無溶劑複合產品對摩擦因數的影響

1、熱封層薄膜的厚度對摩擦因數的影響

無溶劑複合熱封層的表面摩擦因數上升是因為熱封層中爽滑劑在較高溫度下，部分向熱封層薄膜的複合膠層面發生“內遷”，與無溶劑膠黏劑中的異氰酸酯基反應。

PE熱封膜常採用3層共擠結構（A/B/C），A層為靠近複合面，B層為中間層，C層為靠近包裝對象。通常只在C層添加爽滑劑，爽滑劑內遷需要經過A層和B層，因此在內遷過程中，爽滑劑到達膠水層的阻力越大，遷移到膠水層的爽滑劑越少，與膠水反應的爽滑劑就越少，摩擦因數的增加量就越少。

採用C 層厚度相同但總厚度分別為46，37μm的PE 3層共擠熱封膜，見圖1，PE熱封膜在複合前與複合后動/靜摩擦因數都呈上升趨勢，在複合前後，厚度為46μm的動/靜摩擦因數分別上升了41.9%和34.4%，厚度為37μm的動/靜摩擦因數分別上升了55.6%和53.6%，因此增加A層或B層厚度可以減緩摩擦因數的上升率。在實際生產中發現，膜厚小於30μm，摩擦因數的變化太大，不適合生產要求，建議膜厚在35μm 以上。

2、不同結構的熱封層對摩擦因數的影響

不同生產廠家的熱封膜對摩擦因數的影響相差很大，除了與熱封膜厚度有關外，還與熱封層的結構有關。

採用厚度為46μm的2種不同結構的PE熱封膜，A熱封膜3層結構（外層/中間層/熱封層）的配方分別為：線型低密度聚乙烯（LLDPE，50%） 低密度聚乙烯（LDPE，50%）/線型低密度聚乙烯（LLDPE，100%）/線型低密度聚乙烯（LLDPE，35%） 低密度聚乙烯（LDPE，30%） 茂金屬聚乙烯（MPE，30%） 爽滑母料（5%），各層厚度分別為15，15，16μm。

B 熱封膜3 層結構的配方為LLDPE（50%） LDPE（50%）/ LLDPE（70%） 回收料（含MDPE，30%）/LLDPE（35%） LDPE（30%） MPE（30%） 爽滑母料（5%），各層厚度分別為15，15，16μm。

從圖2可知，含中密度聚乙烯（MDPE）回收料的摩擦因數比沒有添加回收料的低，這主要與回收料中MDPE的相對結晶度較高有關，一部分內層爽滑劑的內遷被阻止，同時也可能與MDPE 回收料中本身含有一定量爽滑劑有關。

由此，在生產PE薄膜進行配方設計時，在外層或中間層材料加入一定比例MDPE，可以在一定程度上阻止爽滑劑的內遷，從而減少摩擦因數的急劇上升。

3、熟化工藝對摩擦因數的影響

熟化工藝控制包括熟化溫度和熟化時間，溫度會影響爽滑劑的遷移速度和PE薄膜對爽滑劑的相容性，及膠黏劑與爽滑劑的反應速度。從圖3可以看出，30℃時PE薄膜的摩擦因數比23 ℃時的有所增加，這是因為溫度上升會提高PE薄膜對爽滑劑的相容性，促使爽滑劑向PE 膜“內遷”，爽滑劑遷移率增加，並且會加劇與異氰酸酯基的反應。

此外，也可能與一些低熔點的爽滑劑，在溫度提高時出現粘連而失去爽滑的作用有關。在熟化過程中，摩擦因數在熟化24h后達到最高值，隨着熟化完全，摩擦因數逐步下降，這可能與完全熟化後放置室溫時爽滑劑的外遷有關，因為胺類爽滑劑的遷移規律是高溫情況下內遷，而在低溫情況下外遷。

改善摩擦因數的措施

1、熱封膜爽滑劑配方改進

經過無溶劑複合后，摩擦因數升高的根本原因是PE爽滑劑中的油酸酰胺或芥酸酰胺與無溶劑膠黏劑中的NCO反應，因此採用酯類等爽滑劑替代油酸酰胺或芥酸酰胺，可以從根本上解決摩擦因數的上升。

此外，在研製爽滑劑配方的設計中，考慮爽滑劑與PE樹脂的相容性、衛生性、耐溫性、加工適性及摩擦因數的時效性等，也是解決無溶劑複合摩擦因數上升的關鍵技術。

2、熱封膜的工藝配方改進

根據圖2 分析，採用阻隔性好的PE可以阻止一部分爽滑劑的內遷。目前的做法是在靠近膠黏劑層（即外層）共擠一層HDPE，HDPE結晶度高，拉伸強度大，但其拉伸率和透明性沒有LDPE，LLDPE等樹脂的好，在應用方面受到一定限制。

3、無溶劑複合工藝控制

有研究表明，每平方米增加1g上膠量，摩擦因數大約上升0.025，主要是由於膠黏劑中的異氰酸酯基吸收爽滑劑和生產中磨損或消耗掉一部分爽滑劑所致，因此在滿足表觀要求和剝離強度的前提下，上膠量應盡可能地少。

生產過程中溫度的上升會引起摩擦因數的急劇上升，這與爽滑劑在高溫情況下內遷有關，所以在生產過程中的複合輥溫度、熟化溫度和摩擦因數測定溫度等都要控制適當。

由於無溶劑複合的初粘力比較低，在收卷過程中設置的錐度比較小，使無溶劑複合膜盡量收緊，但此時熱封膜與印刷膜之間的距離變小，壓力變大，PE膜的爽滑劑會“外遷”轉移到印刷膜上，從而導致PE 膜的摩擦因數上升，因此在設置錐度時，在防止隧道現象產生的前提下，收卷張力不要太大。