陳廣忠

（湛江包裝材料企業(yè)有限公司，廣東，湛江524022）

摘要：本文主要研究了潤滑劑、薄膜表面結(jié)構(gòu)、抗粘連劑和高溫使用條件對BOPP薄膜摩擦系數(shù)的影響, 介紹了摩擦系數(shù)對BOPP薄膜包裝的影響。

關(guān)鍵詞：BOPP薄膜；摩擦系數(shù)；潤滑劑；抗粘連劑

Study on Coefficient of Friction of BOPP Film

CHEN GUANGZHONG

(Zhanjiang Packing Material Enterprises Co.Ltd,Zhanjiang524022,China)

Abstract: Study on slip additives、film surface struture、antiblocking additives and temperature condition influence on Coefficient of Friction of BOPP film, Effect of Coefficient of Friction in BOPP film packing were introduced .

Key wards: BOPP film; Coefficient of Friction;Slip additives;Antiblocking additives.

....我國改革開放以來，人民水平大幅提高，商品包裝的檔次越來越高，包裝工業(yè)得到迅速發(fā)展，而BOPP薄膜由于具有高透明度和光澤感，材料無毒、分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對氣味及水分有一定的阻隔功能，因此是產(chǎn)品包裝的理想材料，在食品、煙草、印刷覆合、膠粘帶等行業(yè)被廣泛應(yīng)用，成為包裝領(lǐng)域最大品種的塑料包裝薄膜。

....生產(chǎn)BOPP薄膜技術(shù)含量高，是一項很復(fù)雜的工作，而合理控制好摩擦系數(shù)及與之相關(guān)的物理、機(jī)械性能，是保證薄膜包裝運行的關(guān)鍵。隨著我國包裝工業(yè)的迅速發(fā)展，包裝機(jī)器運行速度和自動化程度越來越高，這對薄膜的摩擦系數(shù)提出了更高的要求。本文根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗積累，重點討論了潤滑劑、薄膜表面結(jié)構(gòu)、防粘結(jié)劑和高溫使用條件對摩擦系數(shù)的影響。

1 潤滑劑對摩擦系數(shù)的影響

....在薄膜中加進(jìn)潤滑劑可明顯地降低摩擦系數(shù)。潤滑劑按功能分為內(nèi)潤滑 劑和外潤滑劑兩類，內(nèi)潤滑劑能促進(jìn)聚丙烯大分子鏈或鏈段相對運動，從 而改善物料流動性，外潤滑劑則是與聚丙烯基團(tuán)相容性差的極性有機(jī)化學(xué) 品，在聚丙烯鏈的布朗氏運動作用下，這些分子遷移至薄膜表面形成一層 油性表面，而起到改善薄膜表面性能的潤滑作用降低摩擦系數(shù)，通常所有 的潤滑劑都兼具有兩方面的功能。BOPP薄膜常用的潤滑劑有：

（1）蠟類，包括低分子量聚乙烯和低分子量聚丙烯（軟化點85~160℃） 和一般石蠟（軟化點55~75℃）。聚乙烯蠟與聚丙烯相容性差，因此主要起外潤滑作用。而低分子量聚丙烯與聚丙烯相容性好，加入后實際上起著加寬分子量分布的作用，改善其流動性。

（2）脂肪酸類，最常用的是硬脂酸，它常以二聚物的形式存在，在聚丙烯中可用作內(nèi)和外潤滑兩方面的功能。

（3）酰胺類，單酰胺類最常用的是芥酸酰胺，它兼具爽滑劑與脫模劑功能。雙酰胺類最常用的是亞基二硬脂酰胺（EBS），其熔點約為140℃，熱穩(wěn)定性好，用于聚丙烯中主要起外潤滑功能。

2 薄膜表面結(jié)構(gòu)對摩擦系數(shù)的影響

....薄膜表面結(jié)構(gòu)也會影響摩擦系數(shù)，表面太平滑會導(dǎo)致薄膜表面之間太貼服，相互滑動的有效表面增大，滑動就會特別困難。而如果薄膜表面有一定粗糙度，表面貼近后相互之間有一定空隙，相互滑動就會較容易，所以有一定粗糙感薄膜表面摩擦系數(shù)較低。

....表層使用不同原料生產(chǎn)可以獲得不同摩擦系數(shù)性能的薄膜。表層使用聚丙烯均聚物，由于均聚物結(jié)晶度高生產(chǎn)的薄膜剛性高而且薄膜表面硬度好，所以薄膜摩擦系數(shù)較低。有些薄膜為了要求可以熱封合，必須在表層使用共聚物以獲得熱封性能，由于共聚物含有一定量的無規(guī)物結(jié)晶度低，生產(chǎn)的薄膜較軟并且薄膜表面較粘，所以薄膜摩擦系數(shù)較高。

3 抗粘連劑對摩擦系數(shù)的影響

....BOPP薄膜表面光滑，相互滑動比較困難。抗粘連劑一般是粒徑2-4um的固體粉末，加進(jìn)薄膜表層可以形成許多凸起，使薄膜層與層之間的實際接觸面積減少，從而降低粘結(jié)力相互滑動就會較容易，有利于摩擦系數(shù)的降低。

....抗粘連劑的種類對薄膜摩擦系數(shù)有較大影響，抗粘連劑的種類分無機(jī)物和有機(jī)物兩大類，無機(jī)物的品種以二氧化硅為主，有機(jī)物的品種是隨著雙向拉伸聚丙烯薄膜的發(fā)展而發(fā)展起來的較新的品種，例如脂肪酸酰胺就是有機(jī)物的一種，其表面柔軟薄膜表面摩擦系數(shù)比無機(jī)物的品種低。

圖1：不同類型抗粘連劑對摩擦系數(shù)的影響

4 高溫使用條件對摩擦系數(shù)的影響

....薄膜在實際使用中溫度條件可能不一樣：例如在熱帶氣候條件下，又或者是卷煙包裝機(jī)熱封桿的高溫條件等。通常從30℃開始，薄膜的摩擦系數(shù)便急劇上升，這是因為常用的潤滑劑已接近其熔點而變得粘結(jié)，測試時施加的力波動很大，呈現(xiàn)一種間歇性滑動或粘結(jié)效果。為了減輕這種間歇性滑動-粘結(jié)現(xiàn)象，需要使用另一種完全不同的耐高溫潤滑劑--硅酮，它由于是高分子量聚合物而具備獨特的特性，即使在較高溫度下摩擦系數(shù)仍然保持較低。

5 摩擦系數(shù)對BOPP薄膜包裝的影響

....摩擦系數(shù)是量度BOPP薄膜滑動特性的指標(biāo)，薄膜表面爽滑并具有適當(dāng)?shù)哪Σ料禂?shù)對于BOPP薄膜包裝工藝非常重要，生產(chǎn)不同用途的BOPP薄膜產(chǎn)品對摩擦系數(shù)有不同的要求。

....例如在香煙包裝用途時，通常要求薄膜具有差別滑動性，即薄膜內(nèi)面和外面的摩擦系數(shù)不同控制要求。在香煙包裝過程，薄膜外面在下膜通道、成型輪槽、折疊板、烙鐵、導(dǎo)軌等金屬部件上滑動運行，薄膜外面對金屬的摩擦系數(shù)應(yīng)該控制較低，而由于這些金屬部件大都是在 50 ℃以上的高溫條件下運轉(zhuǎn)，隨著溫度條件的升高薄膜的摩擦系數(shù)會升高，特別是30 ℃之后摩擦系數(shù)上升更快，因此控制高溫條件下的薄膜對金屬的熱摩擦系數(shù)更加重要，這樣才能確保薄膜在熱金屬部件上滑動運行順暢。薄膜內(nèi)面在包裝過程中與紙接觸，其摩擦系數(shù)應(yīng)該控制稍高，以利于煙包在成型輪內(nèi)與薄膜的定位良好，提高薄膜折疊質(zhì)量獲得緊湊的包裝效果，令煙包在熱封鼓內(nèi)與薄膜片的定位良好以利于包裝緊湊。

....在生產(chǎn)金屬化鍍鋁膜時，如果薄膜摩擦系數(shù)較高會對鍍鋁產(chǎn)生阻隔作用，降低薄膜鍍鋁性能，因此需要控制薄膜摩擦系數(shù)較低，最好是低于0.35。而需要特別強(qiáng)調(diào)的是為了達(dá)到這個摩擦系數(shù)，絕對不能加入任何爽滑劑，一個原因是這些爽滑劑通常都是遷移性的，在遷移過程會降低薄膜的表面張力而降低了金屬的附著，另一個原因是在真空鍍鋁過程這些爽滑劑有可能被真空吸出，造成鍍鋁設(shè)備產(chǎn)生隔層干擾了金屬的附著。所以為了達(dá)到較低的摩擦系數(shù)，生產(chǎn)金屬化鍍鋁膜需要選用有機(jī)物的抗粘連劑。

薄膜用途	薄膜表面	靜態(tài)摩擦系數(shù)	動態(tài)摩擦系數(shù)
粘膠帶基膜	處理面/非處理面	0.80	0.75
印刷和復(fù)合用光膜	處理面/非處理面	0.35	0.30
與紙張復(fù)合	非處理面/非處理面	0.45	0.40
金屬化基膜	處理面/非處理面	0.40	0.35
高速外包裝膜	外面/外面	0.25	0.20
寬溫?zé)岱饽?	外面/內(nèi)面	0.35	0.30
標(biāo)準(zhǔn)熱封膜	外面/內(nèi)面	0.28	0.25
白色熱封膜	外面/內(nèi)面	0.30	0.25
香煙膜	外面/外面	0.26	0.24
	內(nèi)面/內(nèi)面	0.34	0.32
	外面/金屬面（50℃）	0.52	0.35

6 結(jié)論

（1）加進(jìn)潤滑劑可明顯地降低摩擦系數(shù)。

（2）有一定粗糙感的薄膜表面摩擦系數(shù)較低，表層使用均聚物的薄膜摩擦系數(shù)較低。

（3）防粘結(jié)劑加進(jìn)薄膜表層可以降低摩擦系數(shù)，有機(jī)物類的抗粘劑對降低摩擦系數(shù)較有效。

（4）高溫使用條件應(yīng)選擇耐高溫潤滑劑--硅酮。

（5）生產(chǎn)不同用途的BOPP薄膜產(chǎn)品對摩擦系數(shù)有不同的要求。

參考資料：

（1）尹燕平，雙向拉伸塑料薄膜[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999,。

（2）R.根赫特H.米勒（德），塑料添加劑手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000,353。

（3）朱紹男，聚丙烯塑料的應(yīng)用與改性[M]，北京：輕工業(yè)出版社，1988,45。

（4）楊明，塑料添加劑應(yīng)冊[M]，南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2002,270-290。

（5）葉蕊，實用塑料加工技術(shù)[M]，北京：金盾出版社，2000,40。

（6）錢漢英等，塑料加工實用技術(shù)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002,121-123。