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無溶劑復合產(chǎn)品的摩擦因數(shù),這樣全面改善!
2016-07-07 21:37:36   作者:lele   來源:包裝e線   評論:0 點擊:

【看點】中山火炬職業(yè)技術學院人員為了研究無溶劑復合產(chǎn)品摩擦因數(shù)的變化,做了一個實驗。實驗材料為:WD8118A/B 通用型雙組分無溶劑復膜膠,PE 熱封膜,普通空白卷膜。實驗結果分析如下。

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無溶劑復合產(chǎn)品對摩擦因數(shù)的影響

1、熱封層薄膜的厚度對摩擦因數(shù)的影響

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無溶劑復合熱封層的表面摩擦因數(shù)上升是因為熱封層中爽滑劑在較高溫度下,部分向熱封層薄膜的復合膠層面發(fā)生“內(nèi)遷”,與無溶劑膠黏劑中的異氰酸酯基反應。

 

PE熱封膜常采用3層共擠結構(A/B/C),A層為靠近復合面,B層為中間層,C層為靠近包裝對象。通常只在C層添加爽滑劑,爽滑劑內(nèi)遷需要經(jīng)過A層和B層,因此在內(nèi)遷過程中,爽滑劑到達膠水層的阻力越大,遷移到膠水層的爽滑劑越少,與膠水反應的爽滑劑就越少,摩擦因數(shù)的增加量就越少。

 

采用C 層厚度相同但總厚度分別為46,37μm的PE 3層共擠熱封膜,見圖1,PE熱封膜在復合前與復合后動/靜摩擦因數(shù)都呈上升趨勢,在復合前后,厚度為46μm的動/靜摩擦因數(shù)分別上升了41.9%和34.4%,厚度為37μm的動/靜摩擦因數(shù)分別上升了55.6%和53.6%,因此增加A層或B層厚度可以減緩摩擦因數(shù)的上升率。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),膜厚小于30μm,摩擦因數(shù)的變化太大,不適合生產(chǎn)要求,建議膜厚在35μm 以上。

 

2、不同結構的熱封層對摩擦因數(shù)的影響

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不同生產(chǎn)廠家的熱封膜對摩擦因數(shù)的影響相差很大,除了與熱封膜厚度有關外,還與熱封層的結構有關。

 

采用厚度為46μm的2種不同結構的PE熱封膜,A熱封膜3層結構(外層/中間層/熱封層)的配方分別為:線型低密度聚乙烯(LLDPE,50%)+低密度聚乙烯(LDPE,50%)/線型低密度聚乙烯(LLDPE,100%)/線型低密度聚乙烯(LLDPE,35%)+ 低密度聚乙烯(LDPE,30%)+茂金屬聚乙烯(MPE,30%)+爽滑母料(5%),各層厚度分別為15,15,16μm。

 

B 熱封膜3 層結構的配方為LLDPE(50%)+ LDPE(50%)/ LLDPE(70%)+回收料(含MDPE,30%)/LLDPE(35%)+LDPE(30%)+MPE(30%)+爽滑母料(5%),各層厚度分別為15,15,16μm。

 

從圖2可知,含中密度聚乙烯(MDPE)回收料的摩擦因數(shù)比沒有添加回收料的低,這主要與回收料中MDPE的相對結晶度較高有關,一部分內(nèi)層爽滑劑的內(nèi)遷被阻止,同時也可能與MDPE 回收料中本身含有一定量爽滑劑有關。

 

由此,在生產(chǎn)PE薄膜進行配方設計時,在外層或中間層材料加入一定比例MDPE,可以在一定程度上阻止爽滑劑的內(nèi)遷,從而減少摩擦因數(shù)的急劇上升。

 

3、熟化工藝對摩擦因數(shù)的影響

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熟化工藝控制包括熟化溫度和熟化時間,溫度會影響爽滑劑的遷移速度和PE薄膜對爽滑劑的相容性,及膠黏劑與爽滑劑的反應速度。從圖3可以看出,30℃時PE薄膜的摩擦因數(shù)比23 ℃時的有所增加,這是因為溫度上升會提高PE薄膜對爽滑劑的相容性,促使爽滑劑向PE 膜“內(nèi)遷”,爽滑劑遷移率增加,并且會加劇與異氰酸酯基的反應。

 

此外,也可能與一些低熔點的爽滑劑,在溫度提高時出現(xiàn)粘連而失去爽滑的作用有關。在熟化過程中,摩擦因數(shù)在熟化24h后達到最高值,隨著熟化完全,摩擦因數(shù)逐步下降,這可能與完全熟化后放置室溫時爽滑劑的外遷有關,因為胺類爽滑劑的遷移規(guī)律是高溫情況下內(nèi)遷,而在低溫情況下外遷。

 

 

改善摩擦因數(shù)的措施

1、熱封膜爽滑劑配方改進

經(jīng)過無溶劑復合后,摩擦因數(shù)升高的根本原因是PE爽滑劑中的油酸酰胺或芥酸酰胺與無溶劑膠黏劑中的NCO反應,因此采用酯類等爽滑劑替代油酸酰胺或芥酸酰胺,可以從根本上解決摩擦因數(shù)的上升。

 

此外,在研制爽滑劑配方的設計中,考慮爽滑劑與PE樹脂的相容性、衛(wèi)生性、耐溫性、加工適性及摩擦因數(shù)的時效性等,也是解決無溶劑復合摩擦因數(shù)上升的關鍵技術。

 

2、熱封膜的工藝配方改進

根據(jù)圖2 分析,采用阻隔性好的PE可以阻止一部分爽滑劑的內(nèi)遷。目前的做法是在靠近膠黏劑層(即外層)共擠一層HDPE,HDPE結晶度高,拉伸強度大,但其拉伸率和透明性沒有LDPE,LLDPE等樹脂的好,在應用方面受到一定限制。

 

3、無溶劑復合工藝控制

有研究表明,每平方米增加1g上膠量,摩擦因數(shù)大約上升0.025,主要是由于膠黏劑中的異氰酸酯基吸收爽滑劑和生產(chǎn)中磨損或消耗掉一部分爽滑劑所致,因此在滿足表觀要求和剝離強度的前提下,上膠量應盡可能地少。

 

生產(chǎn)過程中溫度的上升會引起摩擦因數(shù)的急劇上升,這與爽滑劑在高溫情況下內(nèi)遷有關,所以在生產(chǎn)過程中的復合輥溫度、熟化溫度和摩擦因數(shù)測定溫度等都要控制適當。

 

由于無溶劑復合的初粘力比較低,在收卷過程中設置的錐度比較小,使無溶劑復合膜盡量收緊,但此時熱封膜與印刷膜之間的距離變小,壓力變大,PE膜的爽滑劑會“外遷”轉移到印刷膜上,從而導致PE 膜的摩擦因數(shù)上升,因此在設置錐度時,在防止隧道現(xiàn)象產(chǎn)生的前提下,收卷張力不要太大。(來源:《包裝工程》)

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