淺談尼龍薄膜與添加劑
http://www.sxbltgs.net 時間:2020年7月7日 關(guān)注數(shù):738 次 |
摘要：在生產(chǎn)尼龍膜中，一般使用的添加劑為二氧化硅類產(chǎn)品。這類添加劑中主要有硅石、化學(xué)法后硅粉、成品二氧化硅等。不同的細度、不同的透明度、不同的型狀顆粒、粒徑造就不同的級別，差別巨大。
在生產(chǎn)尼龍膜中，一般使用的添加劑為二氧化硅類產(chǎn)品。這類添加劑中主要有硅石、化學(xué)法后硅粉、成品二氧化硅等。不同的細度、不同的透明度、不同的型狀顆粒、粒徑造就不同的級別，差別巨大。添加劑的加入使在薄膜成膜過程中的薄膜表面形成一定的粗糙度。薄膜表面粗糙度的大小與添加劑(抗粘連劑)的種類、數(shù)量，添加劑的粒徑與形狀、添加劑的分散性、表面處理等因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)不同類型薄膜和用途而選用不同的添加劑。隨著薄膜中添加劑含量的增加，薄膜的摩擦系數(shù)μs下降，表面粗糙度增大，塑料薄膜表面粗糙度一般控制在Ra=0.08~0.16較為適合。適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙扔欣谟湍∷�、�?fù)合和真空鍍鋁。當(dāng)然，粗糙度過大則可能會造成油墨、膠液或鋁分子不能填滿薄膜表面凹陷穴位，形成空隙而影響兩者之間的附著力，嚴重時會導(dǎo)致油墨、膠液或鍍鋁層與薄膜脫離分層，印刷時小網(wǎng)點丟失等弊病。一般情況下，復(fù)合膜摩擦系數(shù)不穩(wěn)定與所添加滑爽劑的類型、添加量、遷移量、遷移方向、貯存使用的溫濕度等有關(guān)。BOPA薄膜添加劑量太多也會使膜表面的粗糙度增加,也會形成顆粒狀麻點而影響表面光澤度和印刷效果。特別是用二氧化硅為抗粘結(jié)劑更會產(chǎn)生此現(xiàn)象, 同時還會使膜的霧度加大, 因此要提高膜的透明度就必須盡量減少二氧化硅的含量，內(nèi)層材料的防粘劑和滑爽劑的添加量以及薄膜的挺度、平滑度、光潔度等因素都會影響復(fù)合膜摩擦系數(shù)。
一、添加劑對尼龍薄膜在凹版印刷、復(fù)合制袋工藝的影響
1、印刷中一般要求有較小的內(nèi)層摩擦系數(shù)和合適的外層摩擦系數(shù)，外層摩擦系數(shù)太大，會引起印刷過程中阻力過大，引起材料拉伸變形影響印刷效果，若太小可能又會引起拖動機構(gòu)打滑，造成糾偏系統(tǒng)不準，印刷牢度降低，還會影響包裝速度。此外材料中添加劑太多遇熱上浮而堵塞小網(wǎng)點產(chǎn)生小網(wǎng)點印不上。常溫下一般要求BOPA薄膜表面（非處理面）的動摩擦系數(shù)在0.25~0.35之間（非/非動國標為≤0.6）。高溫高濕氣侯季節(jié)或地區(qū)，BOPA薄膜表面（非處理面）的摩擦系數(shù)應(yīng)小于0.25。否則很容易出現(xiàn)膜面粘連狀態(tài)。尼龍膜為吸潮性大的薄膜，一般在正常使用環(huán)境下，20分鐘內(nèi)膜吸濕達飽和狀態(tài)，而薄膜吸濕飽和后其摩擦系數(shù)變化不大。
2、在高溫高濕使用條件下，考慮摩擦系數(shù)的影響時，應(yīng)特別注意的是為提高油墨與基材的結(jié)合牢度和提高印刷速度。一般在使用中，機臺金屬部件大都是在 40℃左右的高溫條件下運轉(zhuǎn)。而溫度的提高對摩擦系數(shù)影響卻很大，因為高溫條件下高分子材料大分子熱運動能力加強，活動速度加快，分子間隙變大，表面性能發(fā)生變化會使薄膜摩擦系數(shù)隨之變化。一般來講，隨著環(huán)境溫度的升高，材料表面的摩擦系數(shù)會有一定的變化，但變化的大小因材料對溫度的敏感程度和所加助劑種類及多少有較大差異。如在印刷前不僅要測量BOPA膜在常溫下的摩擦系數(shù)，還應(yīng)檢測實際使用環(huán)境溫濕度下的摩擦系數(shù)變化。BOPA薄膜本身分子排列間隙比其他薄膜大，測量在使用溫度條件下的摩擦系數(shù)變化對穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量是非常有益的。
3、尼龍薄膜在實際使用中有做印刷層、復(fù)合中間夾層,但在復(fù)合中，由于各層材料的摩擦系數(shù)的變化也會影響到其復(fù)合剝離牢度等，其中以爽滑劑的種類、含量最為重要。尼龍薄膜的爽滑性主要是通過添加爽滑劑來實現(xiàn)的，在薄膜成型后，爽滑劑在溫度和時間適合下會從薄膜內(nèi)慢慢遷移到表面，如果爽滑劑含量過高的話，還會影響到薄膜的印刷、復(fù)合適性，這對印刷、復(fù)合是極為不利的。添加劑量應(yīng)控制在300~500PPM以內(nèi)，量少又影響開口性。膜的光潔度適當(dāng)高些，一般可控制在Ra0.08~0.12um之間。若膜面過于粗糙，油墨和膠粘劑難以涂平凹凸不平的膜而產(chǎn)生復(fù)合牢度不好及小白點等質(zhì)量故障。
4、BOPA薄膜添加劑量太多也會使膜表面的粗糙度增加,也會形成顆粒狀麻點而影響表面光澤度和印刷效果。特別是用二氧化硅為抗粘結(jié)劑更會產(chǎn)生此現(xiàn)象,同時還會使膜的霧度加大, 因此要提高膜的透明度就必須盡量減少二氧化硅的含量，內(nèi)層材料的防粘劑和滑爽劑的添加量以及薄膜的挺度、平滑度、光潔度等因素都會影響復(fù)合膜摩擦系數(shù)。一般情況下，復(fù)合膜摩擦系數(shù)不穩(wěn)定與所添加滑爽劑的類型、添加量、遷移量、遷移方向、貯存使用的溫濕度等有關(guān)。添加劑含量超過一定量后，就會影響到復(fù)膜的牢度。所以生產(chǎn)水煮、蒸煮產(chǎn)品時要特別注意熱封層材料所含添加劑量多少，一般選擇少加或不加添加劑的薄膜。薄膜老化或加入大量再生料、添加劑使薄膜產(chǎn)生拉伸強度和斷裂伸長率嚴重降低，反而十分容易撕裂，可通過檢測材料的摩擦系數(shù)的變化或拉伸強度、斷裂伸長率是否達標進行判斷。
二、幾種功能性尼龍薄膜使用中注意點
許多功能性尼龍薄膜，都是通過添加某些添加劑對尼龍膜進行改性而產(chǎn)出的產(chǎn)品，如消光尼龍膜就是添加消光劑而生產(chǎn)的。雖然在添加這些添加劑改性后，得到了某些功能需求，但同時也破壞了尼龍膜原本的一些物理性能，如膜面摩擦系數(shù)大大提高或下降。霧度加大，強度減弱變脆等。因此，提出幾點使用中的幾點個人看法供同仁們參考：
1、高爽滑尼龍薄膜
目前市面上有高爽滑或超爽滑尼龍膜，以應(yīng)付高濕天氣尼龍膜易吸潮，快速打碼不粘疊在一起的缺點，一般高爽滑或超爽滑尼龍膜都是在膜表層加入大量添加劑(爽滑劑)的效果，在 此類型BOPA膜中，電暈處理面不能低于52dyn, 薄膜添加劑量不超過300PPm。因爽滑劑量大, 爽滑劑表面游離析出物多, 堵塞印版網(wǎng)點，產(chǎn)生油墨附著不良, 或小網(wǎng)點印刷丟失。復(fù)合時膠粘劑與膜的粘接不良而脫層。如BOPA膜非處理面的摩擦系數(shù),在快速打碼（制袋）中（250個/min以上）則要求更小一些。(約0.15左右)還應(yīng)考慮薄膜在使用中的吸潮性，膜吸潮后(未達飽和狀態(tài))的摩擦系數(shù)肯定更高。摩擦系數(shù)太小 (如高爽滑尼龍膜)爽滑度太大，走料不穩(wěn)、牽動打滑、錯位，制袋裁切出血或成品規(guī)格長短不一等。摩擦系數(shù)太大，膜與機摩擦力加大，材料拖動困難，會引起走料拉不動，使材料拉伸變形或拉斷。一般摩擦系數(shù)值不可能大于1，若出現(xiàn)動摩擦系數(shù)值大于靜摩擦系數(shù)值，則材料表面有異常。有些特殊工藝要求或有針對性產(chǎn)品，對于要求特別低的摩擦系數(shù)，尼龍膜應(yīng)從吸潮性大的缺點中加以改進才是根本方向。因此在使用此類尼龍膜時要查查材料的吸潮情況以及膜在使用前后的膜面摩擦系數(shù)變化、添加劑是否上浮轉(zhuǎn)移，這些都可能產(chǎn)生打碼附著不牢，易掉色或易擦掉現(xiàn)象，若是水煮蒸煮袋還要考慮添加劑上浮、轉(zhuǎn)移是否對內(nèi)容物產(chǎn)生食品安全影響。因此，尼龍6薄膜在成膜出廠時的含水率一般在1.5%~2.5%之間(不得超過3%)。
2、高阻隔性尼龍薄膜
在高阻隔性尼龍膜中有一種在共擠出時中間層加入EVOH。而EVOH是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性聚合物，集乙烯聚合物良好的加工性和乙烯醇(PVA)聚合物極高的氣體阻隔性為一體,是乙烯--乙烯醇的無規(guī)共聚物，可以看成是PVA的改性物。加入乙烯單體，EVOH的拉伸強度、沖擊強度下降而耐水性和加工性改善。在EVOH共聚物中，乙烯單體與乙烯醇單體的含量不同，其性能也大不相同，其中乙烯單體提供耐水性和加工性，而乙烯醇單體則提供阻隔性，因此乙烯單體的含量增加，氧氣透過系數(shù)也增加，而EVOH具有親水性和吸濕性，純EVOH制品的吸水性很高，嚴重影響阻隔性能，因此EVOH不能單獨使用，蒸煮后易出現(xiàn)大量小氣泡(小白點)，為防止其吸水性同時也保證其優(yōu)異的阻隔性。往往做為中間材料與其他材料復(fù)合使用，因此在還沒進行改性前，含EVOH材料做為耐高溫蒸煮包裝袋是不適宜的。
選擇高阻隔性尼龍薄膜不但要了解在正常溫度、濕度下的氧氣透過率，更要查在高溫和高濕(80%)時的氧氣透過率，縱、橫向熱收縮率也要求查耐125或135℃的收縮率是否符合要求，對于縱、橫向收縮差值不得大于0.5%，否則會引起收縮起皺、卷曲，嚴重時還會產(chǎn)生脫。對于食品安全衛(wèi)生要特別注意是否受到污染及一級芳香胺的含量是否超標。表面潤濕張力應(yīng)在52~54達因左右，電暈處理會影響材料的阻隔性，因而對材料進行電暈處理時要合理，不宜過大。
3、消光尼龍薄膜
由于基材是尼龍膜，并且基材表面十分光滑。一般用于消光尼龍膜印刷的凹印里印油墨類型是聚氨酯樹脂油墨, 聚氨酯體系的油墨其油墨連接料中的胺基都會消化粘合劑的固化劑而造成膠液不干現(xiàn)象, 其次聚氨酯油墨體系中還往往加入三元羥基改性氯醋樹脂, 也是造成油墨與膠水不干的因素之一, 為此在使用聚氨酯體系的油墨印刷時, 應(yīng)加入硬化劑, 或者在配膠時都必須多加8%~15%的固化劑, 以防出現(xiàn)膠水不干現(xiàn)象在大批量生產(chǎn)前，先做材料適應(yīng)性試驗合格后再投入生產(chǎn)，特別注意油墨和基材的附著力是否符合，油墨與消光層是否匹配。BOPA處理面的表面潤濕張力應(yīng)達54達因以上才能滿足油墨附著要求，以免發(fā)生不必要的損失。由于材料的吸潮性大, 因此盡量減少使用含有水份和醇類的溶劑及油墨，若非用不可的話也要盡量烘干，排除殘留溶劑。
(來自:包裝企業(yè)網(wǎng))
