論摩擦系數(shù)與膜卷表面關(guān)系

http://www.sxbltgs.net 　　時(shí)間:2020年9月22日　　關(guān)注數(shù):3309 次

摘要：摩擦系數(shù)主要是薄膜表面的粗糙度反映。跟膜表層添加母料粒數(shù)量種類有關(guān)，還和電暈有關(guān)，電暈值大，表面粗糙，摩擦系數(shù)就大。對(duì)于摩擦系數(shù)的要求是不能太小，太小薄膜與薄膜之間會(huì)發(fā)生粘連，使用時(shí)易打滑；也不能太大，太大收卷困難，不利于高速印刷。

一、摩擦系數(shù)與膜面粗糙度、電暈處理度：

1、摩擦系數(shù)：

摩擦系數(shù)：摩擦系數(shù)分為:靜/動(dòng)摩擦系數(shù)（檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按GB/T10006-1988標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）。

摩擦系數(shù)主要是薄膜表面的粗糙度反映。跟膜表層添加母料粒數(shù)量種類有關(guān)，還和電暈有關(guān)，電暈值大，表面粗糙，摩擦系數(shù)就大。對(duì)于摩擦系數(shù)的要求是不能太小，太小薄膜與薄膜之間會(huì)發(fā)生粘連，使用時(shí)易打滑；也不能太大，太大收卷困難，不利于高速印刷。

塑料薄膜的摩擦系數(shù)在制膜和制袋過(guò)程中，一方面它是薄膜開口性的量化評(píng)定指標(biāo)，其次又可作為自動(dòng)包裝機(jī)運(yùn)行速度，張力調(diào)節(jié), 薄膜運(yùn)行中磨損的參考數(shù)據(jù)之－。摩擦系數(shù)的大小可以通過(guò)添加劑的選擇和用量來(lái)控制，－般BOPA膜處理面摩擦系數(shù)在0.4－0.7之間。若為自動(dòng)包裝產(chǎn)品，薄膜與設(shè)備面接觸的那面其摩擦系數(shù)在0.20~0.30之間為好。摩擦系數(shù)太大薄膜使用起來(lái)阻力較大，容易產(chǎn)生斷膜破裂現(xiàn)象。隨著薄膜中添加劑含量的增加薄膜的摩擦系數(shù)會(huì)變小，霧度會(huì)加大。若用于高速打碼用膜, 其表面動(dòng)摩擦系數(shù)在0.15~0.20之間，并測(cè)膜面與金屬面摩擦發(fā)熱時(shí)的摩擦系數(shù)。

有些產(chǎn)品要求表面摩擦系數(shù)低，同時(shí)電暈值又要高的產(chǎn)品，特別注意測(cè)其添加劑量是否上浮。

2、膜面粗糙度：

表面光潔度：um（檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按GB/T14234-1993標(biāo)準(zhǔn)，塑料件表面粗糙度）。

薄膜的表面粗糙度是包裝薄膜的一個(gè)隱性指標(biāo)。表面粗糙度是指薄膜表面所具有的在較小間距上的微小峰谷不平度的微觀任何尺寸特征的綜合評(píng)價(jià)。適當(dāng)?shù)拇植谟欣谟∷⒑蛷?fù)合,它是用Ra(輪廓平均算術(shù)偏差)表示,單位是um。薄膜的粗糙度對(duì)淺網(wǎng)印刷尤為重要,過(guò)于粗糙會(huì)造成油墨、膠粘劑不能填滿凹穴，影響薄膜兩者間的結(jié)合力而導(dǎo)致分層。

對(duì)于膠液或油墨,填平凹凸不平的膜外表面網(wǎng)穴有很大的難度,因此對(duì)于膜的表面光潔度(粗糙度)要求就更嚴(yán)格些。以往,一般薄膜表面粗糙度控制在 Ra=0.08~0.16um。由于無(wú)溶劑上膠量少，那么對(duì)于用于無(wú)溶劑復(fù)合用的薄膜表面粗糙度應(yīng)有所減少。

3、電暈處理度：

表面潤(rùn)濕張力（電暈）：m N/m（檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按GB/T14216-1993規(guī)定）查塑料薄膜表面自由能的大小。

印刷和鍍鋁對(duì)塑料薄膜的表面潤(rùn)濕張力都有很高的要求。塑料薄膜表面自由能大小取決于薄膜材料本身的分子結(jié)構(gòu)。聚烯烴屬非極性高分子材料，其表面自由能較低，即潤(rùn)濕張力很小，必須對(duì)其進(jìn)行表面處理，以提高表面濕張力，才能進(jìn)行油墨的印刷。聚酯雖是極性高分子材料，為適應(yīng)高速印刷的需要，也需要進(jìn)行電暈處理，以進(jìn)一步提高其表面潤(rùn)濕張力。

潤(rùn)濕張力的測(cè)定一般采用配制好的不同達(dá)因水，用棉簽蘸某一達(dá)因水在平放的塑料薄膜表面涂布，如在2秒鐘內(nèi)不收縮，可再使用標(biāo)值較高達(dá)因水重試；若在2秒鐘內(nèi)發(fā)生收縮，則表明上一次使用的達(dá)因水所標(biāo)的數(shù)字就是該薄膜的表面潤(rùn)濕張力。

聚烯烴處理前的表面潤(rùn)濕張力約為33達(dá)因/厘米，處理后增加到38達(dá)因/厘米，才能進(jìn)行印刷。聚酯的表面潤(rùn)濕張力處理前為42達(dá)因/厘米，處理后，可達(dá)56達(dá)因/厘米。

主要是電極影響比較大，電極功率穩(wěn)定，無(wú)污染，潤(rùn)濕張力就很容易控制。

雖然BOPA膜屬于極性高聚物，其表面自由能大，表面潤(rùn)濕張力可達(dá)40mNm，但對(duì)于高速印刷的油墨附著力和膠粘劑粘接力來(lái)說(shuō)仍需進(jìn)－步提高其潤(rùn)濕張力。一般經(jīng)過(guò)表面處理的張力可達(dá)52－56mN/m。若用于中間層的B0PA膜一定使用雙面電暈處理的薄膜才能達(dá)到理想的復(fù)合牢固度，（另一面應(yīng)達(dá)50mN/m）否則很容易引起復(fù)合脫層現(xiàn)象。一般用于高溫蒸煮袋中間層的雙面電暈處理的尼龍膜處理度應(yīng)偏大些較理想。一般尼龍膜電暈處理度在58dyn以下，不超過(guò)60dyn。, 若用于雙面電暈, 兩面電暈值應(yīng)相差4dyn以上, 以免印刷層產(chǎn)生粘拉脫墨。

二、摩擦系數(shù)與膜面粗糙度、電暈處理度三者間關(guān)系：

復(fù)合薄膜制品熱封層的表面摩擦系數(shù)是從事復(fù)合軟包裝材料加工企業(yè)非常關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)。

隨著自動(dòng)包裝設(shè)備運(yùn)行速度的不斷提高，下游的包材企業(yè)對(duì)所提供的卷狀包材的熱封層的表面摩擦數(shù)提出越來(lái)越嚴(yán)格的要求。此類包裝材料的表面摩擦系數(shù)的驗(yàn)收指標(biāo)基本上都在0.1左右。

而在復(fù)合包裝材料的加工過(guò)程中，熱封層的表面摩擦系數(shù)往往會(huì)隨著氣候及加工工藝條件的不同而表現(xiàn)出某種程度的變化。

從以下試驗(yàn)表可以看出：摩擦系數(shù)與膜面粗糙度、電暈處理度三者間關(guān)系：摩擦系數(shù)與電暈和膜表面粗糙度都呈正相關(guān)。摩擦系數(shù)既受粗糙度影響，也受電暈影響。因此摩擦系數(shù)保持穩(wěn)定是十分重要的。如何使摩擦系數(shù)保持穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)是業(yè)內(nèi)人士所面臨的一個(gè)重大的課題。摩擦系數(shù)的不穩(wěn)定會(huì)給生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)許多不良因素和故障引因，應(yīng)當(dāng)引業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注和重視。

三、影響摩擦系數(shù)穩(wěn)定性的三個(gè)因素

1、在較高的熟化溫度（例如50℃）和較長(zhǎng)的熟化時(shí)間（例如48h）作用下，熱封層的表面摩擦系數(shù)會(huì)有明顯的上升，達(dá)到0.3或0.4的水平。而使用較低的熟化溫度（例如40℃）及較短的熟化時(shí)間（例如24h），則摩擦系數(shù)變化不大（可維持在0.1~0.2間）。

2、使用某些具有"抗助劑"性能的粘合劑進(jìn)行復(fù)合加工后，在獲得較高的剝離強(qiáng)度的同時(shí)，熱封層的摩擦系數(shù)也會(huì)明顯地上升。減少涂膠干量及使用較低的熟化溫度和較短的熟化時(shí)間雖能減少摩擦系數(shù)的變化幅度，也會(huì)犧牲部分剝離強(qiáng)度。

3、分切后的膜卷在墨層較厚的區(qū)域或在收卷比較緊的膜卷上，相應(yīng)的熱封層的摩擦系數(shù)數(shù)值會(huì)比較大，在墨層較薄或沒有油墨的區(qū)域或在收卷比較松的膜卷上，相應(yīng)的熱封層的摩擦系數(shù)數(shù)值就會(huì)維持比較小的狀態(tài)。

一般爽滑劑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。使用芥酸酰胺能得到更低的摩擦系數(shù)；而加工PA、PET薄膜時(shí)是不使用酰胺類爽滑劑的，

薄膜的摩擦系數(shù)不斷下降的原因是爽滑劑不斷地"外遷"到薄膜的表面并覆蓋了薄膜表面上越來(lái)越多的面積。如果已經(jīng)"外遷"到PE薄膜表面的爽滑劑由于某種原因"消失"或"減少"了，其結(jié)果就將是PE薄膜的表面摩擦系數(shù)的"異常上升"。

附：

關(guān)于各類復(fù)合用基材的表面摩擦系數(shù)指標(biāo)，各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定如下（非處理面間）：

《未拉伸聚乙烯、聚丙烯薄膜》QB/T 1125~2000對(duì)CPP的規(guī)定是≦0.35，對(duì)CPE的規(guī)定是≦0.25；

《包裝用聚乙烯吹塑薄膜》GB/T 4456~2008中未做相應(yīng)規(guī)定，建議由供需雙方協(xié)商確定；

《流延聚丙烯(CPP)薄膜》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)送審稿（2008）的規(guī)定為≦0.5；

《包裝用雙向拉伸聚酯薄膜》GB/T 16958~2008規(guī)定值為：靜摩擦系數(shù)≦0.65，動(dòng)摩擦系數(shù)≦0.55；

《普通用途雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜》GB/T 10003~2008中未做相應(yīng)規(guī)定；

《雙向拉伸聚酰胺（尼龍）薄膜》GB/T 20218~2006的規(guī)定為≦0.6。