塑膠專欄
延伸在塑膠薄膜應用的解析
塑膠膜板
塑膠薄膜的延伸可分為單軸延伸及雙軸延伸，單軸延伸又有縱向延伸及橫向延伸之分，縱向延伸、橫向延伸及雙軸延伸的應用各有不同，如下表所示，本文章所提到的延伸是指薄膜冷卻後，再給予溫度延伸所產出的延伸薄膜。
塑膠薄膜之所以要延伸，有下列幾個目的：
1.薄膜更薄。
2.提升機械性質。
3.提升光澤度、透明度。
4.提升阻氣性。
5.可產生微孔，使薄膜產生透氣效果。
6.可使薄膜具收縮性。
延伸後的高分子，由於順向產生結晶，使得機械性質變好，阻氣性增加，表面的光澤度、透明性也會增加。
在微多孔薄膜方面，如紙尿布背面薄層，其主材質為PE/CaCO3，以平膜押出生產PE/CaCO3 膜，再以加熱的二滾輪間速度差產生延伸，使CaCO3附近產生微孔，即為所謂PE透氣膜。微孔大小與CaCO3粒徑、PE種類、配方、延伸倍率及滾輪溫度皆有關，一般的微孔大小在2μm左右。PE透氣膜一般是以平膜押出製造，也有少部份是以吹膜製程產出，再以縱向延伸產生微孔。PE透氣膜因添加CaCO3，其含量高達50%，會使PE透氣膜的強度降低，造成耐水壓偏低，所以，發展趨勢為高透濕、高耐水壓、高強度的透氣膜。
在收縮膜方面，生產的方式分成平膜押出與吹膜押出，平膜押出機押出薄膜後，以夾具夾持薄膜進行橫向延伸，則薄膜具有橫向收縮，可用於瓶、杯的標籤收縮膜。
以吹膜製程產出的收縮膜，國內主要有POF收縮膜、PETG收縮膜、PVC收縮膜。POF收縮膜主要材質為PP/PE/PP，PP放在外層經水冷卻，可顯現出來透明度及光澤度，是以三層吹膜經第一次吹脹及第二次吹脹所生產出來，在第二次吹脹時，同時具有縱向的滾輪速度差及橫向吹脹，使具有縱向及橫向的延伸，造成有縱向及橫向收縮的效果。吹膜製程的PP收縮膜也是如此。
PVC收縮膜、PETG收縮膜在吹膜製程方面若是在第二個bubble吹脹產生橫向延伸，縱向的滾輪速度差是小的，即橫向收縮率是大的，縱向收縮率是小的，可用於瓶、杯的標籤收縮膜。。
市售的PA6膜、PET膜及BOPP膜是經過雙軸延伸的薄膜，在雙軸延伸的製程中有平膜及吹膜兩種製程，平膜押出後先以二滾輪的速度差產生縱向延伸，再以夾具夾持薄膜進行橫向延伸。吹膜製程的雙軸延伸則是在第二個bubble吹脹時，同時進行縱向的滾輪速度差及橫向的吹脹。PA6膜、PET膜及BOPP膜印刷後，經烘箱去除溶劑及硬化，所以，PA6 膜或PET膜不能遇熱就產生變形，因此，在延伸的後段會有熱定性，以避免在往後的應用中，不會因熱而使PA6 膜、PET 膜及BOPP膜變形，具有耐熱性。所以，PA6 膜、PET 膜及BOPP膜是不具收縮性的。
延伸倍率與收縮率有關，以一般而言是成正比，但延伸倍率有其限度，與高分子結構及配方有關，意即不是每個材料、配方皆可有高的延伸倍率。
分段延伸與同時延伸所產出的物性是不同的，當然這與分子鏈的排列或結晶的狀況有關。
在吹膜方面的延伸，經第二bubble吹脹時，所使用的加熱方式也會影響收縮膜的物性，加熱方式有加熱片、紅外線、熱水，熱水的溫度頂多接近100℃，加熱片、紅外線的溫度可超過100℃，選擇哪一種加熱方式與材料本身的Tg、熔點及加工操作性有關。
圖一 縱向延伸微多孔膜設備
圖二 平膜押出雙軸延伸設備
圖三 吹膜雙軸延伸設備(http://extrusionist.com/extrusion-processes/films.html
塑膠薄膜之所以要延伸，有下列幾個目的：
1.薄膜更薄。
2.提升機械性質。
3.提升光澤度、透明度。
4.提升阻氣性。
5.可產生微孔，使薄膜產生透氣效果。
6.可使薄膜具收縮性。
延伸後的高分子，由於順向產生結晶，使得機械性質變好，阻氣性增加，表面的光澤度、透明性也會增加。
在微多孔薄膜方面，如紙尿布背面薄層，其主材質為PE/CaCO3，以平膜押出生產PE/CaCO3 膜，再以加熱的二滾輪間速度差產生延伸，使CaCO3附近產生微孔，即為所謂PE透氣膜。微孔大小與CaCO3粒徑、PE種類、配方、延伸倍率及滾輪溫度皆有關，一般的微孔大小在2μm左右。PE透氣膜一般是以平膜押出製造，也有少部份是以吹膜製程產出，再以縱向延伸產生微孔。PE透氣膜因添加CaCO3，其含量高達50%，會使PE透氣膜的強度降低，造成耐水壓偏低，所以，發展趨勢為高透濕、高耐水壓、高強度的透氣膜。
在收縮膜方面，生產的方式分成平膜押出與吹膜押出，平膜押出機押出薄膜後，以夾具夾持薄膜進行橫向延伸，則薄膜具有橫向收縮，可用於瓶、杯的標籤收縮膜。
以吹膜製程產出的收縮膜，國內主要有POF收縮膜、PETG收縮膜、PVC收縮膜。POF收縮膜主要材質為PP/PE/PP，PP放在外層經水冷卻，可顯現出來透明度及光澤度，是以三層吹膜經第一次吹脹及第二次吹脹所生產出來，在第二次吹脹時，同時具有縱向的滾輪速度差及橫向吹脹，使具有縱向及橫向的延伸，造成有縱向及橫向收縮的效果。吹膜製程的PP收縮膜也是如此。
PVC收縮膜、PETG收縮膜在吹膜製程方面若是在第二個bubble吹脹產生橫向延伸，縱向的滾輪速度差是小的，即橫向收縮率是大的，縱向收縮率是小的，可用於瓶、杯的標籤收縮膜。。
市售的PA6膜、PET膜及BOPP膜是經過雙軸延伸的薄膜，在雙軸延伸的製程中有平膜及吹膜兩種製程，平膜押出後先以二滾輪的速度差產生縱向延伸，再以夾具夾持薄膜進行橫向延伸。吹膜製程的雙軸延伸則是在第二個bubble吹脹時，同時進行縱向的滾輪速度差及橫向的吹脹。PA6膜、PET膜及BOPP膜印刷後，經烘箱去除溶劑及硬化，所以，PA6 膜或PET膜不能遇熱就產生變形，因此，在延伸的後段會有熱定性，以避免在往後的應用中，不會因熱而使PA6 膜、PET 膜及BOPP膜變形，具有耐熱性。所以，PA6 膜、PET 膜及BOPP膜是不具收縮性的。
延伸倍率與收縮率有關，以一般而言是成正比，但延伸倍率有其限度，與高分子結構及配方有關，意即不是每個材料、配方皆可有高的延伸倍率。
分段延伸與同時延伸所產出的物性是不同的，當然這與分子鏈的排列或結晶的狀況有關。
在吹膜方面的延伸，經第二bubble吹脹時，所使用的加熱方式也會影響收縮膜的物性，加熱方式有加熱片、紅外線、熱水，熱水的溫度頂多接近100℃，加熱片、紅外線的溫度可超過100℃，選擇哪一種加熱方式與材料本身的Tg、熔點及加工操作性有關。
圖二 平膜押出雙軸延伸設備
圖三 吹膜雙軸延伸設備(http://extrusionist.com/extrusion-processes/films.html