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公海赌船710手机版:影响薄膜滑爽性的因素

发布时间:2017-07-03

塑料薄膜添加剂是保障薄膜生产顺利进行和生产软包装产品质量保证的关键因素之一,也是用来调节塑料薄膜表面摩擦系数的常见方式。在塑料薄膜制作过程中,为了使塑料薄膜具有良好的爽滑性,通常采用在树脂中添加某种添加剂的方法,如添加防粘剂,以增加薄膜的粗糙度,减小薄膜的粘连阻力,从而提高爽滑性,同时也有利于薄膜在印刷、复合过程中与油墨和胶粘剂的附着更牢固。而薄膜表面粗糙度的大小、滑爽性的好坏与添加剂(如防粘剂)的种类、添加量、粒径与形状、分散性、表面处理等因素有关。

  一、薄膜滑爽性的影响因素

  对于同一种原料,影响薄膜滑爽性的因素,我们归结为以下几个方面:

  1、滑爽剂的影响

  在薄膜生产和使用过程中,经常会出现这样的现象:由于薄膜具有很高的摩擦系数,薄膜与薄膜或薄膜与金属表面产生相互黏附的情况,影响正常生产的进行。这种现象属于薄膜滑爽性不好导致的故障。为了让生产顺利进行,势必要减少薄膜的摩擦系数,提高薄膜滑爽性。而滑爽剂可以有效地提高薄膜的滑爽性,所以在塑料薄膜制作中得到广泛的应用。

  滑爽剂的种类有很多, 根据作用机理的不同可以分为迁移型和无迁移型。迁移型的滑爽剂,如传统的脂肪酸酰胺类滑爽剂,常用的有芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酰胺,是基于脂肪酸和氨基化合物(伯酰胺、某软包酰胺、双酰胺) 合成的。它们一般与聚合物相容性不好,只能较好溶于无定型聚合物熔体中,但当聚合物冷却并开始结晶时,它们会向塑料薄膜的表层逐渐迁移并覆盖在薄膜表面形成润滑层,从而降低塑料薄膜表面的摩擦系数,改善滑爽性。芥酸酰胺和油酸酰胺具有良好的外润滑性,芥酸酰胺比油酸酰胺耐高温性好,分解温度高达220℃,比较适合聚丙烯母料的生产和BOPP薄膜的生产。而油酸酰胺的分解温度在180℃左右。油酸酰胺和芥酸酰胺既可以用于PE薄膜,也可以用于PP薄膜。与油酸酰胺和芥酸酰胺不同,硬脂酸酰胺是另一类滑爽剂,它除了有滑爽效果外,还可以提供防粘效果,一般主要和芥酸酰胺或油酸酰胺结合使用。不同种类的滑爽剂的配合使用可以调节析出速度,达到不同的滑爽效果。滑爽剂的迁移速度一般与滑爽剂和聚合物的相容性好坏、分子量大小和分子结构有关,如具有相对较小分子量的伯酰胺类滑爽剂,具有较低的蒸汽压,容易挥发,可以迅速迁移至塑料薄膜表面,只能在短期内保持较低的摩擦系数;某软包酰胺类及双酰胺类滑爽剂与伯酰胺类滑爽剂相比,分子量较大,蒸汽压小,有较低的挥发性和较好的热稳定性,迁移速度相对较慢,可以在较长期内保持较低的摩擦系数。分子结构对迁移速度的影响,主要是由于分子结构不同导致与聚合物相互作用不同,从而形成不同的迁移速度。

  2、防粘剂的影响

  除了滑爽剂外,防粘剂的加入与否也会对薄膜的滑爽性产生重要的影响。滑爽剂是通过润滑层来降低摩擦系数,从而提高滑爽性的。然而有时候即使有滑爽剂的加入,也不能表现出良好的滑爽性,其中一个重要的原因是粘连力阻止了薄膜的相对滑动。这个时候,加入能够降低粘连力的防粘剂就变得很重要。

  PE、PP、PA等塑料薄膜都有粘连在一起的倾向,使膜层间分离困难,产生粘连,同时也会阻碍膜间的相对滑动,这种现象就称薄膜的粘连性,粘连性的好坏可以用粘连力大小来表征。粘连产生的机理还不完全清楚,但广为接受的观点是低分子量碎片或蜡质添加剂在薄膜表面形成黏附层造成的粘连。为了减小薄膜间的粘连,添加适当的防粘剂很有必要。

  防粘剂属于添加剂中的一种,可以分为无机和有机防粘剂。无机防粘剂常用的防粘剂有SiO2、TiO2、CaCO3、Al2O3、MgO、BaSO4、高岭土、滑石、沸石等,主要是粒径很小的固体粉末,加进薄膜表层可以形成凹凸状,使薄膜层与层接触时面积减少,相对滑动时阻力减少,同时也可以有效降低摩擦系数。有机防粘剂有交联的聚甲基丙烯酸甲酯、硅氧烷基硅微晶树脂、脂肪酸酰胺等,一般来说添加有机防粘剂的薄膜表面摩擦系数比无机物的低。在加工薄膜时,防粘剂(无机类)是必须添加的助剂。防粘剂的粒径一般在0.5~5um之间,并部分“埋在”薄膜的表层内。随着薄膜中添加剂含量的增加,薄膜的摩擦系数下降,表面粗糙度增大。表面粗糙度是指薄膜表面所具有的在较小间距上的微小峰谷不平度的微观几何尺寸特征的综合评价。恰当的表面粗糙度和摩擦系数,有利于印刷、复合、镀铝膜的附着。

  3、添加剂用量的影响

  添加剂含量不能太高,否则将严重影响印刷和复合的产品质量。一般添加剂在含量300ppm时(万分之三) 属于低爽滑度范围, 可以安全使用;若含量在500ppm时属于中爽滑度, 使用起来对复合的剥离强度有一定的危害, 应该慎重使用;若添加剂含量超过800ppm时,属于高爽滑度产品,坚决不能使用,否则印刷、复合等环节都会出现严重的质量问题。

  另外,干燥的油墨表面及固化后的聚氨酯胶层表面的润湿张力均在50达因以上,在粘接原理中, 表面润湿张力如果大的话, 表面容易湿, 也可以说是比较容易粘接材料。因此,想要达到较理想的复合牢度时,CPP、CPE膜表面润湿张力应达40达因;PET膜表面润湿张力应达50达因; 而BOPA膜表面润湿张力应达52达因以上才能使复合牢度达到较理想的水平。

  4、电晕处理度的影响

  在薄膜的生产过程中,为了使薄膜有良好的油墨润湿性或提升复合性能,必须进行薄膜表面电晕处理,以提高薄膜的润湿表面张力。然而,根据我们的经验,电晕处理会对摩擦系数和粘连力产生影响。一般来说,电晕处理后,电晕值越大,摩擦系数和粘连力也会越大,薄膜的滑爽性会有所下降。电晕处理对薄膜的作用主要有以下几个方面:1)电子在高压电场的作用下冲击薄膜,使薄膜表面的化合健断裂,形成自由基;2)空气在高压和电子作用下产生的臭氧或氧化氮类物质与薄膜表面的自由基发生反应,产生极性基团,如:羟基、酮基、醚基、羧酸基等。与此同时,由于表面化学键的断裂,可能会在表面形成小的洞穴,从而影响表面粗糙度,与表面状况有密切关系的摩擦系数和粘连力都会受到影响,这可能就是电晕处理对薄膜滑爽性造成影响的原因。

  5、使用条件(温度)对薄膜滑爽性的影响

  薄膜在实际使用中温度条件可能不一样:例如在热带气候条件下,或者是包装机热封杆的高温条件等。通常从30℃开始,薄膜的摩擦系数便急剧上升,这是因为常用的润滑剂已接近其熔点而变得粘结,测试时施加的力波动很大,呈现一种间歇性滑动或粘结效果。为了减轻这种间歇性滑动-粘结现象,需要使用另一种完全不同的耐高温润滑剂——硅酮,它由于是高分子量聚合物而具备独特的特性,即使在较高温度下摩擦系数仍然保持较低。

  6、熟化温度和时间对滑爽性的影响

  如果复合薄膜中的两层基材薄膜中的表层薄膜没有滑爽剂、热封层中有滑爽剂,那么,熟化后复合薄膜热封层热封面的摩擦系数可能会有明显的变化(例如大于0.2的变化幅度)。

  在较高的熟化温度(例如50℃以上)和较长的熟化时间(例如48h以上)作用下(蒸煮、水煮胶除外),热封层的表面摩擦系数会有明显上升,达到0.3或0.4的水平。而使用较低的熟化温度(例如40℃)及较短的熟化时间(例如24h),则摩擦系数变化不大(可维持在0.1~0.2间)。

  使用某些具有“抗助剂”性能的粘合剂进行复合加工后,在获得较高剥离强度的同时,热封层的摩擦系数也会明显地上升。减少涂胶干量及使用较低的熟化温度和较短的熟化时间虽能减少摩擦系数的变化幅度,也会牺牲部分剥离强度。

  7、薄膜表面结构和表面用料对滑爽性的影响

  薄膜表面结构也会影响滑爽性,表面太平滑会导致薄膜表面之间太贴服,相互接触的有效表面增大,滑动就会特别困难。而如果薄膜表面有一定粗糙度,表面贴近后相互之间有一定空隙,相互滑动就会较容易,所以有一定粗糙感薄膜表面摩擦系数较低。

  成品袋表面摩擦力低,会造成制袋收集困难,装物后没办法堆垛;摩擦力太大,则袋面相互粘连,装料和打码困难。所以要把摩擦力维持在一个合理的范围内。表层使用不同原料生产可以获得不同摩擦系数性能的薄膜。如表层使用聚丙烯均聚物,由于均聚物结晶度高,生产的薄膜刚性高而且薄膜表面硬度好,能获得较低的薄膜摩擦系数。

  二、滑爽性对薄膜生产、印刷、复合、制袋的影响

  1、对薄膜收卷张力和质量的影响

  复合收卷后的复合薄膜层间的压力及距离还与构成复合薄膜的各基材自身的厚薄均匀度及印刷图案的设计、墨层的厚度有着密切的关系。墨层越厚,则收卷后该部位的硬度就越大,则意味着该处的复合薄膜层间的压力越大、层间的距离越小,从膜中“外迁”出来的滑爽剂“迁移”到另一薄膜中去的机率就会更大、数量就会越多。其结果就是上述墨层厚的区域所对应的热封层表面的摩擦系数明显大于墨层薄或无油墨的区域所对应的热封层表面的摩擦系数。

  2、对自动包装、复合制袋过程的影响

  摩擦系数对于复合膜的使用是很重要的一个指标,不同用途的包装材料对摩擦系数有不同的要求。在自动包装机、制袋机使用中,随着设备的不断更新,生产速度不断提高,对复合膜摩擦系数的要求越来越高、越来越严格。一般要求自动包装膜卷的膜表面摩擦系数0.20~0.30之间,(指BOPA薄膜),在快速打码(制袋)中(250个/min以上)则要求更小一些。一些特殊工艺要求或有针对性产品,对于特别低的摩擦系数则应慎重对待, 可将膜与金属的摩擦系数控制在一定范围内,其中还应考虑薄膜在使用中的吸潮问题,如尼龙膜、玻璃纸在吸潮后的摩擦系数肯定更高。摩擦系数太小,走料不稳、牵动打滑、电子眼跟踪错位,制袋裁切出血或成品规格长短不一,废品增多。摩擦系数太大,膜与机摩擦力加大,材料拖动困难,会引起走料拉不动,使材料拉伸变形或拉破,同样不能生产。

  滑爽性主要受到添加剂种类和含量等的影响,同时也受电晕处理的影响。另外,薄膜使用环境、下游使用工艺条件也会对滑爽性造成影响。薄膜的滑爽性对薄膜生产、下游客户的使用都很重要。这就要求薄膜生产过程中,要对滑爽性进行控制,以便能够提供适当的滑爽性,添加适当的添加剂同时又不会由于添加剂的析出对下游客户的使用造成其他故障.