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BOPP薄膜印刷适性的探讨,添加剂技术对包装印刷业的意义重大

作者: 概况  发布:2020-01-02

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在塑料及油墨加工制造过程中,除以基体树脂为主要原料外,还需在树脂中添加一些具有改善塑料及油墨使用性能或加工特性的物质,这类物质为塑料和油墨的助剂或添加剂。添加剂既有有机物又有无机物;既有单一物又有混合物;既有低分子物又有高分子物。随着高新加工技术在塑料、包装以及油墨工业的广泛应用,添加剂技术作为包装印刷业技术创新的重要组成部分,已经逐步成为业内创新的重点。

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要:本文分析了BOPP薄膜的厚度、光学性能、表面润湿张力、摩擦系数、低静电性对BOPP薄膜印刷适性的影响,并提出了BOPP生产控制要素。

关键词:BOPP;印刷适性;探讨

双向拉伸聚丙烯薄膜作为一种印刷基材,具有轻盈透明、防潮抗氧、气密性好、有韧性耐折、表面光滑、耐热酸碱、溶剂、摩擦、撕裂,而且能再现商品的造型、色彩等优点。
BOPP薄膜经电晕处理后,有良好的印刷适性,套色印刷可得到精美的外观效果,常用作复合薄膜的面层材料。

可是,BOPP薄膜也有不足,如在高速运转的生产线上,BOPP薄膜容易产生静电并且热封性差。
BOPP薄膜的引发撕裂强度在拉伸后提高较大,而继发撕裂强度却很低一般要求BOPP薄膜两端面不能留有任何切口,否则BOPP薄膜在印刷、复合时容易撕断。

随着国内外软包装行业的高速发展,BOPP薄膜的功用和用量也呈快速上升趋势。
塑料薄膜印刷制品的要求是:高透明度、高光泽度、高拉伸强度、低雾度、低静电性能、优良开口性。

1影响BOPP薄膜印刷的主要因素

1.1薄膜的厚度

BOPP薄膜厚度不均匀,在印刷过程中会出现涂墨不匀、套印过渡色效果差;在放卷收卷过程中摩擦系数不均匀,来回摆动;经常出现粘连、点状撕裂等现象。
最终造成印刷成品率低。

1.2薄膜的光学性能

反映BOPP薄膜光学性能有三个主要指标,即雾度、透明度和光泽度。
雾度值越低,透明度越高, 从而显得外包装的商标图案等更加清晰、艳丽光泽度越高,包装则显得更加美观、亮丽,视觉效果较好。
低雾度、高透明度、高光泽度的薄膜会使包装外观更为高档,从而提高消费者的购买欲望。
但是薄膜光学性能会随着库存时间的延长而下降,这主要与薄膜内部各种添加剂的迁移有关,所以建议BOPP薄膜不要长时间库存为了得到最佳的使用效果,库存期最好控制在3~ 4个月内。

1.3表面润湿张力

当BOPP薄膜作为复合薄膜基材或用于印刷时,必须进行电晕处理,以提高油墨的粘附力和复合强度。
通常情况下能够满足印刷和复合要求的薄膜,其表面润湿张力必须达到38 dyn/cm以上但经过电晕处理后,薄膜的表面润湿张力会随着时间的推移有所下降。
表面润湿张力的下降幅度主要与原料内部的低分子添加剂的含量有关。
一般低分子添加物越多则表面润湿张力的下降幅度越大。
通常零时效处理达4 2x 10-4N /cm即可。 如果处理程度过大,则薄膜表面氧化过度**,**薄膜变得发脆,薄膜的机械强度下降;处理程度太小,将影响印刷牢度和复合强度。 处理方法大多是通过氧化,使之增加极性,使表面结构发生变化。 具体的处理方法有放电**(**俗称电晕**)**法。 处理后的薄膜应尽快使用**,**否则会影响印刷效果。

1.4摩擦系数

BOPP薄膜的摩擦性能可以通过材料的动静摩擦系数来表征。
凹版印刷过程中的摩擦力主要包括设备自身的摩擦和设备与承印材料及油墨之间的摩擦,其中印刷过程中设备与承印材料(薄膜之间摩擦力占主要因素。
薄膜材料摩擦系数的大小对于印刷质量和印刷速度起着十分重要的作用。

印刷用的薄膜卷材,一般要求有较小的内层摩擦系数和合适的外层摩擦系数。
外层摩擦系数太大,会引起印刷过程中阻力过大,引起材料拉伸变形影响印刷效果,若太小可能又会引起拖动机构打滑,造成纠偏系统不准,印刷牢度降低,还会影响包装速度。
因此,薄膜表面应具有合适的爽滑性,以确保其能够顺利进行高速印刷。
BOPP薄膜不同用途摩擦系数对照表,见表1。

8455新澳门路线网址 ,表1 BOPP薄膜不同用途摩擦系数对比

1.5低静电性

印刷过程中不同物质之间频繁的撞击、摩擦以及接触,使参与印刷过程的几乎所有物体都带有静电。
首先是承印物表面带电,如纸张、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、玻璃纸等,它们会吸附飘浮在空气中大量灰尘、杂质等,从而影响油墨的转移,在印品上出现"花点"
同时,会造成油墨流动性差,上墨不均匀等情况,最终使印刷品出现"墨须""胡须"现象。
而且,当静电积累到一定程度,很容易导致空气放电,造成电击或起火。
在很高的电压下,带电的油墨可能引起油墨、溶剂着火或通过油墨电击操作人员,直接威胁操作人员的人身安全。

2 BOPP薄膜生产控制要素

生产BOPP薄膜技术含量高,是一项很复杂的工作,薄膜的各项性能指标相互影响、相互制约。
以逐次双向拉伸工艺为例,其工艺流程如下:

澳门新葡亰app ,PP+助剂→共挤模头→急冷→预热→纵向拉伸→定型→预热→拉伸→定型→冷却→收卷→时效处理

总体上,逐次拉伸法是将挤出的PP片材先经过纵向拉伸、后横向拉伸来完成二次取向过程。
生产过程中主要控制的工艺参数有树脂挤出温度、生产线速度、拉伸温度、拉伸比等。
根据下游用户的需求和BOPP薄膜特性的分析,在生产过程中要做好以下几方面的控制。

2.1厚度控制

BOPP薄膜厚度是薄膜产品最基础、最重要的控制指标BO PP薄膜厚度不均匀可分为三种情况: 0纵向拉伸中短期厚度不均匀;②纵向拉伸中长期厚度不均匀;③橫向拉伸厚度不均匀。
纵向拉伸中短期厚度不均匀主要是机械原因造成的,如挤出机的工况、拉辊压辊圆周速度的变化等。
纵向拉伸中长期厚度不均匀主要原因是熔体过滤器的污染、原料性质、环境条件的变化等。
横向拉伸厚度不均匀主要原因是熔融树脂是否均匀、模头温度分布是否均匀、模唇开度调整是否到位等,它主要是由薄膜厚度在线测控系统自我调整完成的。
因此,在生产过程中,将在线测控与现场操作科学运用、有机结合,最大限度提高BOPP薄膜厚度的控制精度,即最大厚度偏差控制在2δ水平以内。

2.2光学性能的改善

PP的结晶度和晶体尺寸对BOPP薄膜的力学性能和光学性能有重要的影响。
结晶度高则强度高,韧性差,光学性能降低;晶体尺寸小而均匀,有利于提高薄膜的力学强度;耐磨性、耐热性,提高薄膜的透明度、光泽度,降低雾度。
关于薄膜雾度有专家认为:不同分子量分布的聚丙烯薄膜由龟裂力产生的雾度和表面粗糙度,窄的分子量分布降低了表面透光率和表面粗糙度,因而降低了雾度。
影响雾度有两方面原因:一是与结晶作用有联系,粗糙度与-隆起的"折叠片晶相一致;另一方面与熔体弹性所引起的熔体流动不稳定有关。
因此,通过改变结晶效果,提高薄膜光学性能的主要措施有:提高挤出温度、降低冷却辊的温度、减少添加剂含量。

提高挤出温度对晶体尺寸的减小和均化又起负面作用;冷辊温度最好控制在30 V以内,在考虑冷却辊温度的同时,应适当的增加空气的通风量,也有利于薄膜透明度的提高;添加剂的增减还要考虑成膜性、摩擦系数、产品的收卷和分切质量。
此外,冷

却辊的温度对薄膜的强度和薄膜的厚度控制也有直接的关系。

BOPP薄膜生产过程中的取向主要发生在纵向拉伸和横向拉伸过程中,在经过纵向拉伸后,高分子链单轴纵向取向,大大提高了片材的纵向机械性能, 而横向性能恶化;进一步横拉之后,高分子链呈双轴取向状态。
BOPP薄膜拉伸取向降低了材料的双折射,从而大大提高了薄膜的透明度、降低了雾度。 但是,取向程度也不能无限增大,一定要考虑薄膜的成膜性和机械力学性能。

2. 3摩擦系数控制

BOPP薄膜表面的摩擦系数是包装设备运行速度、包装物易开启性、印刷适性的主要影响因素之一。
在BOPP薄膜生产中要根据不同的产品用途选用合适的添加剂包括抗静电剂、爽滑剂、抗粘连剂和其他特殊用途助剂),针对不同档次的多种用途选用不同的树脂原料。
最终使常温23℃)下的BOPP薄膜表面动摩擦系数控制在0.2~0.4之间。

爽滑剂通过改善物料流动性降低材料表面的摩擦系数;抗粘连剂作用是使薄膜表层形成许多凸起, 减少薄膜层与层之间的实际接触面积降低粘结力, 提高相互滑动性,从而降低摩擦系数。
爽滑剂的量应控制适当,过量会造成薄膜粘结。
抗粘连剂的种类对薄膜摩擦系数有较大影响无机类以二氧化硅为主,单独使用BOPP的动摩擦系数可达到0.6以上;有机类常用的有脂肪酸幽安,其表面柔软薄膜动摩擦系数比无机类的品种低一般在0.45。
但值得注意的是各种添加剂对薄膜的光学性能影响比较大,因此一定要兼顾薄膜的光学性能和印刷适性。

不同类型的树脂的摩擦系数从低至高排列如下:均聚物≤无规共聚物≤三元共聚物≤低温热封料。
对于同一类型的原料,摩擦系数取决于该材料的分子量、分子量分布、无规物的含量和结晶度等物理化学指标。
因为小分子的自润滑作用,分子量小、分子量分布宽的原料做出来的薄膜的摩擦系数可能会低一些而无规物的含量会影响到薄膜的定向程度和结晶度,此两者都不利于添加剂的迁移。
对于不同类型的热封料使用时要小心,摩擦系数可能比较大,加工出来的薄膜可能会发生粘结。

另外如果薄膜的厚度比较均匀,摩擦系数也相对较小,这是因为有效接触表面积的减小所致;如果薄膜的结晶度较大摩擦系数相对较大,这是因为晶体会减缓添加剂的迁移。
调整工艺温度和拉伸比, 实际上是通过改善薄膜的厚度或结晶度,间接来调整摩擦系数。
有一点值得注意,由于BOPP薄膜生产过程中以及下游用户印刷过程中的实际工作温度一般都高于50℃因此,在调整薄膜表面摩擦系数时,应综合考虑。
下面对不同材料进行了动静摩擦系数在不同温度下的对比试验,结果见表2。

2不同材料在不同温度下的摩擦系数

试样名称

试样厚度

试验数据

不同温度下摩擦系数

18

23

30

40

50

60

AL

μs

0.834

0.465

0.45

0.4

0.446

0.432

μk

0.371

0.456

0.399

0.381

0.429

0.416

μs

0.342

0.329

0.343

.0355

0.409

0.496

μk

0.323

.0328

.0345

.0321

0.377

0.442

复合膜1#

μs

0.328

0.238

0.247

0.289

0.305

0.353

μk

0.189

0.198

0.192

0.234

0.22

0.252

复合膜2#

μs

0.174

0.197

0.206

0.247

0.249

μk

0.106

0.117

0.104

0.136

0.141

PE黑白膜

μs

0.302

0.384

0.417

0.416

0.464

0.484

μk

0.214

0.312

0.297

0.331

0.389

0.464

注:μs是静摩擦系数,μk是动摩擦系数。

由表2中可以看出,BOPP、复合膜1#、复合膜2#以及PE黑白膜,随着温度的上升,材料的动静摩擦系数都有一定增长。 这说明温度变化对高分子材料的摩擦系数有一定的影响,温度对摩擦系数的影响是高分子聚合物的一个特点,而温度对金属等材料的影响就非常小。

3结论

BOPP薄膜的印刷效果与薄膜本身的厚度、表面处理、透光度、雾度、光泽度、摩擦系数、抗静电性等关系十分密切,需引起足够的重视。
在BOPP薄膜生产过程中应将雾度控制在0.85以内、透明度大于98% 、光泽度大于96% 、摩擦系数为0.2~ 0.4 表面润湿张力大于3 8x10-5N/cm、厚度控制在2.5 水平,同时具有优良的抗静电性和机械力学性能, BOPP薄膜印刷产品的商品展示效果就能得到充分的表现。

根据塑料包装薄膜的种类和用途的不同,应用过程中对其性能的要求也各异。但总的来说,主要集中在两个方面:薄膜的外观与尺寸以及薄膜的内在性能,包括物理机械性能、光学性能、热性能和阻隔性能等。本文主要从这两个方面阐述塑料包装薄膜目前较为常用的检测方法。外观与尺寸塑料薄膜的外观主要包括薄膜清洁度、平整度和色相等。清洁度是指薄膜中不应有杂质、异点和油污等;平整度是指膜卷表面应平整光洁、无皱折、无暴筋和凹坑,并且保证膜卷端面齐整等;色相是指薄膜无色差,色泽均匀。对于外观的检测,通常是在自然光线或日光灯下,采用肉眼目测法进行观测。软塑包装用膜对外观要求较农用薄膜高,一般不允许有外来杂质、油污和褶皱等缺陷。塑料薄膜的尺寸主要是指塑料薄膜的厚度,其次是指薄膜的宽度和长度。由于塑料薄膜都是成卷生产和供应的,其长度一般在数千米甚至上万米,常用的方法是通过计数器测量得到,而宽度则可直接用卷尺测量。

改善塑料的加工性能和使用性能

对于热塑性塑料的成型加工而言,成型精度和冷却定型过程对于最终产品的质量具有决定性的影响,这种影响尤其对于平挤薄膜和片材的成型质量更为明显。通常,成型精度主要影响薄膜和片材的表观质量,如:收卷的平整度、端面的整齐度以及使用中的适应性等。而冷却定型时间的长短、冷却均匀度,以及冷却位置等则在很大程度上决定了材料的结晶和分子排列,对薄膜和片材的光学性能、机械力学性能以及后道的热成型操作等具有直接的影响。因此,需要从工艺的角度对成型精度和冷却定型效果进行改善。 目前,一种新的生产方式是柔性压延工艺,采用该工艺生产出的薄膜和片材的光学性能能够与三辊压延工艺相媲美,物理机械性能则超越了三辊压延和流延工艺。同时,产品的外观质量可达到流延工艺的效果。因此,柔性压延工艺非常适合于生产高品质的膜片。在此,以PP作为生产原料,对三辊压延工艺、流延工艺和柔性压延工艺的特点进行比较。 如图1所示,对于三辊压延工艺而言,无论是平三辊、斜三辊还是立式三辊,它们的基本结构和成型原理基本一样。其特点是:被塑化挤出的热熔态均质熔体经模头狭缝被挤出,在Roll 1和Roll 2之间被校准、整平,然后在Roll 3和第六区被冷却成型。由于Roll 1和Roll 2的辊筒表面是刚性的,在对膜片进行校准、整平的过程中,辊筒表面的圆周尺寸误差就转移嫁接到膜片上,并使其厚度方向产生误差,而且这个误差永远存在,不会随着工艺条件、操作水平、材料质量等因素的变化而改变。随着成品卷公差的积累,最终使膜片的外观收卷质量大打折扣。另外,三辊压延工艺对膜片的冷却定型是在两辊的缝隙间进行的,辊筒面向薄膜表面的冷却传递使得膜片获得了良好的表面光学性能。但是,就冷却条件而言,由于膜片仅在第二区很小的区域内是双面同时得到快速冷却,进入第三区后则变成了单面冷却,另外一面的冷却介质变成了空气,从而导致了冷却的不均匀,最终使膜片的质量不完美,成品会出现过度拉伸、高的热收缩率、平整度不良以及弯曲等质量问题。

图1 高阻隔型塑料包装薄膜

通过添加剂技术可以有效改善塑料的加工性能、薄膜的力学性能(如收缩性、刚性等)、电性能(如电荷迁移性、抗静电性)、光学性能(如光泽度、雾度等)、耐候性(抗氧化、防紫外、高低温适性)以及包装材料的使用性能等。比如在薄膜和包装袋生产过程中,薄膜的表面性能及摩擦系数是一项重要的技术指标。薄膜的摩擦系数与添加剂(主要是抗粘连剂)的种类、加入量、粒径、形状、分散性以及其处理程度有关。如双向拉伸聚酯薄膜常用的添加剂有SiO2、TiO2、 CaCO3、AL2O3、MgO 等。随着添加量的增加,薄膜表面粗糙度增加,摩擦系数下降。降低薄膜的摩擦系数,使其值在0.3-0.4 范围。在进行印刷、镀铝工艺时,可增强油墨、铝层与塑料薄膜之间的结合力。部分包装袋为了适应高速自动灌装机的要求,包装袋内表面应具有一定的爽滑性。通常通过在内层材料如聚乙烯粒子中添加一定量的爽滑剂,如油酸酰胺等来使薄膜获得爽滑性。由于油酸酰胺与聚乙烯相溶性较差,其分子极易向薄膜表面迁移,形成一层弱界面层。若爽滑剂含量过高,界面层就会削弱油墨、粘合剂与薄膜表面之间的附着牢度,影响印刷、干复工艺的产品质量。我们通常要求聚乙烯薄膜内表面的动摩擦系数在0.2-0.4范围。在吹制聚乙烯薄膜时,加入极少量的低分子氟聚合物,可有效改善线性低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金属催化聚乙烯 (mPE)的加工及成膜性能,降低聚乙烯树脂在高温、高模切状态下的粘度,减少熔体与螺杆、料筒、模口(模唇)之间的摩擦力,特别是明显改善了薄膜的表而质量。抗静电剂可改善塑料薄膜的电性能,使电荷迁移性加强,降低表面静电电荷量,利于塑料薄膜在进行印刷、复合时的高速加工,提高灌装粉剂产品工序的效率以及包装袋的封口强度。添加剂在进行高温、快速模切的加工过程中,很容易产生挥发件物质,使包装材料产生异味。所以要根据所包装产品对包装材料的使用要求选择添加剂。

图1 三辊压延工艺

塑料薄膜的厚度可按照CB/T6672-2001“塑料薄膜和薄片厚度测定-机械测量法”进行测量。试验室常采用立式光学仪或其他高精度接触式测厚仪对薄膜进行离线测量,测量精度为0.1μm。在高速、连续化的薄膜生产线上,一般采用β-射线和近红外线等测厚仪进行非接触式测量。这类测厚仪不仅测量精度高、响应速度快,而且还能自动反馈厚度信息,不断修正厚度的偏差。

增加塑料材料更多的功能

如图2所示为流延工艺。从图中可以看出,膜片的成型不再依赖于两个刚性的辊筒面来校准和整平,这样,冷却辊筒的圆周尺寸误差就不会转移到膜片的表面上。在此,膜片误差的形成主要来自于T模头的模唇间隙误差。众所周知,流延模头的模唇是可以调整的,因此,尽管膜片存在误差,但通过对模头的调整,以及利用高超的操作技能,可以使这种误差得到改善,且不会造成公差的积累,这对于提高膜片的外观质量是有效的。从膜片的冷却定型过程来看,膜片通过风刀并在真空的作用下单面贴辊,这样,辊筒仅使膜片的单面形成良好的表面光学性能,而膜片另一面的表面光学性能很差。由于第二区的冷却一直是单面的贴辊冷却,另外一面的冷却介质仍然是空气,这与传统的三辊压延的冷却过程基本相似,因此膜片也会出现高强度拉伸、高热收缩率以及弯曲等质量问题。

图2 通用阻隔型塑料包装薄膜

在聚乙烯树脂中添加增粘剂,可以增加薄膜表面的粘性。在聚乙烯树脂中添加气相防锈剂,制成防锈薄膜,使其具有气相防锈功能,对所包装的金属制品起到气相防锈的效果。特别是在塑料包装材料中加入降解促进剂,如生物降解剂、光降解剂、热氧降解剂等,可有效减少塑料废弃物对环境的污染。

图2 流延膜片工艺

物理机械性能物理机械性能的检测侧重于拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量这3个方面。拉伸强度是塑料薄膜最重要的力学性能,它表示薄膜在单位截面面积上所承受的拉力。聚酯薄膜的拉伸强度最高,一般可达200MPa以上,是聚乙烯薄膜的9倍。断裂伸长率用来表征薄膜的韧性,它表示在承受一定的载荷下,一定长度的薄膜发生断裂时,其单位截面的长度减去薄膜原长后与原长的比值。BOPET薄膜的断裂伸长率约为100%。弹性模量是指在薄膜的弹性形变范围内,其纵向应力与纵向应变之比,也称杨氏模量。BOPET薄膜的弹性模量一般在4000MPa以上。一般,可使用量程为500N的拉力试验机对上述力学性能进行测试。塑料薄膜的拉伸强度和断裂伸长率的测试方法可按照GB/T13022-91“塑料薄膜拉伸性能试验方法”进行测量。具体的试验过程是:选择10条长为150mm,宽15±0.1mm的长条形试样,保持夹具的间距为100mm,并设定拉力机的拉伸速度为100±10mm/min,分别从纵向和横向对试样进行测试。根据测试得到的拉伸强度和断裂伸长率的数据,可计算出薄膜的弹性模量。光学性能一般,塑料包装材料对塑料薄膜的光学性能,如雾度、透光率和光泽度等有较高的要求。雾度是指透过透明薄膜而偏离入射光方向的散射光通量与投射光通量之比,一般用百分比表示。雾度用来表征透明材料的透明程度,不仅与薄膜材料的固有特性有关,也与所用的添加剂,以及成型加工过程和环境有关。BOPET薄膜的雾度一般在1.5~3.5之间。透光率表示薄膜光通量的大小。BOPET薄膜的透光率在80%~90%以上。

在油墨加工和使用方面的意义

如图3所示为柔性压延工艺。在该工艺中,膜片的成型公差不依赖于两个刚性的辊筒表面来校准和整平,而是像流延工艺那样,依据模唇的间隙来调整膜片的公差,膜片最终的外观品质可以达到流延工艺所能达到的水平。该工艺特点是,塑化挤出的热熔态均质熔体受滚筒和柔性钢带的共同作用,从而使最终膜片的两个面均可获得良好的表面光学性能。柔性压延最大的优点就是,在第二区冷却段的压光缝隙中,材料的双面可得到充分的冷却,从而使膜片获得良好的光学性能及力学性能,不会出现过度拉伸、高热收缩率、平整度不良和弯曲等问题。

图3 聚烯烃包装薄膜

油墨作为由颜料、添加剂、连接料、填充剂以及溶剂等多种不同种类、不同性质化学物质组成的有机体系,要增加各种物质之间的相溶性,提高颜料和填料的活性,使油墨性能良好。实现较好的印刷适性,如色相一致、光泽度良好、墨膜强度好、耐摩擦、抗氧化等。油墨中添加剂的加入量虽然很小,但对油墨的粘度、干燥性、色相等有重要的影响。油墨所用添加剂的种类很多,主要有增塑剂、快干剂、慢干剂等。具有化学吸附和物理缠绕作用的连接料在油墨中的作用更为明显。连接料有利于印刷油墨体系中颜料、连接料、填充剂之间的亲和,提高油墨的附着力和力学强度;降低墨膜厚度;防止印品出现浮色、发花等现象;杜绝印刷工艺发生刀丝、糊版等质量事故;延长油墨的储存期限等。油墨使用的抗静电剂能提高油墨的抗静电性能,可提高印刷速度,并杜绝由静电引发的各类印刷质量问题。根据印刷基材的基本性能如电性能、印刷适性、工艺条件包括环境温度、湿度的差异等因素选择添加剂及其含量。若环境湿度较大,薄膜在印刷速度高的条件下不易干燥,薄膜经印刷后易发生粘连现象,则应适当添加快干剂,并减少油墨中氧化促进剂的含量;反之,若环境较为干燥,则应适当添加慢干剂。

图3 柔性压延工艺

光泽度是指薄膜表面平整、光滑的程度,可通过薄膜对光线的反射能力来测定。薄膜表面越平整,对光线的镜面反射能力越强,光泽度就越高,反之,光泽度越低。雾度和透光率可用球面雾度仪进行测量,量程为0%~100%。光泽度的测定则用光泽度仪进行测量,对于高光泽度的材料,光泽度仪选用的折射角度为20;对于中高光泽度材料,设备选用的折射角度为45;而对于中等光泽度材料,折射角度为60。BOPET薄膜的光泽度在130%以上。热性能热收缩率用于表征塑料薄膜的热稳定性。薄膜的热收缩率常用热缩试验仪进行测定。测试时,取5片面积为120mm×120mm的正方形试样,在试样纵横向的中间画一个互相垂直的100mm×100mm标线。将试样平放在150±1℃的烘箱内恒温30min,取出后冷至室温,分别测量标线长度的变化情况,从而计算出试样的热收缩率。一般,BOPET薄膜的纵向热收缩率为1.5%~3.0%,横向热收缩率基本为0以下。表面性能薄膜的表面粗糙度的大小将直接影响薄膜的收卷性能。一般,用摩擦系数来表征表面粗糙度。摩擦系数分为动摩擦系数和静摩擦系数两种。静摩擦系数是指两块相互接触的薄膜在相对移动开始时,其接触表面所受的最大阻力与垂直施加于两个接触表面上的法向力之比。动摩擦系数是指两接触表面以一定的相对速度移动时,接触表面所受的阻力与法向力的比值。摩擦系数可按GB/T100006“塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法”的规定进行测定。测试仪器为摩擦系数试验仪。BOPET薄膜的摩擦系数一般控制在0.4左右。彩色印刷与真空镀铝是塑料包装薄膜应用最广泛的两大领域,它们对薄膜的表面湿张力要求很高。表面湿张力是指薄膜表面自由能的大小,而表面自由能主要取决于薄膜材料自身的分子结构。聚烯烃是油墨印刷的常用材料,它属非极性高分子材料,其表面自由能较低,即湿张力很小,因此必须对其进行表面处理。为了适应高速印刷的需要,即使是作为极性高分子材料的聚酯同样需要进行电晕处理,以进一步提高其表面湿张力。表面湿张力可按照GB/T14216“塑料薄膜和片润湿张力试验方法”的规定进行测定。首先,配制不同标值的达因水,用棉签蘸取任一标值的达因水,涂布于平放的塑料薄膜表面。如果薄膜在2s内不收缩,可再使用标值较高的达因水重复测试。若在2s内发生收缩,则表示所使用的达因水的标值就是该薄膜的表面湿张力。另外,也可使用市场销售的达因笔,直接在塑料薄膜表面划写,通过观察薄膜的收缩情况,来测定其表面湿张力,原理与达因水的测量原理相同。阻隔性能塑料包装薄膜的阻隔性能可直接影响被包装物的保质期或货架期。一般,塑料薄膜的阻隔性与塑料材料的化学结构有关,有高阻隔、中阻隔和低阻隔之分。目前,比较常用的提高薄膜的阻隔性能的方法是多层复合、真空镀铝和纳米改性等。对于阻隔性能的高低,主要用氧气透过率和水汽透过率这两个指数来判断。一般,包装用双向拉伸聚酯薄膜的透氧系数要达到2.25×10-15/,透湿量要达到55g/。氧气透过率可按照GB/T1038-2000“塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法——压差法”的规定进行测定。试验所用的仪器是压差试验仪,由低压腔和高压腔组成。测试时,将薄膜试样贴于高压腔与低压腔之间。待两腔密闭后,用真空泵抽真空,然后向高压腔内充1个大气压的试验气体。通过测量低压腔的压力增量,即可计算出气体的透过率。水汽透过率则是按照GB/T1037-2000“塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法—杯式法”的规定进行测定。试验要求的环境温度为23±1℃,相对湿度为90±2%。实验时,在试样两侧保持一定的水蒸气压差,通过测量透过试样的水蒸气量,计算出水蒸气透过量和水蒸气透过系数。(end)

没有任何一种添加剂能同时满足基体树脂、工艺条件、材料性能、使用技术要求等所有条件,在实际生产中往往需要对多种添加剂科学选择、优化配置,使多种添加剂协同作用,才能既利于加工又能获得较为优异的综合性能。

现在,再对上述三种工艺成型的薄膜和片材的各种性能进行对比。 首先,对材料的结晶度进行分析。一般,PP膜片的性能在很大程度上是由材料的结晶度决定的。由于冷却温度和速度的关系,使得材料有着不同的结晶度。在柔性压延工艺中,结晶度随着辊筒和压光带的温度升高而提高。相对于三辊压延和流延工艺,PP的结晶度和结晶晶粒均比较小,晶粒密度较高。 就光泽度而言,柔性压延和三辊压延工艺可使膜片的双面均获得同样优异的光泽度,这主要是由于辊筒和压延钢带的光泽度被传递到了膜片的双面上。而在流延工艺中,仅有辊筒的光泽度被单面地传递到膜片的单面上,使得流延工艺的膜片的光泽度表现一般。 雾度值反映的则是膜片的蒙胧程度,它是由光分度计来测定的。雾度除了受材料本身的影响外,还受冷却温度的影响。一般,随着冷却温度的升高,材料的结晶度也迅速提高,从而使得成品的雾度提高。在上述三种工艺中,三辊压延和流延工艺均采用的是单面冷却方式,相对于柔性压延的双面冷却而言,上述两种工艺的冷却速度较慢,从而使成品的雾度也相应提高。 由于冷却速度的关系,拉伸强度在纵向和横向方向上的表现是不一致的,一般,纵向拉伸强度均大于横向拉伸强度。通过对三种工艺的比较表明,柔性压延的拉伸强度比其他的差,这是由于冷却速度造成的结晶度不一样。但是,成品拉伸强度的各向异性使得后道的热成型性能受到一定的影响。如果测试样板在断裂处有明显的回缩现象,则表明热成型性能比较好,而柔性压延的样板在此方面的表现就比较明显。 对于柔性压延生产出的膜片而言,其抗冲击强度随着冷却钢带和压光辊温度的升高而明显提高。与另外两种工艺相比,柔性压延工艺使膜片的拉伸强度更好,这在试验中已经得到证实。 在对厚度偏差进行控制方面,柔性压延工艺的可控性和可操作性类似于流延工艺。因此,膜片在收卷的过程中不会因公差积累而影响表观质量。在膜片的光泽度方面,柔性压延工艺和三辊压延工艺一样,都可从双面进行高光泽度的传递,使得两个表面的光泽度都很高。在冷却定型过程中,柔性压延所具有的双面快速冷却结构,使得成品品质明显提高,膜片不会产生弯曲或翘曲变形。

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