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中国塑协BOPET专委会主办

可热封聚酯薄膜(热封型PET)在香烟包装上的应用探讨

发布日期:2009-08-13  阅读次数:654

一、卷烟包装对塑料薄膜的基本要求

我国是卷烟生产大国,年生产香烟达6600多万箱,同时,我国也是卷烟消费大国,据统计,我国现有吸烟人数大约有3.5亿人,为全世界吸烟总人数的1/3左右。所以卷烟是一个很大的消费市场。卷烟包装分小包装、条包装和箱包装,以小包装和条包装而言,每年使用的塑料薄膜就达6-8万吨。这对塑料薄膜生产厂商来说,乃是一个极具诱惑力的获利市场。

卷烟既是一种大众化消费品,其中很大部分又是属于高档商品。因为在逢年过节及人们喜庆的日子里,或是在社会交际的场合,高档卷烟则是必不可少的。因此,卷烟的包装设计及对所用塑料包装薄膜的技术要求当然是很高的。烟用薄膜作为香烟的最外层包装,对品牌的定位显得更为突出。除了满足香烟的储存保护需要外,格外注重其市场的形象功效:包括规整的折叠、平滑的手感、清晰的显底效果及视觉的光亮感等。据介绍,烟用薄膜的基本要求有以下几方面:

1、满足不同的烟机、包装速度及较宽热封范围下的走机顺畅。在100—600包/分的机器速度下完成放卷、切割、下纸、折叠、热封和输送,甚至间歇的停止、启动全过程。

2、较好的抄包效果,主要指薄膜对烟包盒皮的卡位及薄膜相对于烟包折叠而成的规则的几何形状。

3、较长的保香、防霉变周期,防止香烟吸潮霉变,阻止烟草香气外逸,即要求较小的透氧透湿率,具有良好的阻隔性和保香性。

4、较好的显底效果及视觉的吸引,保证较低的雾度及较高的透明度和光泽度。

5、防止储存、运输过程中因磨花泛白起雾,具有较好的表面耐磨花、耐划伤性能。


二、传统烟包用BOPP薄膜的应用与不足

目前,卷烟小包装及条包装几乎全部采用的是BOPP薄膜中的一种,即通常所说的BOPP烟膜,BOPP烟膜多年来经过不断的工艺、配方改进,例如在光学性能、摩擦性能、热封性能、防静电性能等方面做了大量试验的工作,在质量上已能基本满足卷烟包装的要求,并得到普遍应用。但是也还存在某些不足之处: 

1、防红抗皱性问题。红色是我国最常采用的喜庆色彩,作为礼仪之品的香烟,则是喜庆活动中的必需品之一。红色几乎是各家卷烟厂设计烟盒的常用色。由于香烟纸皮红色油墨的残留溶剂的作用,BOPP薄膜会因为吸收这些残留溶剂而发生起皱现象。

2、防“水雾”问题。深色烟盒的设计具有高雅、尊贵的风格,但是深色烟盒所用油墨容易与BOPP薄膜产生反应,呈现出“水雾”状的外观缺陷,会导致薄膜的雾度大幅增加,从而使香烟包装失去平整、光洁、清晰的包装外观。

3、耐磨性问题。卷烟的小包或条包在包装、运输的流动过程中,难免会产生摩擦,因而容易使烟膜表面擦伤,严重时甚至起雾,造成烟标图案模糊不清晰,特别是在深色烟条包装上更为明显。普通BOPP烟膜表面硬度不高,比较容易被擦伤。

虽然,BOPP通过工艺、配方等手段,基本上能达到烟包的使用要求,但是,是不是已尽善尽美了呢?或者说,还有没有更好的薄膜材料能与之竞争呢?这就是我们需要探讨的问题。


三、可热封型BOPET薄膜应用于香烟包装的可行性探讨

BOPET薄膜是与BOPP同时迅速发展起来的新型包装材料。双向拉伸聚酯薄膜(BOPET)具有优良的综合性能,如透明度好、雾度低、光泽度高、机械强度大、弹性模量高,薄膜呈刚性,挺刮、耐折、阻隔性优良、易于印刷等性能,其应用领域十分广泛。BOPET的这些性能也正是烟包所要求的,甚至还要超过BOPP。

但是,由于PET本身是结晶型聚合物,它本身缺少香烟快速热封包装所需要的热封性能,因而在当时,普通BOPET薄膜无法拓展烟膜之应用领域,于是便失去了烟膜这块利润丰厚的市场。不过,随着科学技术的进步和对PET树脂共聚改性的成功,PET薄膜的热封问题现在已迎刃而解了。目前,在生产热封型BOPET薄膜方面所需的生产设备和原材料等都已具备,这就为BOPET跻身于烟膜包装领域带来可能性甚至于挑战性。

对聚酯共聚改性的思路是这样的:普通PET树脂是由对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)在催化剂的作用下缩聚而成的均聚物,在双向拉伸成膜的过程中,具有很大的结晶倾向。如果对其进行热封的话,便会产生收缩变形。为了破坏或削弱PET的结晶性,可用第三单体,如其它的二元酸或二元醇参与共聚,如PTA+EG+CHDM —→ PETG共聚树脂,其中CHDM就属于第三单体,这种PETG共聚酯是无定型结构,于是便具有良好的热封性能,同时又具有极佳的光学性能。

普通PET树脂,国内早已工业化生产,单线最大产能达20万吨/年以上。PETG共聚树脂,美国  Eastman公司和韩国SK公司都是PETG著名的生产厂商,质量稳定,货源充足。国内也已有不少厂家开发出PETG共聚树脂,所以热封型PET 薄膜的原料完全可以立足于国内,而不像BOPP烟膜的聚丙烯共聚树脂还要依赖进口。

在PET三层共挤的双拉生产线A/B/C结构中,只要在一个表层使用共聚酯PETG,而芯层和另一面表层则使用普通的PET树脂,通过三层共挤便可制得单面热封型的BOPET薄膜。

那么,可热封型BOPET薄膜应用于烟膜的可行性和优势在哪里呢?让我们先来看一下可热封BOPET与BOPP薄膜主要性能数据。

可热封BOPET与BOPP薄膜的主要性能对比表:略

由此可见,可热封BOPET用于烟包的可行性与优势表现在以下几方面:

1、PET的力学性能。BOPET薄膜的机械强度是各种塑料薄膜中最强者,拉伸强度极高,而且十分耐折叠。

2、PET的挺度和刚性。BOPET薄膜的弹性模量很高,是BOPP的2倍,弹性模量与薄膜的挺度成线形关系。由于聚酯大分子结构中含有苯环,故PET薄膜呈刚性、十分挺刮。

3、PET的光学性能。PET及PETG均具有优良的光学性能,它们的高透明度、高光泽度都优于BOPP。

4、PET的热学性能。PET长期使用温度为-60-120℃,短时可达150℃。其热收缩性可根据要求,进行适当调节。并且,BOPET不像BOPP那样要进行“时效”处理。

5、PET的耐溶剂性。PET耐一般化学腐蚀,耐油脂、耐溶剂侵蚀。

6、PET表面能高。PET薄膜未经处理的表面湿张力为42 m N/m(经过处理的表面湿张力达56m N/m以上),比经过处理的BOPP薄膜的湿张力38 m N/m还要高。PET是极性高分子材料,表面能高,有利于印刷。

7、与金拉线同属于聚酯。卷烟包装所用的金拉线是用PET薄膜制作的,它们同属于聚酯。因而在卷烟包装时具有相同的收缩率,不会出现像PET金拉线包封BOPP烟包有时会产生的起皱现象。

8、性价比。由于BOPET薄膜的机械强度高,薄膜刚性好,挺刮,因此,如用于烟包,可使用15μ厚的BOPET薄膜即可。而BOPP薄膜用做烟包时,常用的厚度为20-22μ。同时,由于石油行情的不断飙升,PP树脂的价格竟然已超过PET树脂的价格(原来PP树脂比PET树脂价格低很多)。这样算起来,作为烟包用膜,两者的成本基本持平,BOPET的性价比还要略高于BOPP。

综上所述,热封型BOPET薄膜在香烟包装上的应用应该是可行的,也是大有作为的。当然,还有一些具体的技术细节要考虑。例如,摩擦系数、爽滑性、收缩率、抗静电等问题都需要我们加以解决或完善。但是,我们已在BOPP烟膜上做了大量的研究工作,积累了丰富的经验,所以通过配方、工艺的调整,BOPET应用于烟膜的有关具体技术问题,在薄膜厂与卷烟厂双方配合与协作下,是不难解决的。

虽然,目前可热封型BOPET薄膜还不会取代传统的BOPP薄膜在卷烟包装上的应用,但是从卷烟包装发展的前景来看,这两种烟包材料平分秋色也许是可能的,至少可为卷烟厂对烟包薄膜材料提供一个可选择、比较的余地,并争取使卷烟包装走上一个新台阶。


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