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爽滑劑能提高軟包裝的開(kāi)口性,為什么也能夠引起開(kāi)口不良?

發(fā)布時(shí)間:2015/08/26 14:08:24  閱讀量:2396 次

在薄膜的加工中,開(kāi)口劑和爽滑劑是眾多的添加劑之一。大家都知道開(kāi)口劑可以防止包裝袋的粘連,爽滑劑是用來(lái)降低薄膜和機(jī)器導(dǎo)桿等裝置的摩擦力的。然而在實(shí)際應(yīng)用中,情況會(huì)復(fù)雜一點(diǎn),我們來(lái)看看:

 

一.開(kāi)口劑與爽滑劑

1. 薄膜粘連產(chǎn)生的原因

開(kāi)口性和爽滑性是復(fù)合軟包裝行業(yè)事經(jīng)常被提及的兩項(xiàng)指標(biāo)。開(kāi)口性是指對(duì)加工好的包裝袋(三邊封袋、中心封袋等)充填內(nèi)容物時(shí)將袋口打開(kāi)的難易程度。爽滑性是指復(fù)合軟包裝材料通過(guò)自動(dòng)包裝機(jī)時(shí)的順暢程度。


 

通過(guò)在網(wǎng)上查閱資料得知:開(kāi)口性的評(píng)價(jià)可借助材料的靜摩擦系數(shù)μs,爽滑性的評(píng)價(jià)是借助材料的動(dòng)摩擦系數(shù)μd。在網(wǎng)上銷(xiāo)售的所謂“薄膜開(kāi)口性測(cè)試儀”,又名“斜面摩擦系數(shù)儀”或“摩擦系數(shù)儀”;實(shí)際上是在暗示:薄膜開(kāi)口性的評(píng)價(jià)指標(biāo)就是摩擦系數(shù)。

其實(shí),《塑料薄膜粘連性試驗(yàn)方法(GB/T162761996)》才是評(píng)價(jià)薄膜開(kāi)口性的正確方法,只是幾乎無(wú)人使用該方法。在該標(biāo)準(zhǔn)中的第4項(xiàng)“意義和應(yīng)用”中關(guān)于薄膜的粘連性是這樣描述的:

 

塑料薄膜在溫度和壓力的作用下可能產(chǎn)生粘連,在加工、使用或貯藏過(guò)程中也可能產(chǎn)生粘連。幾乎所有粘連都是由下述兩種情況引起的。

1.極端光滑的薄膜表面,緊密接觸而且?guī)缀跬耆艚^空氣。

2.壓力或溫度(或兩者)引起薄膜接觸表面粘融。

 

2.開(kāi)口劑和爽滑劑原理完全不同,效果類(lèi)似

從網(wǎng)上查閱資料得知,在薄膜的加工中,開(kāi)口劑和爽滑劑是眾多的添加劑之一。開(kāi)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 plastic lubricant,直譯過(guò)來(lái)就是“滑劑”或“塑料潤(rùn)滑劑”。

 

 

開(kāi)口劑的作用是將薄膜的表面從原來(lái)的極端光滑的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成凹凸不平的狀態(tài),這樣處理之后,當(dāng)兩片薄膜靠近時(shí),就不能彼此緊密接觸了,從而消除了彼此粘連的可能性。開(kāi)口劑通常都是無(wú)機(jī)物。

爽滑劑的作用是在光滑的塑料薄膜的表面再“鋪”上一層潤(rùn)滑油,使其表面的摩擦系數(shù)下降到需要的程度或數(shù)值。爽滑劑通常都是有機(jī)物。

這兩種添加劑作用原理是完全不一樣的。在實(shí)踐當(dāng)中,當(dāng)加入了開(kāi)口劑之后,開(kāi)口性提高的同時(shí),薄膜之間的摩擦系數(shù)也確實(shí)有所下降;在一定的環(huán)境條件下,當(dāng)加入足量的爽滑劑之后,薄膜的開(kāi)口性也確實(shí)得到了改善。因此,當(dāng)你在瀏覽器中輸入關(guān)鍵詞“開(kāi)口劑”或“爽滑劑”后,在搜出的眾多網(wǎng)站中,可能一半在推銷(xiāo)anti-blocking agent,另一半在推銷(xiāo)slipping agent。也就是說(shuō),眾多的供應(yīng)商在有意混淆開(kāi)口劑與爽滑劑之間的區(qū)別。

 

二.單獨(dú)使用爽滑劑存在的問(wèn)題

1.爽滑劑能提高開(kāi)口性,為什么也能夠引起開(kāi)口不良?

1)大量的實(shí)踐證明,在熱封層薄膜中單純加入爽滑劑確實(shí)能夠提高復(fù)合包裝袋的開(kāi)口性;

2)然而,大量的實(shí)踐也證明,在一定的條件下,復(fù)合包裝袋的開(kāi)口性不良問(wèn)題確實(shí)是由于熱封層中薄膜中單純加入的爽滑劑所引起的。這是為什么呢?回復(fù)“爽滑劑”查看更多

復(fù)合包裝袋的開(kāi)口性問(wèn)題通常是發(fā)生在兩種情況下:一是軟包裝企業(yè)的制袋工發(fā)現(xiàn)制好的包裝袋的開(kāi)口端粘連在一起,沒(méi)有自然打開(kāi),同時(shí)不同程度地用手難以“搓”開(kāi)袋子的開(kāi)口端;二是食品企業(yè)的包裝工在充填內(nèi)容物的同時(shí),發(fā)現(xiàn)所使用的包裝袋難以“在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)開(kāi)啟到需要的程度”。


復(fù)合包裝袋廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中

造成這種狀況的原因正如《塑料薄膜粘連性試驗(yàn)方法(GB/T162761996)》中所描述的:

 

幾乎所有粘連都是由下述兩種情況引起的。

1.極端光滑的薄膜表面,緊密接觸而且?guī)缀跬耆艚^空氣。

2.壓力或溫度(或兩者)引起薄膜接觸表面粘融。

所謂“極端光滑的薄膜表面”意味著該薄膜中只添加了爽滑劑(slipping agent)。

所謂“壓力或溫度(或兩者)引起薄膜接觸表面粘融”意味著在制袋過(guò)程中包裝袋的非熱封處的溫度已接近或超過(guò)了添加劑(包括爽滑劑)的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)。

這就是爽滑劑引起開(kāi)口不良的原因!

 

2. 爽滑劑潤(rùn)滑作用一般隨溫度升高而減弱

下面一組數(shù)據(jù)顯示了溫度對(duì)薄膜的摩擦系數(shù)的影響。

表一:不同內(nèi)層材料的動(dòng)摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系

溫度

PET/AL/PE(A)

PET/AL/PE(B廠)

PET/AL/PE(C廠)

PET/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

 

如表一中可以發(fā)現(xiàn),樣品④已是擠出復(fù)合法加工的產(chǎn)品,未加爽滑劑;①、②、③號(hào)樣品是干法復(fù)合加工的產(chǎn)品,加了爽滑劑。所以,④號(hào)樣品在25℃的環(huán)境溫度下的動(dòng)摩擦系數(shù)明顯大于①②③號(hào)樣品,但在25℃到65℃溫度變化區(qū)間內(nèi)動(dòng)摩擦系數(shù)的變化不是很大;而①②③號(hào)三種樣品因?yàn)樗瑒┑钠贩N不一樣,因此在相同溫度變化區(qū)間內(nèi),內(nèi)層材料的動(dòng)摩擦系數(shù)有著明顯不同的變化及結(jié)果。

上述數(shù)據(jù)表明,常用的爽滑劑對(duì)溫度很敏感,其對(duì)PE薄膜的潤(rùn)滑作用是隨著溫度的上升而衰減的。上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與一部分軟包裝企業(yè)的抱怨是一致的:

我在廠里測(cè)試的摩擦系數(shù)挺低的,怎么到了包裝機(jī)上就是拉不動(dòng)呢?

 

三.如何改善潤(rùn)滑劑的缺點(diǎn)?

由于有機(jī)的爽滑劑受溫度影響較明顯,因此,單純地在薄膜中添加爽滑劑顯然是有問(wèn)題的,所以,筆者建議在配方中適當(dāng)?shù)厥褂脽o(wú)機(jī)的開(kāi)口劑!理由很簡(jiǎn)單:回復(fù)“開(kāi)口劑”查看更多

1、無(wú)機(jī)的開(kāi)口劑受溫度的影響比較?。?/span>

2、使用了無(wú)機(jī)的開(kāi)口劑之后,可使復(fù)合包裝材料與自動(dòng)包裝機(jī)的不銹鋼制的自動(dòng)成型裝置間的實(shí)際接觸面積大幅度減少!(無(wú)機(jī)的開(kāi)口劑使包裝材料表面凹凸不平)

這樣一來(lái),實(shí)測(cè)的包裝材料的內(nèi)面/金屬面的靜摩擦系數(shù)可能會(huì)大于原來(lái)的包裝材料的內(nèi)面/內(nèi)面的靜摩擦系數(shù),但實(shí)際的爽滑性可能會(huì)明顯提高。

 

四.實(shí)例分析:如何即保證爽滑性,又縮短熟化時(shí)間?

1.即要爽滑性,又要短時(shí)間“出鍋”;如何解決?

筆者經(jīng)常聽(tīng)到這樣的提問(wèn):“你們的膠水能不能在40℃、12小時(shí)條件下“出鍋””(意指結(jié)束復(fù)合薄膜的熟化過(guò)程)?

筆者從業(yè)多年,見(jiàn)過(guò)的許多粘合劑的說(shuō)明書(shū)中關(guān)于熟化條件一節(jié)通常都會(huì)這樣寫(xiě):室溫條件下,熟化714天;55±5℃條件下,熟化4872小時(shí)。近幾年來(lái),有些說(shuō)明書(shū)上會(huì)加上一條:55±5℃條件下,熟化24小時(shí)后可進(jìn)行分切加工。

筆者問(wèn):為什么要在40℃條件下熟化?

答復(fù)是:為了防止復(fù)合膜的表面摩擦系數(shù)發(fā)生明顯變化!

筆者問(wèn):為什么要12小時(shí)“出鍋”?

答復(fù)是:想縮短交貨時(shí)間,同時(shí),減少復(fù)合膜表面摩擦系數(shù)的變化!

 

為此,筆者在網(wǎng)上查詢,得知:欲改善薄膜的爽滑性可使用無(wú)機(jī)的開(kāi)口劑和有機(jī)的爽滑劑。筆者又向一些自行吹塑加工PE薄膜的企業(yè)進(jìn)行咨詢,得知:目前加工PE薄膜時(shí)只加有機(jī)的爽滑劑,不加無(wú)機(jī)的開(kāi)口劑;如果來(lái)的粒料中已有有機(jī)的爽滑劑時(shí),則什么都不用加。

關(guān)于有機(jī)的爽滑劑的特性,眾所周知:溫度降低時(shí)它會(huì)向薄膜的表面遷移,使得薄膜表面的摩擦系數(shù)下降(這是使用它的目的所在?。粶囟壬邥r(shí)它會(huì)向薄膜內(nèi)部遷移,造成薄膜表面的摩擦系數(shù)上升(這是業(yè)者不愿看到的事實(shí)?。?/span>

問(wèn)題在于:如下表三所示,當(dāng)溫度再度降低并保持一段時(shí)間后,爽滑劑仍會(huì)向薄膜的表面遷移,并最終使表面的摩擦系數(shù)降低到原來(lái)的水平。因此,完全沒(méi)有必要為了維持復(fù)合薄膜出廠時(shí)的表面摩擦系數(shù)而降低熟化室的溫度、犧牲膠水的熟化程度,因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致其他質(zhì)量問(wèn)題。

表三:某AL/PE復(fù)合膜的表面摩擦系數(shù)與停放時(shí)間的關(guān)系

停放時(shí)間

1h

4h

24h

48h

72h

動(dòng)摩擦系數(shù)

0.528

0.322

0.184

0.136

0.127

靜摩擦系數(shù)

0.679

0.466

0.260

0.213

0.208

2.適量加入無(wú)機(jī)開(kāi)口劑

需要注意的是:這里所說(shuō)的溫度是指整個(gè)加工、應(yīng)用過(guò)程的溫度,它包括軟包裝企業(yè)的車(chē)間、熟化室的溫度、運(yùn)輸車(chē)輛所處的溫度、食品加工企業(yè)的倉(cāng)庫(kù)、車(chē)間、包裝機(jī)成型裝置的溫度等。如果上述任何一個(gè)環(huán)節(jié)的溫度高于40℃,則包裝材料的表面摩擦系數(shù)上升就成為一個(gè)必然的結(jié)果。

而筆者在網(wǎng)上查詢的結(jié)果是:受到與復(fù)合薄膜的摩擦作用及熱封裝置的“烘烤”作用,自動(dòng)包裝機(jī)的成型裝置的表面溫度一般不會(huì)低于50℃;如果包裝機(jī)的運(yùn)行速度很快的話,其成型裝置的表面溫度還會(huì)更高。這可能就是前人在做“不同內(nèi)層材料的動(dòng)摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)把70℃作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的依據(jù)吧?!

所以,在薄膜的熱封層加入適量的無(wú)機(jī)開(kāi)口劑應(yīng)當(dāng)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇!解決了爽滑性的根本問(wèn)題后,熟化溫度和熟化時(shí)間就應(yīng)該可以恢復(fù)到正常的水平了!

                   

                       





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