爽(shuǎng)滑劑能提高(gāo)軟包裝的開口性,為什麽也能夠引起開口不良(liáng)?
在薄膜的加工中,開口劑和爽滑劑是(shì)眾多的添加劑之(zhī)一。大家都知道開口劑可(kě)以防止(zhǐ)包裝袋的粘連(lián),爽滑劑是用來降低薄膜和機(jī)器導杆等(děng)裝置的摩擦力的。然而在實際應用中,情況會複(fù)雜一點,我們來看看:
一(yī).開口劑與爽滑劑(jì)
1. 薄膜粘連產生的原因
開口性(xìng)和爽滑性是複合軟包裝行業事經常被提及的(de)兩項指標。開口性是指(zhǐ)對加工(gōng)好的包裝袋(三邊封袋(dài)、中心封袋等)充填(tián)內容物時將袋口打開的難易程度。爽滑性是指複合軟包裝材料通過自動包裝機時的順暢程度。
通過在網上查閱(yuè)資料得知:開口性的評價可借助材料的靜摩擦係(xì)數μs,爽滑性的評價是借助材料的動摩擦係數μd。在網上銷售的所謂(wèi)“薄膜開口性測試儀(yí)”,又名“斜(xié)麵摩(mó)擦係數儀”或“摩擦係數儀”;實際上是在暗示:薄膜開口性的(de)評(píng)價指標就是摩(mó)擦係數。
其實,《塑料薄膜粘(zhān)連性試驗方法(GB/T16276—1996)》才是評價薄膜開口性的正確(què)方法,隻是幾乎無人使用該方法。在該標準中的第4項“意(yì)義和應用”中關(guān)於薄膜的粘連性是這樣描述的:
塑料薄膜在溫度和壓(yā)力的作用下可能產生(shēng)粘連,在加工、使用或貯藏過程中也可能產生粘(zhān)連。幾乎所有粘連都是由下述兩種情況引起的。 1.極端光滑的薄膜表麵,緊密接觸而(ér)且幾乎完全隔絕空氣。 2.壓力或溫度(或兩者)引起薄膜接觸表麵粘融。 |
2.開口劑和爽滑劑(jì)原理完全不同,效果(guǒ)類似
從網上查閱資(zī)料得(dé)知,在薄膜的(de)加工中,開口劑和爽滑劑是眾多的添(tiān)加劑之一。開口劑的英文名稱是anti-blocking agent,翻譯成中文是“抗粘連劑”;爽滑劑的英文名稱是slipping agent 或plastic lubricant,直譯過來(lái)就是“滑劑”或“塑(sù)料潤(rùn)滑劑”。
開口劑(jì)的作用是將薄膜的表麵從原來的(de)極端光滑的狀態轉變成凹凸不平的狀態,這樣處理之後,當(dāng)兩片薄膜靠(kào)近時,就不能彼此緊密接觸了,從而消(xiāo)除了彼此粘連的可能性。開口劑通常都是無機物。
爽(shuǎng)滑劑的作用是在光滑的塑料薄膜的表麵再“鋪”上一層潤滑油,使其表麵的摩擦係數(shù)下降到需要的程度或數值。爽滑劑通(tōng)常都(dōu)是有機物。
這兩種添(tiān)加劑作用原理是完全不一樣的。在實踐當中,當加入了開口劑(jì)之後,開口性提高的(de)同時,薄膜之間(jiān)的摩擦係數也確實(shí)有所下降;在一定的環境條件下,當加(jiā)入足量的爽滑劑之後,薄膜的開口性也確實得到了改善。因此,當你在瀏覽器中輸入(rù)關鍵詞(cí)“開口劑”或“爽滑劑”後,在搜出的眾多網站中,可能一半在推銷anti-blocking agent,另一半在(zài)推銷slipping agent。也就是說,眾多的供應商在有意混淆開口(kǒu)劑與爽滑劑之間的區別。
二.單獨使用爽滑劑存在的問題(tí)
1.爽滑劑(jì)能提高開(kāi)口性,為什麽也能夠引起開口不良?
1)大量的實踐證明,在熱封層薄(báo)膜(mó)中單純加入(rù)爽滑劑確實能夠提(tí)高複(fù)合包裝袋的開口性;
2)然而,大量的(de)實踐也證明,在(zài)一定的條(tiáo)件下,複合包裝袋的開口性不良問題確實是由於(yú)熱封層中薄膜中單純加入(rù)的爽(shuǎng)滑劑所引起的。這是為什(shí)麽呢?回複“爽滑劑”查看更多
複合包裝袋的開口性問題通常是(shì)發生在兩種情況下:一是軟包裝企業(yè)的製袋工發現(xiàn)製(zhì)好(hǎo)的包裝袋的(de)開口端粘連在一起,沒有自然打開,同時不同程度地用(yòng)手難以“搓”開袋子的開口端;二是食品企業的包裝工在充填內容物的同時,發現所使(shǐ)用的包(bāo)裝袋難以“在規定的時間內開啟到需要的程度”。
複合包裝袋廣泛應用於(yú)我們(men)的日常(cháng)生活中(zhōng)
造成這種狀況的原因正(zhèng)如《塑料(liào)薄膜(mó)粘連性試(shì)驗方法(GB/T16276—1996)》中(zhōng)所描述的:
幾乎所有粘(zhān)連都是(shì)由下述兩(liǎng)種情況引起的。 1.極端光滑的薄膜表麵,緊密接觸而且幾乎完全隔絕空氣。 2.壓力(lì)或溫度(或兩者)引起薄膜接(jiē)觸表麵粘融。 |
所(suǒ)謂(wèi)“極端光滑的薄膜表麵”意味著該薄膜中隻添加了爽(shuǎng)滑劑(slipping agent)。
所謂(wèi)“壓力或溫度(或兩者)引(yǐn)起薄膜接觸表麵粘融(róng)”意味著在(zài)製袋過程(chéng)中包裝袋的非熱封處的溫度已接(jiē)近或超過了添加(jiā)劑(包括爽(shuǎng)滑劑)的軟化點或熔點。
這就是(shì)爽滑劑引起開口不良的原因!
2. 爽滑劑潤滑作用一般隨溫度升高而減弱
下麵一組數據顯示了溫度對薄膜的摩擦係數的影響(xiǎng)。
表一:不同內層材料(liào)的(de)動摩擦(cā)係數與溫度的關係
溫度 | ①PET/AL/PE(A廠) | ②PET/AL/PE(B廠) | ③PET/AL/PE(C廠) | ④PET/AL/PE(淋膜) |
25℃ | 0.074 | 0.085 | 0.112 | 0.553 |
35℃ | 0.115 | 0.102 | 0.110 | 0.565 |
45℃ | 0.215 | 0.147 | 0.148 | 0.580 |
55℃ | 2.93 | 0.737 | 0.294 | 0.612 |
65℃ | - | - | 1.97 | 0.675 |
如(rú)表一(yī)中可以發現,樣品④已是擠出複合法加工的(de)產品,未加爽滑劑;①、②、③號樣品是幹(gàn)法(fǎ)複合加工的產品,加(jiā)了爽滑劑。所以,④號(hào)樣品在25℃的環境溫度下的動摩擦係數明顯大於①②③號樣品,但在25℃到65℃溫度變化區間內動摩擦係數的變化不是很大;而①②③號(hào)三種樣品(pǐn)因為爽滑劑的品種不一樣,因此在相同溫度變化區間內,內層材料的動摩擦係數有著(zhe)明顯不同的變化及結果。
上述數據(jù)表明,常(cháng)用的爽滑劑對溫度很敏(mǐn)感,其對PE薄膜(mó)的潤滑作用是隨著溫度的上升而衰減的。上述的實驗數據與一部(bù)分軟包裝企(qǐ)業的抱怨是一致的:
我在廠(chǎng)裏測試(shì)的摩擦(cā)係數挺低的,怎麽到了(le)包裝機上(shàng)就是拉不動(dòng)呢?
三(sān).如何改善潤滑劑的缺(quē)點?
由於(yú)有機的爽(shuǎng)滑劑受溫度影響較(jiào)明顯,因此,單純地在薄膜(mó)中添(tiān)加爽滑劑顯然是有問題(tí)的,所以,筆者建議在配方中適當地(dì)使用無機的開口劑(jì)!理由很簡單(dān):回(huí)複“開口劑”查看(kàn)更多
1、無機的開口劑受溫度的影響比較小; 2、使用了(le)無機的開(kāi)口劑之後(hòu),可使複合包裝材料與自動包裝機(jī)的不鏽鋼製的(de)自動成型裝置間的實際接觸麵積大幅度減少!(無機的開口劑使包裝材料表麵凹凸不平) |
這樣一來,實測的包裝(zhuāng)材(cái)料的內麵(miàn)/金屬麵的靜摩擦係數可能會大於(yú)原來的包裝材料的內麵/內麵的靜(jìng)摩擦係數,但實(shí)際(jì)的爽滑性可能(néng)會明顯提高。
四.實例分析:如何即保證(zhèng)爽(shuǎng)滑性,又縮短熟化時間?
1.即要爽滑(huá)性,又要(yào)短時間“出鍋(guō)”;如(rú)何解決(jué)?
筆者經常聽到這樣的提問:“你們的(de)膠水能不能在40℃、12小時條件下“出鍋””(意指結束複合薄膜的熟化(huà)過程)?
筆(bǐ)者從業多年,見過的許多粘(zhān)合劑的說明(míng)書中關(guān)於熟化條件一節通常都(dōu)會這樣寫:室溫條件下,熟化7至14天;55±5℃條件下,熟(shú)化(huà)48至72小時。近幾年來,有些說明書上會加上一條(tiáo):55±5℃條(tiáo)件下,熟化24小時後可進行分切加工。
筆(bǐ)者問:為什(shí)麽要在40℃條件下熟化?
答複是:為了防止複合膜的表麵摩擦係數發生明顯(xiǎn)變化!
筆(bǐ)者問:為什麽要12小時“出鍋”?
答複是:想縮短交貨時間,同時,減少複合膜表麵摩擦係數的變化!
為此,筆者在網上查詢,得知:欲改善薄(báo)膜的爽滑性可使用無機的(de)開口劑和有機的爽(shuǎng)滑劑。筆者(zhě)又向一些自行(háng)吹塑加工PE薄膜的企業進行谘詢,得知:目前加工(gōng)PE薄膜時隻加有機的爽滑劑,不(bú)加無機(jī)的開口劑;如果來的粒料中已有有機的(de)爽滑劑時,則什麽都不用加。
關於有機的爽滑劑(jì)的特性,眾所周知(zhī):溫度降低時它會向薄膜(mó)的表麵遷移,使得薄膜表麵的摩擦係數下降(這是使用它的目的所在!);溫度升高時它會(huì)向薄(báo)膜內部遷移,造成薄(báo)膜表麵(miàn)的摩擦係數上升(這是(shì)業者不願看到的事實!)
問題在於:如(rú)下表三所示,當溫度再度降低並保持一段時間後,爽滑劑仍會向薄膜的表麵遷(qiān)移,並最終使(shǐ)表麵的摩擦係數降低到原來的(de)水平。因此,完全沒有必要為了維持複合薄膜出廠(chǎng)時的表(biǎo)麵摩擦係數(shù)而降低熟化室的溫度、犧牲膠水的熟(shú)化程度,因為這可能會導致其他質(zhì)量問(wèn)題。
表三(sān):某AL/PE複合(hé)膜的表麵摩擦係數與停放時間的關係
停放時間 | 1h | 4h | 24h | 48h | 72h |
動(dòng)摩擦係數 | 0.528 | 0.322 | 0.184 | 0.136 | 0.127 |
靜(jìng)摩擦係數 | 0.679 | 0.466 | 0.260 | 0.213 | 0.208 |
2.適量加入無機開(kāi)口劑
需要注意的是:這裏所說的溫度是指整個加工、應用過程的溫度,它包括(kuò)軟包裝企業的車(chē)間、熟化室的溫度、運輸車輛所處的溫(wēn)度、食品加工(gōng)企業的倉庫、車間、包裝機成型裝置的溫度等。如果上述(shù)任何一個環節的溫度高於40℃,則包裝材料的表麵(miàn)摩擦係數上升就成為一個必然的結果。
而筆者在網上查詢的結果是(shì):受到與複合薄膜的摩擦作用及熱封裝置的“烘烤(kǎo)”作用,自動包裝機的成型裝置的表麵(miàn)溫(wēn)度一般不(bú)會(huì)低於50℃;如果包裝機的運行速度很快的話,其成型(xíng)裝置的表麵溫(wēn)度(dù)還會(huì)更高。這(zhè)可能就是前人在(zài)做“不同內層材(cái)料的動摩擦係數(shù)與溫度的關係”實驗時把70℃作為一個實驗點的依(yī)據(jù)吧?!
所以,在薄膜的熱封層加入適量的無機開口劑應當(dāng)是一(yī)個不錯的選(xuǎn)擇!解決了爽滑性的根本(běn)問題後,熟化溫度和熟化時間就應該可以恢複到正常的水平(píng)了!