电容器底膜的厚度为2μm的薄膜或用于喷墨打印、购物袋底膜等方面厚度达170μm的合成纸。 
    2.2 BOPP
膜性能、类别和用途 
    BOPP
膜具有高透明度、光泽好、阻隔性好、抗冲强度高、耐低温等优点。其缺点是热合时易发生薄膜收缩( 热收缩烟膜利用其热收缩性能除外)。它的综合性能优于防潮玻璃纸、聚乙烯( PE )薄膜、PET薄膜。BOPP薄膜还具有极佳的印刷效果。代表的物性数据为:浊度<1.5%;光泽度>85%;拉伸强度( 纵向/横向 )>120/200MPa;断裂伸长率( 纵向/横向 )<180%/65%;弹性模量为17002500Mpa;脆化温度为-50℃
    BOPP
膜可与其它物殊性能的材料复合以进一步提高或改善性能,常用的材料有PE膜,流涎聚丙烯( CPP )膜,聚偏氯乙烯( PVDC )、铝膜等。
    BOPP
膜在双向拉伸薄膜中价格最低,用量最大,非常具有竞争力。按用途可分为:
普通型膜:一般用于印刷、复合、涂布( 胶粘带、PVDC涂布等 )领域;
热封型膜:香烟包装、普通包装和珠光膜包装( 主要用于冷冻食品、糖果包装 );
金属化膜:适用于真空镀铝;
电容器型膜:用制造电容器和金属薄膜电容器;
专用膜:如用于购物袋、邮件袋、喷墨打印,还有标签膜、拉线膜等。 
    2.3 
生产设备
    
目前生产逐次拉伸平膜法,设备的厂家主要有日本的三菱重工、日立制钢所、东芝机械、日立造船产业、德国布鲁克纳( Brueckner )、Lenzing、美国的Marshall&Williams、英国的Paiglish、法国的DMTCellier等公司,其中最具竞争力的BOPP技术是德国的布鲁克纳和日本的三菱重工公司的生产技术。
    BOPP
膜生产规模较大的公司有美国Mobil、英国ICI、德国WOLFF和意大利Montedison及日本的东洋纺等。国内BOPP生产主要集中在沿海开放省市,其中广东、江苏、上海、浙江的BOPP生产企业最多。目前国内BOPP薄膜生产线主要是引进德国布鲁克纳( 约占50% )和日本三菱重工公司(约占35% )。
    BOPP
薄膜生产线最高机械速度及薄膜幅宽发展如下:
    
每条生产线设计生产能力从1500吨、3000吨、4000吨、6500吨、9000吨、12000吨、15000吨、25000吨到35000吨,逐步加大。
    
我国最大的BOPP薄膜生产线将于2004年底建成投产,该生产线最高机械速度达400/分,薄膜幅宽10米,可生产1060μm厚的薄膜,产量将超过5/小时。该年产3.5万吨的BOPP项目将成为亚洲最大的BOPP薄膜生产线。
    
佛山塑料集团股份有限公司是我国目前最大的双向拉伸薄膜生产企业,是塑料加工行业进入全国500强的唯一一家企业。该公司双向拉伸薄膜生产能力达20万吨,包括BOPPBOPETBOPA等。其中BOPP薄膜生产能力达13万吨,能生产包括4μm金属化电工膜、电力电容器粗化薄膜,到各种特殊用途BOPP薄膜,包括镭射膜、高透明耐磨热收缩香烟包装膜、高强度热封膜、拉线膜、标签膜、防雾膜、抗静电膜、真彩高清晰印刷膜、爽滑膜和40μm170μm合成纸等等特种膜,成为我国双向拉伸薄膜行业的领先企业。
    
虽然我国BOPP生产线制造已有20多年的历史,但真正地发展还是近几年的事,与世界先进水平相比较,还有很大的差距,其中主要是:
    
 1 )在生产线规模上,国产的BOPP生产线比较成熟的还是年产量6000吨以内,这主要是制造技术和机套设备的差距,只适用于普通档次产品的生产。如汕头远东装备公司与桂林电科年合作生产的三层共挤薄膜生产线,其最大机械速度为180m/min,最大幅宽4.2m,年产能力为5800吨。
    
 2 )有些部位,如模头、厚度自动调节系统、分切机、电晕处理装置等以及大型挤出机尚需进口,国内还不能配套。 
    3 BOPP
膜的发展新动向 
    3.1 
市场动向 
    
AMI咨询公司研究,2003年全世界双向拉伸聚丙烯( BOPP )膜需求量已达到430万吨,并预测到2010年全球BOPP膜年需求量将达到600万吨。
    
BOPP膜的需求分配方面,亚洲和澳大利亚占31%居第一位;后面跟着的西欧(22.8% );北美( 19.8% );日本( 10.2% );拉丁美洲( 5.5% )以及东欧(3.2% ),其它国家BOPP薄膜用量占7.5%
    
据英国PCI薄膜咨询公司的研究报告预测,从2003年到2005年间,中国新增BOPP薄膜生产能力将占同期世界计划新增总能力的一半。从有关资料获悉,2003年中国BOPP膜需求约95100万吨,预测2004年增长到110120万吨。2003年产能力约为140万吨,2004年将达到190万吨,2005年达到200万吨以上。
目前世界主要地区的BOPP薄膜的年人均消耗量如下:
    
参考国外发达国家BOPP薄膜的发展情况和人均消耗量,分析我国BOPP薄膜今后市场需求的发展趋势:随着我国市场经济的发展和加入WTO后对外贸易不断扩大,以及国家启动经济、全面建设小康社会,作为商品包装的主要基材之一的BOPP薄膜,市场需求将越来越大。目前我国BOPP薄膜虽然严重供大于求,但那是暂时现象,估计到2008年左右,将会迎来BOPP薄膜的第四个春天
    3.2 
产品动向 
    
根据国外发达国家近几年的发展趋势,BOPP薄膜正从普通膜向多功能、超薄型和具有特种适用性、装饰性的特种膜发展,并已开发出许多品种,如:抗静电BOPP膜、BOPP爽滑膜、BOPP收缩膜、BOPP镭射膜、热封膜、消光膜、珠光膜、覆书膜、白膜、标签膜、防雾膜、易印刷膜、易撕开膜、易封口膜、拉线膜、高透明膜、高阻隔膜、透气膜、镀铝膜、电工膜、粗化膜等等。特种用途BOPP膜的开发应用,开拓了更广泛的市场领域,目前发达国家的特种膜的消耗已高于普通膜,而目前我国特种膜的产销量所占比例只有20%,使部分特种膜市场仍被进口膜所占领。
    
从应用领域调查分析:2003年我国消耗BOPP薄膜约95万吨,其中:印刷复合软包约占42%;粘胶带基膜约占19%;书刊、酒盒、纸箱、编织袋复膜约占15%;香烟包装约占7%,电工膜、镀铝膜基材约占3%;服装、鲜花包装约占7%;日用品、像册、礼品、化妆品、小商品包装约占7%。据专家分析,以上应用领域目前仍有一半以上被无包装、无复膜或低档次的吹膜,纸张包装所替代。随着我国农副产品深加工的发展和食品卫生标准,逐步与国际接轨,随着我国消费水平的不断提高和后加工的彩印复合、复膜、镀铝、涂布等行业的迅猛发展,对BOPP膜的需求存在极大的市场潜力。
    BOPP
薄膜的应用正朝着多元化、高质量和多层、非对称复合的方向发展。如:普通光膜对高速印刷的适应性、对浅网版印刷的适应性、金属化转移、高表面耐磨性、更高的热尺寸稳定性要求;珠光膜对更高光泽性适应标签膜的要求;消光膜可镀铝的要求;普通热封膜更高的热封强度的要求;高透气膜用于蔬菜、水果保鲜包装、合成纸、用于标签、购物袋、邮件袋、喷墨打印,还有激光全息防伪BOPP膜,纳米聚丙烯膜等等。 
    3.3 
设备动向 
    
随着高新技术的发展,世界BOPP膜生产设备的发展趋势呈现以下特点:
高速化:最快的生产线机械速度已达400m/min,预测新的生产速度将达到500m/min
高产能:单线的生产能力不断增加,以保证经济规模,目前最大的单线生产能力已达3.5万吨/年。
    
自动化水平更高:采用更先进的电脑控制系统,对整个生产线进行跟踪监测,及时迅速调整工艺参数,减少破膜、提高产品质量。
    
幅宽更大:目前幅宽为8.2米的生产线已经很普通,最宽达到10米,预测新一代生产线幅宽可达到1214米。
    
共挤多层化:目前七层共挤的生产线已经成熟,未来随着对多层共挤膜的更高要求,将促使生产线向更多层共挤方向发展。
    
此外,随着对高质量BOPP薄膜的需求,同步拉伸的聚丙烯工艺技术正在发展。意大利Bimo公司是最早制造同步拉伸生产线的公司之一,其设计是基于同步线性感应交流电动机组的创新性,同步双向拉伸聚丙烯( BOPP )薄膜生产工艺能显著地提高薄膜的质量,增加薄膜产品品种。Bimo公司研发的同步拉伸聚丙烯生产线已经被安装在一个新工厂中,估计年产量可达15000吨。该生产线最重要的优点是能够非常灵活地控制纵向的拉伸比,松弛比率和可能的后拉伸条件。与传统的逐次双向拉伸工艺相比,该工艺能生产包括各向同性薄膜、热定型薄膜、热收缩薄膜和超强薄膜在内的更多种类产品。另一个优点是质量高。这是因为挤出后薄膜在热状态下不与任何机械辊或其它机械部件接触,从而大大提高了薄膜的光学性能。
    3.4 
原材料动向
    BOPP
薄膜产能迅速扩大对PP原料的需求大幅增加,使PP原料供不应求,价格坚挺;PP原料受上游的石油、单体的行情和下游塑料加工行业的淡旺季的需求变化,以及国际政治、经济、关税、汇率等影响,价格容易产生波动,据专家预测2004年全球PP产能只增加不到2%(中国增长也只有6% ),而全球PP需求增长3%( 中国增长12%以上 ),国际塑料市场行情可望进入牛市2004年中国PP料自给率将从56.7%回落到52%,预计今年国产PP专用料将在7800~8800/吨高位波动;中东局势变化、美国经济复苏、中美贸易谈判、出口退税和进口关税调整、国家粮食补贴政策调整、农产品、能源、交通、钢材等生产资料价格变动等都会影响PP料价格波动,但受市场国际化和关税、汇率等影响,预计价格不会突破19889507/吨和199511125/吨的历史最高水平。
    
新一代PP树脂的出现将推动BOPP薄膜的质量进一步提高,如茂金属催化剂生产的等规PP将使膜具有更好的机械性能和光学性能、更低的熔点。Shell公司采用丁烯-1为共聚单体生产的无规共聚PPCefor系列,含量为11%的品种可用作热封涂层或收缩膜;含量为14%的品种可用作热封层热封起始温度为104℃
    
BOPP薄膜专用料的生产质量和工艺上,国内厂家的产品虽然与国外发达国家仍存在一定差距,但有的产品也可以与国外产品竞争。如九江石化厂开发的BOPP薄膜料已可与进口产品质量相媲美,并在汕头市场成功地替代了进口同类产品。上海石化公司利用自行研发的、拥有自主知识产权的生产工艺技术,开发出超高速BOPP专用料F280S,市场反映良好。
    4 
结语 
    BOPP
薄膜技术创新在全球取得突破性进展,高速、宽幅、多层共挤、电脑控制技术广泛应用,使产品质量提升、品种增多、用途更广、成本降低。BOPP薄膜被其他产品替代的可能性不大,反而可能替代纸张、喷镀金属薄膜及铝箔等用途,从而使消费量增长。


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