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無溶劑復(fù)合產(chǎn)品摩擦系數(shù)受哪些方面的影響？
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【正文】
無溶劑復(fù)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(fù)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(fù)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(yīng)。PE熱封膜常采用3層共擠結(jié)構(gòu)（A/B/C），A層為靠近復(fù)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(yīng)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(fù)合前與復(fù)合后動/靜摩擦因數(shù)都呈上升趨勢，在復(fù)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(jié)構(gòu)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(guān)外，還與熱封層的結(jié)構(gòu)有關(guān)。采用厚度為46μm的2種不同結(jié)構(gòu)的PE熱封膜，A熱封膜3層結(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)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(jié)晶度較高有關(guān)，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(guān)。由此，在生產(chǎn)PE薄膜進行配方設(shè)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(yīng)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(yīng)，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(guān)。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(guān)，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(fù)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(yīng)，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(shè)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(fù)合摩擦因數(shù)上升的關(guān)鍵技術(shù)。
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(jié)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(yīng)用方面受到一定限制。
3、無溶劑復(fù)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(yīng)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(guān)，所以在生產(chǎn)過程中的復(fù)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(dāng)。由于無溶劑復(fù)合的初粘力比較低，在收卷過程中設(shè)置的錐度比較小，使無溶劑復(fù)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(zhuǎn)移到印刷膜上，從而導(dǎo)致PE 膜的摩擦因數(shù)上升，因此在設(shè)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》
