薄膜的摩擦系數分為動(dòng)摩擦系數和靜摩擦系數。靜摩擦系數是指兩接觸表面在相對移動(dòng)開(kāi)始時(shí)的******阻力與垂直施加于兩個(gè)接觸表面的法向力之比。動(dòng)摩擦系數是指兩接觸表面以一定速度相對移動(dòng)時(shí)的阻力與垂直施加于兩個(gè)接觸表面的法向力之比。
薄膜在生產(chǎn)過(guò)程中,塑料薄膜的摩擦系數是一項重要的技術(shù)指標。一方面它和薄膜抗粘連性能一起成為塑料薄膜開(kāi)口性的量化評定指標,另一方面又可作為自動(dòng)包裝機運行速度、張力調節、薄膜運行中磨損的參考數據之一。摩擦系數的大小可以通過(guò)添加劑的選擇和用量來(lái)控制,若為自動(dòng)包裝產(chǎn)品,薄膜與設備接觸的那一面其摩擦系數在0. 25~0. 30之間為好。一般BOPA膜做印刷面時(shí),由于后加工快速打碼的需求,膜未處理面摩擦系數應在0.25以下,若摩擦系數太大,薄膜使用起來(lái)阻力較大,容易產(chǎn)生斷膜、破裂現象。隨著(zhù)薄膜中添加劑含量的增加,薄膜的摩擦系數會(huì )變小,霧度會(huì )加大。
在印刷、鍍鋁的過(guò)程中,同樣對塑料薄膜的摩擦系數有一定的要求。薄膜表面摩擦系數與其表面的粗糙度成線(xiàn)性關(guān)系。在一定范圍內,表面粗糙度越大,磨擦系數越小。也就是說(shuō),降低薄膜表面的摩擦系數對印刷、鍍鋁有利,有利于增加它們與塑料薄膜之間的結合面,有利于提高它們之間的粘合力。摩擦系數的大小同樣也是通過(guò)使用添加劑來(lái)進(jìn)行調節。因此,膜在出廠(chǎng)前必須做好膜面與金屬(不銹鋼)面的摩擦系數檢測,若遇高濕高溫天氣或對高速打碼的產(chǎn)品,BOPA膜面不但要求吸濕性小并且表面摩擦系數也要小,BOPA膜超高爽滑膜表面摩擦系數一般可控制在0.15~0.25之間。
薄膜的摩擦系數不斷下降的原因是爽滑劑不斷地“外遷”到薄膜的表面并覆蓋了薄膜表面上越來(lái)越多的面積。如果已經(jīng)“外遷”到PE薄膜表面的爽滑劑由于某種原因“消失”或“減少”了,其結果就將是PE薄膜的表面摩擦系數“異常上升”。
以BOPA/PE結構的復合薄膜為例,對于卷繞狀態(tài)的復合薄膜,BOPA膜的內表面是通過(guò)粘合劑的作用與PE膜的復合面粘接在一起的,BOPA膜的外表面則是在收卷張力的作用下與PE膜的熱封面緊緊地“靠”在一起的,油酸酰胺和芥酸酰胺既可以用于PE薄膜,也可以用于PP薄膜。假定1000 ppm的爽滑劑是加在PE膜的熱封層中的,即PE膜的芯層和復合層是不含爽滑劑的,那么,熱封層中的爽滑劑就會(huì )慢慢地向熱封層的表面和復合層及其表面發(fā)生遷移。而加工BOPA薄膜時(shí)是不使用酰胺類(lèi)爽滑劑的,因此,遷移到熱封層表面的爽滑劑就可能向BOPA薄膜表面及其內部發(fā)生遷移。遷移到PE膜復合面的爽滑劑一方面會(huì )導致剝離強度的下降,另一方面會(huì )導致PE膜熱封面有效爽滑劑數量減少,進(jìn)而導致熱封面摩擦系數上升;遷移到PA薄膜表面及其內部的爽滑劑一方面會(huì )導致PE膜熱封面上有效的爽滑劑數量減少,進(jìn)而導致PE膜熱封面的摩擦系數上升,另一方面會(huì )使得PA薄膜外表面的摩擦系數下降。
一般印刷環(huán)境溫度對摩擦系數影響很大,因為高溫條件下高分子材料大分子熱運動(dòng)能力加強,活動(dòng)速度加快,分子間隙變大,表面性能發(fā)生變化會(huì )使薄膜摩擦系數隨之變化。另外,薄膜的爽滑性主要是通過(guò)添加爽滑劑來(lái)實(shí)現的,在薄膜成型后,特別是PP、PE膜的爽滑劑從薄膜內遷移到表面,聚積成均勻的薄層,能夠顯著(zhù)地降低薄膜的摩擦系數,使薄膜具有良好的爽滑效果。而這些助劑大多都是無(wú)機高分子材料(如胺類(lèi)或酯類(lèi)),與樹(shù)脂相溶性不好,通常從30℃開(kāi)始,常用的潤滑劑已接近其熔點(diǎn)而變得粘結,薄膜的摩擦系數便急劇上升,測試時(shí)施加的力會(huì )波動(dòng)很大,呈現一種間歇性滑動(dòng)或粘結效果。如果爽滑劑含量過(guò)高的話(huà),還會(huì )影響到薄膜的印刷適性,這對印刷是極為不利的。因此,薄膜表面應具有合適的爽滑性,以確保其能夠順利進(jìn)行高速印刷,常溫下一般要求普通BOPA薄膜表面未處理面的動(dòng)摩擦系數在0.2~0.4之間(不包括快速打碼用膜要求)。BOPA薄膜電暈處理面動(dòng)摩擦系數一般不高于0.7,使用起來(lái)出現故障概率少些。