浅谈尼龙薄膜与添加剂
http://www.packltd.cn 时间:2020年7月7日 关注数:655 次 |
摘要：在生产尼龙膜中，一般使用的添加剂为二氧化硅类产品。这类添加剂中主要有硅石、化学法后硅粉、成品二氧化硅等。不同的细度、不同的透明度、不同的型状颗粒、粒径造就不同的级别，差别巨大。
在生产尼龙膜中，一般使用的添加剂为二氧化硅类产品。这类添加剂中主要有硅石、化学法后硅粉、成品二氧化硅等。不同的细度、不同的透明度、不同的型状颗粒、粒径造就不同的级别，差别巨大。添加剂的加入使在薄膜成膜过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与添加剂(抗粘连剂)的种类、数量，添加剂的粒径与形状、添加剂的分散性、表面处理等因素有关，应根据不同类型薄膜和用途而选用不同的添加剂。随着薄膜中添加剂含量的增加，薄膜的摩擦系数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较为适合。适当的表面粗糙度有利于油墨印刷、复合和真空镀铝。当然，粗糙度过大则可能会造成油墨、胶液或铝分子不能填满薄膜表面凹陷穴位，形成空隙而影响两者之间的附着力，严重时会导致油墨、胶液或镀铝层与薄膜脱离分层，印刷时小网点丢失等弊病。一般情况下，复合膜摩擦系数不稳定与所添加滑爽剂的类型、添加量、迁移量、迁移方向、贮存使用的温湿度等有关。BOPA薄膜添加剂量太多也会使膜表面的粗糙度增加,也会形成颗粒状麻点而影响表面光泽度和印刷效果。特别是用二氧化硅为抗粘结剂更会产生此现象, 同时还会使膜的雾度加大, 因此要提高膜的透明度就必须尽量减少二氧化硅的含量，内层材料的防粘剂和滑爽剂的添加量以及薄膜的挺度、平滑度、光洁度等因素都会影响复合膜摩擦系数。
一、添加剂对尼龙薄膜在凹版印刷、复合制袋工艺的影响
1、印刷中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。此外材料中添加剂太多遇热上浮而堵塞小网点产生小网点印不上。常温下一般要求BOPA薄膜表面（非处理面）的动摩擦系数在0.25~0.35之间（非/非动国标为≤0.6）。高温高湿气侯季节或地区，BOPA薄膜表面（非处理面）的摩擦系数应小于0.25。否则很容易出现膜面粘连状态。尼龙膜为吸潮性大的薄膜，一般在正常使用环境下，20分钟内膜吸湿达饱和状态，而薄膜吸湿饱和后其摩擦系数变化不大。
2、在高温高湿使用条件下，考虑摩擦系数的影响时，应特别注意的是为提高油墨与基材的结合牢度和提高印刷速度。一般在使用中，机台金属部件大都是在 40℃左右的高温条件下运转。而温度的提高对摩擦系数影响却很大，因为高温条件下高分子材料大分子热运动能力加强，活动速度加快，分子间隙变大，表面性能发生变化会使薄膜摩擦系数随之变化。一般来讲，随着环境温度的升高，材料表面的摩擦系数会有一定的变化，但变化的大小因材料对温度的敏感程度和所加助剂种类及多少有较大差异。如在印刷前不仅要测量BOPA膜在常温下的摩擦系数，还应检测实际使用环境温湿度下的摩擦系数变化。BOPA薄膜本身分子排列间隙比其他薄膜大，测量在使用温度条件下的摩擦系数变化对稳定和提高产品质量是非常有益的。
3、尼龙薄膜在实际使用中有做印刷层、复合中间夹层,但在复合中，由于各层材料的摩擦系数的变化也会影响到其复合剥离牢度等，其中以爽滑剂的种类、含量最为重要。尼龙薄膜的爽滑性主要是通过添加爽滑剂来实现的，在薄膜成型后，爽滑剂在温度和时间适合下会从薄膜内慢慢迁移到表面，如果爽滑剂含量过高的话，还会影响到薄膜的印刷、复合适性，这对印刷、复合是极为不利的。添加剂量应控制在300~500PPM以内，量少又影响开口性。膜的光洁度适当高些，一般可控制在Ra0.08~0.12um之间。若膜面过于粗糙，油墨和胶粘剂难以涂平凹凸不平的膜而产生复合牢度不好及小白点等质量故障。
4、BOPA薄膜添加剂量太多也会使膜表面的粗糙度增加,也会形成颗粒状麻点而影响表面光泽度和印刷效果。特别是用二氧化硅为抗粘结剂更会产生此现象,同时还会使膜的雾度加大, 因此要提高膜的透明度就必须尽量减少二氧化硅的含量，内层材料的防粘剂和滑爽剂的添加量以及薄膜的挺度、平滑度、光洁度等因素都会影响复合膜摩擦系数。一般情况下，复合膜摩擦系数不稳定与所添加滑爽剂的类型、添加量、迁移量、迁移方向、贮存使用的温湿度等有关。添加剂含量超过一定量后，就会影响到复膜的牢度。所以生产水煮、蒸煮产品时要特别注意热封层材料所含添加剂量多少，一般选择少加或不加添加剂的薄膜。薄膜老化或加入大量再生料、添加剂使薄膜产生拉伸强度和断裂伸长率严重降低，反而十分容易撕裂，可通过检测材料的摩擦系数的变化或拉伸强度、断裂伸长率是否达标进行判断。
二、几种功能性尼龙薄膜使用中注意点
许多功能性尼龙薄膜，都是通过添加某些添加剂对尼龙膜进行改性而产出的产品，如消光尼龙膜就是添加消光剂而生产的。虽然在添加这些添加剂改性后，得到了某些功能需求，但同时也破坏了尼龙膜原本的一些物理性能，如膜面摩擦系数大大提高或下降。雾度加大，强度减弱变脆等。因此，提出几点使用中的几点个人看法供同仁们参考：
1、高爽滑尼龙薄膜
目前市面上有高爽滑或超爽滑尼龙膜，以应付高湿天气尼龙膜易吸潮，快速打码不粘叠在一起的缺点，一般高爽滑或超爽滑尼龙膜都是在膜表层加入大量添加剂(爽滑剂)的效果，在 此类型BOPA膜中，电晕处理面不能低于52dyn, 薄膜添加剂量不超过300PPm。因爽滑剂量大, 爽滑剂表面游离析出物多, 堵塞印版网点，产生油墨附着不良, 或小网点印刷丢失。复合时胶粘剂与膜的粘接不良而脱层。如BOPA膜非处理面的摩擦系数,在快速打码（制袋）中（250个/min以上）则要求更小一些。(约0.15左右)还应考虑薄膜在使用中的吸潮性，膜吸潮后(未达饱和状态)的摩擦系数肯定更高。摩擦系数太小 (如高爽滑尼龙膜)爽滑度太大，走料不稳、牵动打滑、错位，制袋裁切出血或成品规格长短不一等。摩擦系数太大，膜与机摩擦力加大，材料拖动困难，会引起走料拉不动，使材料拉伸变形或拉断。一般摩擦系数值不可能大于1，若出现动摩擦系数值大于静摩擦系数值，则材料表面有异常。有些特殊工艺要求或有针对性产品，对于要求特别低的摩擦系数，尼龙膜应从吸潮性大的缺点中加以改进才是根本方向。因此在使用此类尼龙膜时要查查材料的吸潮情况以及膜在使用前后的膜面摩擦系数变化、添加剂是否上浮转移，这些都可能产生打码附着不牢，易掉色或易擦掉现象，若是水煮蒸煮袋还要考虑添加剂上浮、转移是否对内容物产生食品安全影响。因此，尼龙6薄膜在成膜出厂时的含水率一般在1.5%~2.5%之间(不得超过3%)。
2、高阻隔性尼龙薄膜
在高阻隔性尼龙膜中有一种在共挤出时中间层加入EVOH。而EVOH是一种链状结构的结晶性聚合物，集乙烯聚合物良好的加工性和乙烯醇(PVA)聚合物极高的气体阻隔性为一体,是乙烯--乙烯醇的无规共聚物，可以看成是PVA的改性物。加入乙烯单体，EVOH的拉伸强度、冲击强度下降而耐水性和加工性改善。在EVOH共聚物中，乙烯单体与乙烯醇单体的含量不同，其性能也大不相同，其中乙烯单体提供耐水性和加工性，而乙烯醇单体则提供阻隔性，因此乙烯单体的含量增加，氧气透过系数也增加，而EVOH具有亲水性和吸湿性，纯EVOH制品的吸水性很高，严重影响阻隔性能，因此EVOH不能单独使用，蒸煮后易出现大量小气泡(小白点)，为防止其吸水性同时也保证其优异的阻隔性。往往做为中间材料与其他材料复合使用，因此在还没进行改性前，含EVOH材料做为耐高温蒸煮包装袋是不适宜的。
选择高阻隔性尼龙薄膜不但要了解在正常温度、湿度下的氧气透过率，更要查在高温和高湿(80%)时的氧气透过率，纵、横向热收缩率也要求查耐125或135℃的收缩率是否符合要求，对于纵、横向收缩差值不得大于0.5%，否则会引起收缩起皱、卷曲，严重时还会产生脱。对于食品安全卫生要特别注意是否受到污染及一级芳香胺的含量是否超标。表面润湿张力应在52~54达因左右，电晕处理会影响材料的阻隔性，因而对材料进行电晕处理时要合理，不宜过大。
3、消光尼龙薄膜
由于基材是尼龙膜，并且基材表面十分光滑。一般用于消光尼龙膜印刷的凹印里印油墨类型是聚氨酯树脂油墨, 聚氨酯体系的油墨其油墨连接料中的胺基都会消化粘合剂的固化剂而造成胶液不干现象, 其次聚氨酯油墨体系中还往往加入三元羟基改性氯醋树脂, 也是造成油墨与胶水不干的因素之一, 为此在使用聚氨酯体系的油墨印刷时, 应加入硬化剂, 或者在配胶时都必须多加8%~15%的固化剂, 以防出现胶水不干现象在大批量生产前，先做材料适应性试验合格后再投入生产，特别注意油墨和基材的附着力是否符合，油墨与消光层是否匹配。BOPA处理面的表面润湿张力应达54达因以上才能满足油墨附着要求，以免发生不必要的损失。由于材料的吸潮性大, 因此尽量减少使用含有水份和醇类的溶剂及油墨，若非用不可的话也要尽量烘干，排除残留溶剂。
(来自:包装企业网)
