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常州凯得新材料科技有限公司
专业的功能性聚乙烯薄膜生产厂家
2021-03-22 17:18:46
柔性版印刷对聚乙烯薄膜的要求
  目前,聚乙烯薄膜占据了国内卫星柔印市场的大部分。根据多年的软包装生产经验,我对柔性基板聚乙烯薄膜的主要要求做了一个小小的总结,欢迎指出不足之处。
  聚氯乙烯薄膜印刷方法的基本要求
  1.拉伸强度
  聚乙烯薄膜在印刷和制袋过程中必须承受一定的向下张力,在装载产品后承受内容物的重力,在长途运输过程中能够承受挤压,甚至在运输过程中会跌落并承受严重的冲击,因此运输包装的拉伸屈服应力、杨氏模量和拉伸断裂应力等指标对合成橡胶包装至关重要。
  如果薄膜的物理性能不好,印刷时可能会出现套准不准的情况,产品在重力作用下装载时,包装会发生蠕变,甚至在强烈冲击后会破裂。
  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(茂金属聚乙烯);它们的特性如表1所示。低密度聚乙烯具有较低的熔融温度,在韧性、透明度改善、高毒性、热粘性、片材温度和低气味方面明显优于LLDPE。
  三种常见聚乙烯塑料的特性是相同的
  用于液体包装的聚乙烯薄膜通常由LLDPE和低密度聚乙烯进行化学改性。加入少量的HDPE和mLLDPE可以微调性能,使断裂伸长率相对较低,容易出现套准不准的问题。在这方面,柔印比凹印有更大的优势。
  2.打印性能
  聚乙烯塑料薄膜是一种极性溶剂聚合物,对印刷材料的附着力较差,所以吹膜时通常需要进行电晕处理,某些情况下,印刷前必须进行在线电晕处理,以帮助添加表面张力。
  一般聚乙烯薄膜的原表面张力只有28~30达因,印刷时要求塑料基材的表面张力为38~40达因。因此,即使是极性的PA膜也必须在表面进行电晕处理,以增加膜表面的活性基团数量,使锅墨在涂膜上扩散更充分,增加可接受材料与基材之间的原子间距。
  纸张表面的树脂粘合剂包括松香、热塑性弹性体、环氧树脂、硝酸高密度聚乙烯、固化剂、热固性树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸乳液和硝化棉。许多树脂粘合剂的类型必须与印刷基材的类型相匹配,以提高糖墨的吸附牢度。
  3.工作表属性
  压制是指聚乙烯薄膜的密封部分由于外界因素处于粘性流动状态,依靠模具或刀具压力使薄膜融为一体,冷却后保持一定的强度。
  压制过程的三大因素是压制温度、压力和时间,其中温度是主要因素。根据包装容器的不同要求设置不同的板材条件,这三个条件必须协调才能获得良好的板材质量。
  1)压制温度
  压制温度对热封强度影响很大,热封层中的膜厚对热封效果起着决定性的作用。对于电晕面和聚乙烯薄膜需要热封的产品,注意配方的调整,增加低体积聚氨酯和茂金属PVC的比例。
  并且当热封感的温度很低时,只有热封层的表层熔化,使得参与热封的薄层厚度太薄,导致热封强度低。当热封水温过高时,可能会使热封层的膜熔化或使热封层有分离基层的危险,导致上下膜的基层参与热封,这必须与热传导的完好强度相同。
  因为他们热封膜的时候肯定会选择合适的热封温度,不会太高也不会太低。热封温度一般在120℃-150℃之间,热封时间为0.5s~2s,压力为
  0.2MPa~0.5兆帕,包装的密封强度应超过8N/15毫米。
  2)热封时间
  粉末包装机或旧制袋机的热封时间由机器速度决定。在热封温度和压力不变的情况下,热封时间越短,热封层之间的结合越强。但热封时间过长,薄膜热封位置会起皱、不均匀,严重损害产品的外观质量。
  3)热封压力
  为了保证合成橡胶的热封强度,需要一定的热封压力。因此,热封过程中需要适度均匀的压力。如果热封压力不足或不均匀,热封位置会沉淀变热,导致热封不良。如果热封压力过大,热封部分会在密封中变形;热封温度升高时,会挤出一些发泡材料,导致热封边易碎易变形,热封强度低。
  为什么热封强度不够?
  热封条件不当;温度、压力、时间要协调,制袋要特别注意“切根”的外观。
  油墨处热封强度差;除锈墨可以减少,优于度,没有墨的地方密封强度一般比有墨的地方好。
  热封层的薄膜问题;膜差也是密封强度低的直接原因。
  非金属夹杂物导致热封强度差;比如粉状食物,容易造成夹粉。
  表面张力太大;当印刷表面热封时,如图1所示,如果表层电晕强度过高,很容易出现热封不良。
  4.高温要求下的加工性能
  薄膜在印刷和复合过程中的尺寸稳定性非常重要,是保证产品质量的必要条件。作为高分子材料的一种;合成橡胶通常不是100%结晶的;并且在内部温度下可能发生缓慢和太慢的二次结晶;这使得薄膜交叉收缩;显示更好的冲击性能的特征;并且通常要求热膨胀系数低于3%。至于结晶共聚物(没有结晶的部分称为无定型结构),只要温度低于热变形温度,尺寸就相对稳定。
  根据聚乙烯薄膜的配方和吹膜工艺不同,使用后经常会拉伸,有时会收缩。它的抗拉强度很小,印刷时要控制。柔印因其印刷张力小而比凹版印刷有优势,可以防止印刷张力过高引起的材料蠕变。
  然而,如果在制备薄膜时控制条件不当,所获得的薄膜也容易收缩。这是因为尽管它们是共聚物,可以从化学分子分析中高度结晶,但是它们的结晶速度很慢。如果材料的结晶度彼此不平衡,它们会在干燥通道中被拉动,或者在化合物固化室中可能发生二次结晶,导致手指收缩。固化处理可以保证薄膜的物理机械性能。固化温度越高、越深,薄膜结构越接近流体力学平衡状态,物理力学性能越好。当然,膜的其他性质,如开口,在固化过程中也应该是活性的。
  5.摩擦阻力
  聚乙烯薄膜表面光滑,摩擦力适中,这对手动包装生产线非常重要。不同用途的食品包装产品对非摩擦阻力有不同的要求。在实际成品包装中,摩擦系数往往既是阻力又是阻力,因为必须有效控制附着力,使其处于合适的范围内。
  为了满足手工包装生产线高速生产的需要,需要将内层的摩擦系数调整到
  0.10~0.25之间。普通聚乙烯薄膜的摩擦力一般为
  0.3~
  0.4左右,所以薄膜不适合包装线。目前提高机械摩擦系数的主要途径是添加吡啶类软滑剂;这样软化剂与聚丙烯树脂不相容,所以会从膜上沉淀到表面,产生液膜,从而降低膜的摩擦力。
  6.开放性
  聚丙烯塑料再次吹膜,材料表面光滑,膜与膜之间产生真空密封状态,不易打开,使用困难,影响包装机效率。可以马上加开通剂解决。
  开放剂一般是二氧化铁系列的无机化合物,如沸石,是一种由水生微硅藻细胞的残余物堆积而成的白色细胞生物片麻岩,其中的成分是细孔,是一种具有许多人独特形状和结构的碎屑聚合物。
  温室薄膜粘连的原因主要有两个:一是薄膜闭合后薄膜之间的真空密封状态,不易分离;另一种是薄膜表面有大量暴露的大分子链,当两层薄膜合上时,大分子链相互缠绕锁定。其实电影开场难的原因是两者共存,后者才是原因。
  早期广泛使用无机开口剂,使涂层表面产生微小缝隙,降低膜间负压,使膜分离;后期使用的有机开口剂是为了在纸张表面形成润滑膜,降低膜的摩擦系数,限制聚合物链之间的缠结,使其不相互粘连。
  在实际生产中,需要避免粘连的发生。为了降低膜的附着力,增强膜的开度,在制膜后应加入吡啶类小分子肽增滑剂或二氧化铁开口剂,或两者同时加入。
  几种抗静电剂的添加比例及其对热封的影响如表2所示。
  表2几种常见添加剂
  二.
  聚乙烯薄膜和解决方案的打印问题
  1.粘合牢度
  此外,柔版印刷的油墨层比凹印薄,更耐搓擦,但柔版印刷的附着牢度聚乙烯薄膜更重要。
  吹塑高密度聚乙烯薄膜时,电晕处理程度不够,达不到现有的表面张力,或者由于储存条件差,储存时间过长,处理后薄膜的表面张力衰减会丧失。
  一般要求聚氨酯印刷面和表面张力≥38达因,每卷胶片的表面张力在使用过程中要用表面张力测量液进行检查。如果不符合要求,应彻底执行表面处理。
  此外,由于吹膜中加入了一定量的增滑剂、抗静电剂和开松剂等添加剂,这些添加剂中的小分子会随着时间的推移慢慢渗透到膜的表面,在材料表面形成弱界面层,也影响油墨摩擦系数。因此,胶片应在(一般不超过三个月)有效期内使用,建议在胶片印刷面不加或加少量增滑剂和抗静电剂。
  附着牢度是印刷承印物膜和油墨粘合剂之间分子间相互作用的最终过程。当油墨结合剂与纸张表面极性较好时,相容性会较好。因此,我们必须选择与印刷材料相匹配的油墨类型。如果出现严重的附着牢度问题,比如油中几乎所有的油墨层都可以被胶带拉掉,就需要对油墨厂商进行问题补偿。如何判断纸张表面的树脂有问题?
  还有,如果油墨稀释过度或者松香水误用,我会打破粘结剂、颜料、溶剂形成的胶体颗粒的平衡,也会导致附着牢度明显下降,如图2所示。稀释时,油墨的粘度应控制在12~20s(Zahn3#杯)以内。
  图2粘附牢度差的样品
  2.结晶点
  水晶点对柔印危害很大,不仅会在有明显白点或黑点时造成印刷缺陷,如图3所示,还会对柔印版材造成损伤。
  图3薄膜结晶点导致的印刷缺陷
  1)什么是晶点?
  简单来说就是聚乙烯薄膜表面的瑕疵;“结晶点”不是某种过量的水凝胶,共聚物在结晶点的分子量高于其周围相同聚乙烯塑料的平均分子量;因为它的分子量高,所以也有高熔点和高粘度;吹膜过程中,结晶点的活性物质不能与周围相同的高分子材料均匀熔融,熔融成膜后,先于周围相同的活性物质结晶;因此,形成“簇状”固化体,称为“结晶点”,如图4所示。
  图4结晶点显微照片
  2)结晶点的原因
  结晶点通常由原料和稳定剂、吹膜设备、加工工艺等引起。而活性物质引发结晶点的原理只是由于形成了过量的聚合物,所以只要有可能引发过量的水凝胶,就会造成结晶点。
  (1)原材料本身的影响
  说是原料的影响,其实是指原料中残留的催化影响。聚合物生产后,会有一些催化残留物。在挤出成型过程中,含催化剂的水凝胶熔体粘附在加工设备的表面。在高温下,剩余的催化作用会继续催化高分子材料,因此不会形成活性物质。
  不同的树脂生产厂家有不同的收集设备工艺,对残余催化处理的纯度不同,对高分子材料中结晶点的形成有不同的影响。比如活性物质中残留的催化含量低,设备结构好,原料本身含有较少的结晶点,所以要选择结晶点较少的原料,比如Trust的LDPE0274,SK的LLDPEFV149M。
  ②聚合物中氧的影响
  即使熔融温度高,氧气也会氧化共聚物,自由基会吸附在模具壁上。自由基将作为配体或链式反应被引发,并且在那里将形成非常少量的不稳定的聚合材料,这些材料将在高温下变得斑驳。加入一定量的抗静电剂可以有效防止氧引起的结晶点。
  ③吹膜技术和吹膜机的影响
  加工工艺主要受温度控制等影响。由于长期连续加热,原料过度聚集和降解,容易产生结晶点。很多情况下,结晶点是设备造成的,比如吹膜机的模具和机头位置设计不好,存在死角,导致少量原料长时间加热,过度汇聚,降解;吹膜机的径比配置和模具风道设计不良;由于在螺杆上或螺杆筒壁上的堆积过程,产生了一些碳化物质,这些碳化物质也可以作为凝胶点,不断地将更多的杂质吸附在上面,不断地粘附在薄膜上,造成所谓的结晶点。从这个角度来说,吹膜设备定期清洗有利于减少结晶斑的产生。
  ④增塑剂的影响
  色母粒在薄膜生产实践中经常被加入。如果改性塑料中的二氧化钛不稳定表面处理,可能会诱发二氧化钛团聚,在薄膜中形成“小白点”。色母中的载体树脂选择不正确,小分子肽树脂在加工环节会发生裂解,产生过渡高分子材料,形成凝点;此外,母料和基础树脂之间的不良相容性可能导致结晶点或块的形成。
  3)如何识别结晶点的来源
  TGA测试结晶斑样品,评价结晶斑中二氧化钛的含量,可以区分如何判断色母引起的结晶斑;差示扫描量热法测试结晶点样品,如图5所示,并评估结晶点处的聚合物材料组成,以查看结晶点是否是过渡聚合物材料。

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