一、 流延膜的基本介紹 |
1.什么是流延膜
流延膜，是通過(guò)熔體流涎驟冷生產(chǎn)的一種無(wú)拉伸、非定向的平擠薄膜。與一般的吹脹法相比，其特點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，產(chǎn)量高，薄膜厚度均勻性以及透明度、光澤性等都非常好?？煞譃閱螌恿飨押投鄬庸矓D流涎兩種方式。
2.流延膜的工藝流程
生產(chǎn)工藝過(guò)程為原料經(jīng)擠出機(jī)塑化熔融后,熔體經(jīng)過(guò)一個(gè)T形狹縫模頭擠出,流延鑄片經(jīng)急冷輥冷卻, 成型為薄膜。此法生產(chǎn)速度快,急冷輥一般為表面鍍鉻、光潔度高的鋼輥,而且薄膜透明度高、厚度均勻,薄膜的縱向和橫向性能一致。
圖 1流延膜工藝流程
采用橫向定位裝置來(lái)控制薄膜的平均厚度,通過(guò)γ射線測(cè)厚區(qū)域的監(jiān)視器反饋信息到模頭,調(diào)節(jié)模唇開(kāi)合度。共擠流延膜由2個(gè)以上擠出機(jī)分別控制物料的擠出量,經(jīng)分流梭按比例分配后,由T形模頭按設(shè)定比例流延。
3.流延膜的生產(chǎn)方式
CPP/CPE的生產(chǎn)有單層流延與多層共擠流延兩種方式。單層薄膜主要要求材料低溫?zé)岱庑阅芎腿犴g性好。多層共擠流延膜一般可分為熱封層、支撐層、電暈層三層。
熱封層：要進(jìn)行熱封合加工,所以要求滑爽性和抗黏連性好的同時(shí)，析出物的量要非常少,單層用量占總膜量的15%左右，要求材料的熔點(diǎn)低，熱封溫度要寬。；
支撐層：對(duì)薄膜起到支撐作用，增加薄膜的挺性,同時(shí)降低成本，首先要有好的剛性,其次要有良好光學(xué)性能，薄膜的整體性能基本上靠支撐層來(lái)體現(xiàn),用量占總膜量的70%左右；
電暈層：要進(jìn)行印刷或金屬化處理,要求有適度的表面張力，一般要 達(dá)到38 dyn/cm 以上（ PE 35.6dyn/cm ， PP 29.8dyn/cm ）。
所以PE,PP薄膜在印刷之前都要進(jìn)行表面處理來(lái)提高其表面張力，對(duì)電暈層原料的要求是，既要有一定的抗黏連性,又要嚴(yán)格控制低分子物的含量，因此,樹(shù)脂中應(yīng)不含有任何析出的添加劑，用量占總膜量的15%左右。
二、 流延膜的干式復(fù)合方法的優(yōu)點(diǎn) |
由于單種塑料薄膜總是存在著樹(shù)脂帶來(lái)的固有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也有它存在的一定的缺點(diǎn)，遠(yuǎn)不能滿足越來(lái)越多種商品對(duì)包裝廣泛而嚴(yán)苛的性能要求。因此薄膜生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)了薄膜與薄膜，紙、金屬箔等的復(fù)合材料的生產(chǎn)，來(lái)互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，更好地滿足包裝業(yè)的需要。
圖 流延膜
材料的復(fù)合它可分為干式復(fù)合和濕式復(fù)合，干式復(fù)合是使用一種膠粘劑在基材上涂布后，先干燥，揮發(fā)去溶劑，提高了膠的粘結(jié)力后再同另一種基材進(jìn)行復(fù)合。
而濕式復(fù)合則不同，涂膠后馬上壓貼，這樣就有大量的膠粘劑溶劑被壓貼在復(fù)合膜上，這些溶劑在干燥固化時(shí)也無(wú)法揮發(fā)出去， 濕式復(fù)合用的膠一般為丙烯酸乳膠以及其他有機(jī)溶劑膠。
干式復(fù)合法同其他復(fù)合工藝相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)基材選擇面廣；
(2)復(fù)合的牢度高；
(3)各層的厚度可以自由選擇；
(4)生產(chǎn)速度快。
因?yàn)楝F(xiàn)如今人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，現(xiàn)在干式復(fù)合都采用的100%固體的無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，固含量為100%，這樣復(fù)合材料中沒(méi)有溶劑殘留，符合現(xiàn)代食品和藥品包裝的衛(wèi)生要求，生產(chǎn)中也沒(méi)有揮發(fā)性溶劑排放，對(duì)大氣環(huán)境沒(méi)有污染。
注：聚氨酯膠黏劑可分為單組分和雙組分，單組分聚氨酯膠較雙組分比較有著存儲(chǔ)時(shí)間短，涂膠后固化緩慢，熟化時(shí)間長(zhǎng)，固化不充分，強(qiáng)度低，不適宜用于高溫蒸煮及其他要求復(fù)合牢度高的地方。
三、 流延膜干式復(fù)合過(guò)程中容易出現(xiàn)的五大問(wèn)題及解決辦法 |
在干式復(fù)合中經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題如：膠層出現(xiàn)小氣泡，復(fù)合不牢、復(fù)合成品發(fā)澀、熱封不良等問(wèn)題，形成這種結(jié)果的原因是多方面的，下面就這種現(xiàn)象進(jìn)行一一探討。
1.膠層出現(xiàn)小氣泡
在工藝中經(jīng)常出現(xiàn)各類小氣泡，其實(shí)它只是個(gè)籠統(tǒng)的概念，它不一定是真正鼓起來(lái)的氣泡，也有可能是兩層膜之間未完全貼合，透明度就有差異，形成我們常說(shuō)的氣泡。其形成原因可以從下面幾個(gè)方面考慮：
1）首先我們要考慮的是不是上膠量不足，其實(shí)復(fù)合膜是否印刷和基材以及膠的表面張力以及涂布的流平性都決定了上膠量的多少。
2）干燥不良產(chǎn)生的氣泡。
3）堵版產(chǎn)生的氣泡。
4）復(fù)合熱輥和壓輥不平整產(chǎn)生氣泡，不平整的地方帶進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣泡。
5）因熟化溫度不夠，未能消除氣泡。
圖 薄膜上出現(xiàn)小氣泡
其實(shí)復(fù)合膜一下機(jī)就沒(méi)有氣泡較為少見(jiàn)，而熟化能消除小氣泡，加熱的目的是使干固的膠粘劑熔化，流動(dòng)，消除小縫隙，在壓力下排出空氣，使二層膜緊密貼合。
2.復(fù)合不牢
1）表面張力偏低
一般情況下，干式復(fù)合用的薄膜的表面張力必須達(dá)到38dyn/cm以上才可以使用。同時(shí)，復(fù)合強(qiáng)度還與薄膜的厚度有關(guān)，薄膜越厚，相對(duì)薄膜表面張力要求要高。并且薄膜存放時(shí)間越長(zhǎng)其表面張力值逐漸下降，同時(shí)也受空氣濕度和季節(jié)的影響。
2）添加劑的影響
樹(shù)脂在聚合或在成膜時(shí)，根據(jù)其用途的不同，一般都需加入一定量的添加劑，如滑爽劑、抗粘劑等。爽滑劑和其它有些助劑具有遷移性。薄膜放置一段時(shí)間后，爽滑劑會(huì)從薄膜內(nèi)部遷移至薄膜的表面，形成一層很薄的致密層，這層致密層阻隔了粘合劑與薄膜表面的結(jié)合，導(dǎo)致粘合劑無(wú)法與樹(shù)脂接觸，復(fù)合初粘力很低。
但在自動(dòng)包裝中，即要求有高的復(fù)合強(qiáng)度，又要求低的摩擦系數(shù)，為解決這對(duì)矛盾，我們一定要選用耐高溫，遷移速率慢的高分子量的爽滑母粒，并且在爽滑母粒的添加比例上，在滿足了一定的摩擦系數(shù)前提下，盡可能的少加這種遷移性的助劑。
3.熱封不良
薄膜在需要熱封的情況下會(huì)出現(xiàn)局部熱封不良的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象主要有以下原因
1）電暈擊穿
薄膜在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)高壓放電輥時(shí)，由于各種原因可能會(huì)造成膜的局部擊穿。測(cè)熱封不良處膜的表面張力值一般都很高，由于被擊穿的熱封面與復(fù)合面一樣形成了帶有極性的基團(tuán)，部分還出現(xiàn)交聯(lián)，這些都會(huì)影響薄膜的熱封性。
圖 流延設(shè)備
2）爽滑劑含量偏高
由于薄膜熱封層爽滑劑含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致其大量析出在PE膜的表面上形成致密層，阻礙了PE膜的熱封，所以在選用在爽滑母粒也盡量選用耐高溫，分子量高，質(zhì)量好的，在摩擦系數(shù)要求不高的條件下，可選用非遷移的低摩擦系數(shù)的抗粘母粒。此種抗粘母?？煞譃闊o(wú)機(jī)和有機(jī)抗粘劑，主要特點(diǎn)是透明度和光澤度好，微珠狀，添加在薄膜當(dāng)中摩擦系數(shù)低等特點(diǎn)。
3）原料選擇不不當(dāng)
熱封層一般材料要選擇熔點(diǎn)低，熱封溫度寬，熱封性能好的原料。所以在原料選擇上一定要謹(jǐn)慎，不然會(huì)造成熱封不良的問(wèn)題，有些廠家為節(jié)省成本使用再生料，這也會(huì)影響薄膜的熱封。
4.薄膜的透明性差
1）冷卻效果不好
流延膜在生產(chǎn)工藝過(guò)程中原料經(jīng)擠出機(jī)塑化熔融后,熔體經(jīng)過(guò)模頭擠出,流延鑄片經(jīng)急冷輥冷卻，PE、PP都是典型的結(jié)晶型聚合物，在急冷的過(guò)程中，結(jié)晶速度加快，從而結(jié)晶顆粒微細(xì)化以及降低了結(jié)晶度從而提高其透明度，所以急冷輥的冷卻效果很重要。當(dāng)然在原料加入成核劑也可以提高薄膜的透明度。成核劑可分有機(jī)成核劑和無(wú)機(jī)成核劑兩大類。
2）原料和母粒的選擇不當(dāng)
薄膜的透明度除了工藝上的控制，在原材料和母粒也有很大關(guān)系，在流延膜生產(chǎn)過(guò)程中，為了防止薄膜粘連和降低摩擦系數(shù)，不可避免要加入抗粘爽滑母粒，不同的母粒其霧度和光澤度都有不同，所以為了薄膜的透明度，一定選擇霧度低，折射率和樹(shù)脂接近的抗粘效果好的母粒。
5.復(fù)合后成品發(fā)澀
干式復(fù)合一般采用的是二液反應(yīng)型粘合劑，復(fù)合后要進(jìn)行高溫固化，以達(dá)到最高的復(fù)合強(qiáng)度。而PE膜內(nèi)的爽滑劑會(huì)由于固化溫度的變化而變化，在一定溫度下，熟化前爽滑效果很好的薄膜熟化后COF變得很高，溫度越高，這種變化越大，這是因?yàn)樗瑒┑牟糠謸p失和爽滑劑的內(nèi)遷影響的，最終會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)澀，不能使用。
所以，我們?cè)诳刂坪檬旎瘻囟鹊耐瑫r(shí)，一定要使用高分子量，耐高溫，高質(zhì)量的爽滑母粒才能避免。
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作者簡(jiǎn)介
Sky先生原為舒爾曼的工程師，已有母料行業(yè)10年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，如果您在母粒方面有什么問(wèn)題或技術(shù)交流的，可以加他手機(jī)或微信： 13827244568
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