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[誤區(qū)]無溶劑複合後PE薄膜摩擦系數爲什(shén)麽會增大(dà)?

發布時(shí)間:2020-01-13 13:58:27 文章(zhāng)來(lái)源:zgnpayia 點擊次數:1862次

  無溶劑複合中有這(zhè)樣一個(gè)現象:聚乙烯薄膜經無溶劑複合熟化(huà)後,摩擦系數出現異常增大(dà),自動包裝帶不動或包裝袋開口性不良,不能正常使用(yòng);檢查基膜的(de)摩擦系數時(shí)又很爽滑,同時(shí)無溶劑複合邊緣未塗膠的(de)聚乙烯也(yě)很爽滑,很顯然經無溶劑複合熟化(huà)後,薄乙烯薄膜的(de)摩擦系數增大(dà)了(le),這(zhè)與無溶劑膠水(shuǐ)直接相關。

  一般分(fēn)析認爲:無溶劑膠水(shuǐ)中的(de)聚醚成份會吸收薄膜中的(de)爽滑劑,使得(de)已析出到聚乙烯薄膜熱(rè)封面的(de)爽滑劑成份大(dà)量向内遷移,造成熟化(huà)後摩擦系數異常增大(dà)。

  加工第 一步:吹膜

  吹制三層共擠薄膜時(shí),一般在隻在薄膜的(de)熱(rè)封層使用(yòng)高(gāo)爽滑性的(de)料子或添加一定量的(de)開口爽滑母料,而在電暈層一般使用(yòng)不含或爽滑劑含量很低的(de)粒子,中間層根據薄膜的(de)厚薄使用(yòng)不含或中等爽滑劑含量的(de)粒子,可(kě)見吹制出的(de)三層共擠薄膜其中爽滑劑含量存在明(míng)顯的(de)梯度,由于爽滑劑在樹脂中的(de)溶解度有限,多(duō)餘的(de)爽滑劑會逐漸遷移到時(shí)薄膜熱(rè)封層的(de)表面,而使薄膜的(de)表面摩擦系數進一步降低。

  三層共擠薄膜中熱(rè)封層内的(de)爽滑劑成份除了(le)向熱(rè)封層表面遷移外,還(hái)有一部分(fēn)會向共擠薄膜中爽滑劑濃度較低的(de)芯層和(hé)電暈層遷移,形成以溶解度爲基礎的(de)濃度平衡。

  加工第二步:無溶劑複合加工

  無溶劑複合是在電暈層一側加了(le)一層具有能吸收爽滑劑成分(fēn)的(de)膠水(shuǐ),并在一定溫度如40度下(xià)放置24小時(shí),在這(zhè)樣一個(gè)過程中,已析出到熱(rè)封層表面的(de)爽滑劑還(hái)會(沿箭頭方向)往薄膜内遷移,有的(de)被膠水(shuǐ)層吸收,到一定程度後薄膜表面的(de)爽滑度降低,摩擦系數增加很大(dà)。

  圖8-9 吹膜圖示            圖8-9 複合後爽滑劑遷移圖示

  聚乙烯薄膜經無溶劑複合後,其薄膜表面爽滑劑向膜内遷移,其遷移速率受多(duō)方面的(de)影(yǐng)響。

  無溶劑膠黏劑中的(de)聚醚成份會吸收一部分(fēn)爽滑劑,使得(de)薄膜與膠水(shuǐ)相貼合界面的(de)爽滑劑濃度降低,使薄膜中的(de)爽滑劑分(fēn)布形成高(gāo)濃度梯度,而高(gāo)濃度部分(fēn)的(de)爽滑劑會向低濃度部分(fēn)遷移,直到建立新的(de)濃度平衡。很顯然膠水(shuǐ)層将薄膜内的(de)爽滑劑成分(fēn)吸附量越多(duō),對(duì)PE複合膜摩擦系數的(de)影(yǐng)響就會越大(dà),這(zhè)與膠水(shuǐ)成分(fēn)及塗膠量密切相關。

  溫度對(duì)薄膜内爽滑劑的(de)濃度平衡有明(míng)顯影(yǐng)響,随著(zhe)溫度升高(gāo)膠黏劑對(duì)爽滑劑的(de)吸收量會增加,薄膜内爽滑劑的(de)溶解度也(yě)相應增加,出現了(le)更高(gāo)的(de)濃度梯度,爽滑劑将加快(kuài)内遷移速率,直到建立新的(de)濃度平衡點。在這(zhè)一過程中,薄膜表面的(de)爽滑劑量會減少,多(duō)層爽滑劑層變成單層爽滑劑層,甚至單層爽滑劑層也(yě)不完全,此時(shí)就會出現薄膜摩擦系數異常增大(dà)的(de)現象。

  另外,在一溫度條件下(xià)新的(de)平衡點的(de)建立需要足夠的(de)時(shí)間,如果這(zhè)個(gè)平衡點建立時(shí)間大(dà)于熟化(huà)時(shí)間,則複合膜出熟化(huà)室後,由于通(tōng)常熟化(huà)溫度高(gāo)于室溫,終止了(le)爽滑劑内遷移過程,這(zhè)是有時(shí)從熟化(huà)時(shí)間上來(lái)控制摩擦系數的(de)原因。當然,熟化(huà)過程的(de)平衡點也(yě)是動态的(de)過程,随著(zhe)無溶劑膠黏反應的(de)進行,分(fēn)子量不斷增大(dà),對(duì)爽滑劑的(de)吸收能力也(yě)在下(xià)降,但其中聚醚成份的(de)分(fēn)子鏈段并沒有改變,吸收爽滑劑性能仍然存在。

  複合膜完成規定的(de)熟化(huà)時(shí)間後,在較高(gāo)的(de)溫度條件下(xià)膠層及薄膜自身對(duì)爽滑劑的(de)飽和(hé)溶解度較高(gāo),在複合膜的(de)熟化(huà)過程中有大(dà)量的(de)爽滑劑會遷移到膠層的(de)界面被膠層吸收,一旦溫度降低後,膠層及内層薄膜對(duì)爽滑劑的(de)溶解度随之降低,室溫越低其溶解度也(yě)相應越低,這(zhè)樣超出膠層及薄膜溶解度部分(fēn)的(de)爽滑劑将析出到薄膜與膠層的(de)界面上,一旦形成了(le)弱界面層,則會引起剝離強度的(de)衰減下(xià)降,這(zhè)也(yě)是無溶劑複合膜剝離強度可(kě)能出現大(dà)幅衰減的(de)原因之一,而且薄膜中所添加的(de)爽滑劑含量越高(gāo),引起這(zhè)種剝離強度衰減的(de)可(kě)能性也(yě)相應增加,這(zhè)就是過量添加爽滑劑解決PE無溶劑複合膜摩擦系數問題的(de)質量風險所在。有時(shí)我們剝開複合膜,表現爲界面分(fēn)離現象,某一側界面上(可(kě)以是膠層與内層膜的(de)複合界面,也(yě)可(kě)能是膠層與次内層薄膜的(de)複合界面)明(míng)顯有一層用(yòng)手可(kě)擦去的(de)白色物(wù)質,這(zhè)一層物(wù)質就是爽滑劑成分(fēn)。無溶劑膠黏劑中的(de)聚醚成分(fēn)較多(duō),雖然對(duì)PE無溶劑複合膜的(de)摩擦系數影(yǐng)響較大(dà),但能容納的(de)爽滑劑析出量也(yě)較大(dà),複合膜的(de)剝離強度也(yě)可(kě)能較高(gāo)。可(kě)見,在特定的(de)生産工藝條件下(xià),複合膜的(de)摩擦系數與剝離強度需要找到一個(gè)兼顧點,薄膜中爽滑劑的(de)含量多(duō)少爲宜,要經過實際測試論證。但,多(duō)數軟包廠沒有吹膜工序,是外購(gòu)PE薄膜,這(zhè)就增加了(le)PE無溶劑複合膜的(de)不可(kě)控因素。

  複合膜完成規定的(de)熟化(huà)時(shí)間,在室溫存放時(shí),随著(zhe)溫度的(de)降低,内層聚乙烯薄膜中的(de)爽滑劑除了(le)遷移到膠層與薄膜的(de)界面上,還(hái)會有一部分(fēn)從薄膜内部再次向外遷移薄膜的(de)熱(rè)封層表面,這(zhè)也(yě)是冬天無溶劑複合膜在剛熟化(huà)完成時(shí)摩擦系數可(kě)能偏高(gāo),但放置數天後感覺摩擦系數又變小了(le),薄膜内爽滑劑二次外遷的(de)結果,耗時(shí)可(kě)能會較長(cháng)。但在夏天,由于複合膜熟化(huà)溫度與室溫較接近,有的(de)本身就是常溫固化(huà),這(zhè)樣熟化(huà)完成後,薄膜内爽滑劑再次外遷的(de)可(kě)能性較小;甚至低溫熟化(huà)好的(de)無溶劑複合膜,随著(zhe)貯存溫度的(de)升高(gāo),薄膜表面的(de)爽滑劑會再次向複合膜内遷移,摩擦系數反而會再次升高(gāo)。

  無溶劑複合膜的(de)摩擦系數問題更容易出現在較薄的(de)PE薄膜(例如低于45μ的(de)厚度)複合中,一是薄膜較薄,爽滑劑更易向内層遷移;二是,相同配方的(de)薄膜,由于薄膜較薄,則薄膜内含的(de)爽滑劑總量會較少,所以在吹制較薄的(de)PE薄膜時(shí)需要在熱(rè)封層中多(duō)添加一部分(fēn)開口爽滑劑。

  三層共擠聚乙烯薄膜,一般都是LDPE、LLDPE、MLLDPE幾種樹脂的(de)共混改性配方,但其結晶度不一樣,LLDPE的(de)結晶度(50%-55%)高(gāo)于LDPE的(de)結晶度(40%-50%),爽滑劑隻在薄膜中的(de)非結晶區(qū)發生遷移,而CPP的(de)結晶度(80%-90%)遠(yuǎn)高(gāo)于聚乙烯薄膜,這(zhè)也(yě)是CPP無溶劑複合膜基本不存在摩擦系數增大(dà)現象的(de)原因。

  PE無溶劑複合膜的(de)摩擦系數影(yǐng)響因素及一般對(duì)策如下(xià):

  序号

  影(yǐng)響因素

  一般對(duì)策

  可(kě)能存在的(de)問題

  1、膠黏劑型号中所含聚醚成份會吸收薄膜中的(de)爽滑劑成分(fēn),聚醚成分(fēn)比例越多(duō),對(duì)摩擦系數的(de)影(yǐng)響也(yě)越大(dà)

  選用(yòng)聚醚成分(fēn)相對(duì)較少的(de)膠黏劑型号

  選擇範圍有限,也(yě)可(kě)能不适應多(duō)種材料的(de)複合要求

  2、上膠量越大(dà),對(duì)摩擦系數的(de)影(yǐng)響也(yě)越明(míng)顯

  在滿足産品外觀的(de)情況下(xià),盡量減少上膠量

  但滿版印刷膜複合時(shí),上膠量多(duō)在1.6-1.8

  3、熟化(huà)溫度越高(gāo),對(duì)摩擦系數的(de)影(yǐng)響越明(míng)顯

  盡量低溫熟化(huà),如30-36℃室溫熟化(huà)

  交聯程度會下(xià)降,影(yǐng)響膠層的(de)耐性,如水(shuǐ)煮包裝類;貯存溫度升高(gāo),摩擦系數還(hái)會再次上升

  4、熟化(huà)時(shí)間越長(cháng),摩擦系數增加越多(duō)

  縮短熟化(huà)時(shí)間,但一般都要24小時(shí)才能滿足制袋後加工要求

  卷中間部分(fēn)可(kě)能會出現固化(huà)反應不充分(fēn)的(de)情形,如PA/PE結構

  5、薄膜的(de)爽滑劑含量的(de)多(duō)少

  在熱(rè)封層中多(duō)添加一部分(fēn)開口爽滑母料

  過量添加可(kě)能引起剝離強度下(xià)降或衰減,需要進行多(duō)方測試

  控制PE無溶劑複合膜的(de)摩擦系數,主要是針對(duì)爽滑劑成分(fēn)的(de)向薄膜内遷移程度,使其不破壞熱(rè)封層表面的(de)爽滑劑層,上述對(duì)策也(yě)隻是在一定範圍内控制PE無溶劑複合膜的(de)摩擦系數,方法多(duō)有利弊。


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