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        2. 新聞中心
          常州凱得新材料科技有限公司
          專業的功能性聚乙烯薄膜生產廠家
          2021-03-22 17:18:46
          柔性版印刷對聚乙烯薄膜的要求
            目前,聚乙烯薄膜占據了國內衛星柔印市場的大部分。根據多年的軟包裝生產經驗,我對柔性基板聚乙烯薄膜的主要要求做了一個小小的總結,歡迎指出不足之處。
            聚氯乙烯薄膜印刷方法的基本要求
            1.拉伸強度
            聚乙烯薄膜在印刷和制袋過程中必須承受一定的向下張力,在裝載產品后承受內容物的重力,在長途運輸過程中能夠承受擠壓,甚至在運輸過程中會跌落并承受嚴重的沖擊,因此運輸包裝的拉伸屈服應力、楊氏模量和拉伸斷裂應力等指標對合成橡膠包裝至關重要。
            如果薄膜的物理性能不好,印刷時可能會出現套準不準的情況,產品在重力作用下裝載時,包裝會發生蠕變,甚至在強烈沖擊后會破裂。
            PVC吹塑薄膜的主要原料是LDPELLDPE;高密度聚乙烯和低密度聚乙烯(茂金屬聚乙烯);它們的特性如表1所示。低密度聚乙烯具有較低的熔融溫度,在韌性、透明度改善、高毒性、熱粘性、片材溫度和低氣味方面明顯優于LLDPE。
            三種常見聚乙烯塑料的特性是相同的
            用于液體包裝的聚乙烯薄膜通常由LLDPE和低密度聚乙烯進行化學改性。加入少量的HDPE和mLLDPE可以微調性能,使斷裂伸長率相對較低,容易出現套準不準的問題。在這方面,柔印比凹印有更大的優勢。
            2.打印性能
            聚乙烯塑料薄膜是一種極性溶劑聚合物,對印刷材料的附著力較差,所以吹膜時通常需要進行電暈處理,某些情況下,印刷前必須進行在線電暈處理,以幫助添加表面張力。
            一般聚乙烯薄膜的原表面張力只有28~30達因,印刷時要求塑料基材的表面張力為38~40達因。因此,即使是極性的PA膜也必須在表面進行電暈處理,以增加膜表面的活性基團數量,使鍋墨在涂膜上擴散更充分,增加可接受材料與基材之間的原子間距。
            紙張表面的樹脂粘合劑包括松香、熱塑性彈性體、環氧樹脂、硝酸高密度聚乙烯、固化劑、熱固性樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸乳液和硝化棉。許多樹脂粘合劑的類型必須與印刷基材的類型相匹配,以提高糖墨的吸附牢度。
            3.工作表屬性
            壓制是指聚乙烯薄膜的密封部分由于外界因素處于粘性流動狀態,依靠模具或刀具壓力使薄膜融為一體,冷卻后保持一定的強度。
            壓制過程的三大因素是壓制溫度、壓力和時間,其中溫度是主要因素。根據包裝容器的不同要求設置不同的板材條件,這三個條件必須協調才能獲得良好的板材質量。
            1)壓制溫度
            壓制溫度對熱封強度影響很大,熱封層中的膜厚對熱封效果起著決定性的作用。對于電暈面和聚乙烯薄膜需要熱封的產品,注意配方的調整,增加低體積聚氨酯和茂金屬PVC的比例。
            并且當熱封感的溫度很低時,只有熱封層的表層熔化,使得參與熱封的薄層厚度太薄,導致熱封強度低。當熱封水溫過高時,可能會使熱封層的膜熔化或使熱封層有分離基層的危險,導致上下膜的基層參與熱封,這必須與熱傳導的完好強度相同。
            因為他們熱封膜的時候肯定會選擇合適的熱封溫度,不會太高也不會太低。熱封溫度一般在120℃-150℃之間,熱封時間為0.5s~2s,壓力為
            0.2MPa~0.5兆帕,包裝的密封強度應超過8N/15毫米。
            2)熱封時間
            粉末包裝機或舊制袋機的熱封時間由機器速度決定。在熱封溫度和壓力不變的情況下,熱封時間越短,熱封層之間的結合越強。但熱封時間過長,薄膜熱封位置會起皺、不均勻,嚴重損害產品的外觀質量。
            3)熱封壓力
            為了保證合成橡膠的熱封強度,需要一定的熱封壓力。因此,熱封過程中需要適度均勻的壓力。如果熱封壓力不足或不均勻,熱封位置會沉淀變熱,導致熱封不良。如果熱封壓力過大,熱封部分會在密封中變形;熱封溫度升高時,會擠出一些發泡材料,導致熱封邊易碎易變形,熱封強度低。
            為什么熱封強度不夠?
            熱封條件不當;溫度、壓力、時間要協調,制袋要特別注意“切根”的外觀。
            油墨處熱封強度差;除銹墨可以減少,優于度,沒有墨的地方密封強度一般比有墨的地方好。
            熱封層的薄膜問題;膜差也是密封強度低的直接原因。
            非金屬夾雜物導致熱封強度差;比如粉狀食物,容易造成夾粉。
            表面張力太大;當印刷表面熱封時,如圖1所示,如果表層電暈強度過高,很容易出現熱封不良。
            4.高溫要求下的加工性能
            薄膜在印刷和復合過程中的尺寸穩定性非常重要,是保證產品質量的必要條件。作為高分子材料的一種;合成橡膠通常不是100%結晶的;并且在內部溫度下可能發生緩慢和太慢的二次結晶;這使得薄膜交叉收縮;顯示更好的沖擊性能的特征;并且通常要求熱膨脹系數低于3%。至于結晶共聚物(沒有結晶的部分稱為無定型結構),只要溫度低于熱變形溫度,尺寸就相對穩定。
            根據聚乙烯薄膜的配方和吹膜工藝不同,使用后經常會拉伸,有時會收縮。它的抗拉強度很小,印刷時要控制。柔印因其印刷張力小而比凹版印刷有優勢,可以防止印刷張力過高引起的材料蠕變。
            然而,如果在制備薄膜時控制條件不當,所獲得的薄膜也容易收縮。這是因為盡管它們是共聚物,可以從化學分子分析中高度結晶,但是它們的結晶速度很慢。如果材料的結晶度彼此不平衡,它們會在干燥通道中被拉動,或者在化合物固化室中可能發生二次結晶,導致手指收縮。固化處理可以保證薄膜的物理機械性能。固化溫度越高、越深,薄膜結構越接近流體力學平衡狀態,物理力學性能越好。當然,膜的其他性質,如開口,在固化過程中也應該是活性的。
            5.摩擦阻力
            聚乙烯薄膜表面光滑,摩擦力適中,這對手動包裝生產線非常重要。不同用途的食品包裝產品對非摩擦阻力有不同的要求。在實際成品包裝中,摩擦系數往往既是阻力又是阻力,因為必須有效控制附著力,使其處于合適的范圍內。
            為了滿足手工包裝生產線高速生產的需要,需要將內層的摩擦系數調整到
            0.10~0.25之間。普通聚乙烯薄膜的摩擦力一般為
            0.3~
            0.4左右,所以薄膜不適合包裝線。目前提高機械摩擦系數的主要途徑是添加吡啶類軟滑劑;這樣軟化劑與聚丙烯樹脂不相容,所以會從膜上沉淀到表面,產生液膜,從而降低膜的摩擦力。
            6.開放性
            聚丙烯塑料再次吹膜,材料表面光滑,膜與膜之間產生真空密封狀態,不易打開,使用困難,影響包裝機效率。可以馬上加開通劑解決。
            開放劑一般是二氧化鐵系列的無機化合物,如沸石,是一種由水生微硅藻細胞的殘余物堆積而成的白色細胞生物片麻巖,其中的成分是細孔,是一種具有許多人獨特形狀和結構的碎屑聚合物。
            溫室薄膜粘連的原因主要有兩個:一是薄膜閉合后薄膜之間的真空密封狀態,不易分離;另一種是薄膜表面有大量暴露的大分子鏈,當兩層薄膜合上時,大分子鏈相互纏繞鎖定。其實電影開場難的原因是兩者共存,后者才是原因。
            早期廣泛使用無機開口劑,使涂層表面產生微小縫隙,降低膜間負壓,使膜分離;后期使用的有機開口劑是為了在紙張表面形成潤滑膜,降低膜的摩擦系數,限制聚合物鏈之間的纏結,使其不相互粘連。
            在實際生產中,需要避免粘連的發生。為了降低膜的附著力,增強膜的開度,在制膜后應加入吡啶類小分子肽增滑劑或二氧化鐵開口劑,或兩者同時加入。
            幾種抗靜電劑的添加比例及其對熱封的影響如表2所示。
            表2幾種常見添加劑
            二.
            聚乙烯薄膜和解決方案的打印問題
            1.粘合牢度
            此外,柔版印刷的油墨層比凹印薄,更耐搓擦,但柔版印刷的附著牢度聚乙烯薄膜更重要。
            吹塑高密度聚乙烯薄膜時,電暈處理程度不夠,達不到現有的表面張力,或者由于儲存條件差,儲存時間過長,處理后薄膜的表面張力衰減會喪失。
            一般要求聚氨酯印刷面和表面張力≥38達因,每卷膠片的表面張力在使用過程中要用表面張力測量液進行檢查。如果不符合要求,應徹底執行表面處理。
            此外,由于吹膜中加入了一定量的增滑劑、抗靜電劑和開松劑等添加劑,這些添加劑中的小分子會隨著時間的推移慢慢滲透到膜的表面,在材料表面形成弱界面層,也影響油墨摩擦系數。因此,膠片應在(一般不超過三個月)有效期內使用,建議在膠片印刷面不加或加少量增滑劑和抗靜電劑。
            附著牢度是印刷承印物膜和油墨粘合劑之間分子間相互作用的最終過程。當油墨結合劑與紙張表面極性較好時,相容性會較好。因此,我們必須選擇與印刷材料相匹配的油墨類型。如果出現嚴重的附著牢度問題,比如油中幾乎所有的油墨層都可以被膠帶拉掉,就需要對油墨廠商進行問題補償。如何判斷紙張表面的樹脂有問題?
            還有,如果油墨稀釋過度或者松香水誤用,我會打破粘結劑、顏料、溶劑形成的膠體顆粒的平衡,也會導致附著牢度明顯下降,如圖2所示。稀釋時,油墨的粘度應控制在12~20s(Zahn3#杯)以內。
            圖2粘附牢度差的樣品
            2.結晶點
            水晶點對柔印危害很大,不僅會在有明顯白點或黑點時造成印刷缺陷,如圖3所示,還會對柔印版材造成損傷。
            圖3薄膜結晶點導致的印刷缺陷
            1)什么是晶點?
            簡單來說就是聚乙烯薄膜表面的瑕疵;“結晶點”不是某種過量的水凝膠,共聚物在結晶點的分子量高于其周圍相同聚乙烯塑料的平均分子量;因為它的分子量高,所以也有高熔點和高粘度;吹膜過程中,結晶點的活性物質不能與周圍相同的高分子材料均勻熔融,熔融成膜后,先于周圍相同的活性物質結晶;因此,形成“簇狀”固化體,稱為“結晶點”,如圖4所示。
            圖4結晶點顯微照片
            2)結晶點的原因
            結晶點通常由原料和穩定劑、吹膜設備、加工工藝等引起。而活性物質引發結晶點的原理只是由于形成了過量的聚合物,所以只要有可能引發過量的水凝膠,就會造成結晶點。
            (1)原材料本身的影響
            說是原料的影響,其實是指原料中殘留的催化影響。聚合物生產后,會有一些催化殘留物。在擠出成型過程中,含催化劑的水凝膠熔體粘附在加工設備的表面。在高溫下,剩余的催化作用會繼續催化高分子材料,因此不會形成活性物質。
            不同的樹脂生產廠家有不同的收集設備工藝,對殘余催化處理的純度不同,對高分子材料中結晶點的形成有不同的影響。比如活性物質中殘留的催化含量低,設備結構好,原料本身含有較少的結晶點,所以要選擇結晶點較少的原料,比如Trust的LDPE0274,SK的LLDPEFV149M。
            ②聚合物中氧的影響
            即使熔融溫度高,氧氣也會氧化共聚物,自由基會吸附在模具壁上。自由基將作為配體或鏈式反應被引發,并且在那里將形成非常少量的不穩定的聚合材料,這些材料將在高溫下變得斑駁。加入一定量的抗靜電劑可以有效防止氧引起的結晶點。
            ③吹膜技術和吹膜機的影響
            加工工藝主要受溫度控制等影響。由于長期連續加熱,原料過度聚集和降解,容易產生結晶點。很多情況下,結晶點是設備造成的,比如吹膜機的模具和機頭位置設計不好,存在死角,導致少量原料長時間加熱,過度匯聚,降解;吹膜機的徑比配置和模具風道設計不良;由于在螺桿上或螺桿筒壁上的堆積過程,產生了一些碳化物質,這些碳化物質也可以作為凝膠點,不斷地將更多的雜質吸附在上面,不斷地粘附在薄膜上,造成所謂的結晶點。從這個角度來說,吹膜設備定期清洗有利于減少結晶斑的產生。
            ④增塑劑的影響
            色母粒在薄膜生產實踐中經常被加入。如果改性塑料中的二氧化鈦不穩定表面處理,可能會誘發二氧化鈦團聚,在薄膜中形成“小白點”。色母中的載體樹脂選擇不正確,小分子肽樹脂在加工環節會發生裂解,產生過渡高分子材料,形成凝點;此外,母料和基礎樹脂之間的不良相容性可能導致結晶點或塊的形成。
            3)如何識別結晶點的來源
            TGA測試結晶斑樣品,評價結晶斑中二氧化鈦的含量,可以區分如何判斷色母引起的結晶斑;差示掃描量熱法測試結晶點樣品,如圖5所示,并評估結晶點處的聚合物材料組成,以查看結晶點是否是過渡聚合物材料。

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