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爽滑劑能提高軟包裝的開口性，為什么也能夠引起開口不良？
在薄膜的加工中，開口劑和爽滑劑是眾多的添加劑之一。大家都知道開口劑可以防止包裝袋的粘連，爽滑劑是用來降低薄膜和機(jī)器導(dǎo)桿等裝置的摩擦力的。然而在實(shí)際應(yīng)用中，情況會(huì)復(fù)雜一點(diǎn)，我們來看看：
一．開口劑與爽滑劑
1. 薄膜粘連產(chǎn)生的原因
開口性和爽滑性是復(fù)合軟包裝行業(yè)事經(jīng)常被提及的兩項(xiàng)指標(biāo)。開口性是指對加工好的包裝袋（三邊封袋、中心封袋等）充填內(nèi)容物時(shí)將袋口打開的難易程度。爽滑性是指復(fù)合軟包裝材料通過自動(dòng)包裝機(jī)時(shí)的順暢程度。
通過在網(wǎng)上查閱資料得知：開口性的評價(jià)可借助材料的靜摩擦系數(shù)μs，爽滑性的評價(jià)是借助材料的動(dòng)摩擦系數(shù)μd。在網(wǎng)上銷售的所謂“薄膜開口性測試儀”，又名“斜面摩擦系數(shù)儀”或“摩擦系數(shù)儀”；實(shí)際上是在暗示：薄膜開口性的評價(jià)指標(biāo)就是摩擦系數(shù)。
其實(shí)，《塑料薄膜粘連性試驗(yàn)方法（GB/T16276—1996）》才是評價(jià)薄膜開口性的正確方法，只是幾乎無人使用該方法。在該標(biāo)準(zhǔn)中的第4項(xiàng)“意義和應(yīng)用”中關(guān)于薄膜的粘連性是這樣描述的：
塑料薄膜在溫度和壓力的作用下可能產(chǎn)生粘連，在加工、使用或貯藏過程中也可能產(chǎn)生粘連。幾乎所有粘連都是由下述兩種情況引起的。 1．極端光滑的薄膜表面，緊密接觸而且?guī)缀跬耆艚^空氣。 2．壓力或溫度（或兩者）引起薄膜接觸表面粘融。 |
2.開口劑和爽滑劑原理完全不同，效果類似
從網(wǎng)上查閱資料得知，在薄膜的加工中，開口劑和爽滑劑是眾多的添加劑之一。開口劑的英文名稱是anti-blocking agent，翻譯成中文是“抗粘連劑”；爽滑劑的英文名稱是slipping agent 或plastic lubricant，直譯過來就是“滑劑”或“塑料潤滑劑”。
開口劑的作用是將薄膜的表面從原來的極端光滑的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成凹凸不平的狀態(tài)，這樣處理之后，當(dāng)兩片薄膜靠近時(shí)，就不能彼此緊密接觸了，從而消除了彼此粘連的可能性。開口劑通常都是無機(jī)物。
爽滑劑的作用是在光滑的塑料薄膜的表面再“鋪”上一層潤滑油，使其表面的摩擦系數(shù)下降到需要的程度或數(shù)值。爽滑劑通常都是有機(jī)物。
這兩種添加劑作用原理是完全不一樣的。在實(shí)踐當(dāng)中，當(dāng)加入了開口劑之后，開口性提高的同時(shí)，薄膜之間的摩擦系數(shù)也確實(shí)有所下降；在一定的環(huán)境條件下，當(dāng)加入足量的爽滑劑之后，薄膜的開口性也確實(shí)得到了改善。因此，當(dāng)你在瀏覽器中輸入關(guān)鍵詞“開口劑”或“爽滑劑”后，在搜出的眾多網(wǎng)站中，可能一半在推銷anti-blocking agent，另一半在推銷slipping agent。也就是說，眾多的供應(yīng)商在有意混淆開口劑與爽滑劑之間的區(qū)別。
二．單獨(dú)使用爽滑劑存在的問題
1.爽滑劑能提高開口性，為什么也能夠引起開口不良？
1)大量的實(shí)踐證明，在熱封層薄膜中單純加入爽滑劑確實(shí)能夠提高復(fù)合包裝袋的開口性；
2)然而，大量的實(shí)踐也證明，在一定的條件下，復(fù)合包裝袋的開口性不良問題確實(shí)是由于熱封層中薄膜中單純加入的爽滑劑所引起的。這是為什么呢？回復(fù)“爽滑劑”查看更多
復(fù)合包裝袋的開口性問題通常是發(fā)生在兩種情況下：一是軟包裝企業(yè)的制袋工發(fā)現(xiàn)制好的包裝袋的開口端粘連在一起，沒有自然打開，同時(shí)不同程度地用手難以“搓”開袋子的開口端；二是食品企業(yè)的包裝工在充填內(nèi)容物的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)所使用的包裝袋難以“在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)開啟到需要的程度”。
復(fù)合包裝袋廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中
造成這種狀況的原因正如《塑料薄膜粘連性試驗(yàn)方法（GB/T16276—1996）》中所描述的：
幾乎所有粘連都是由下述兩種情況引起的。 1．極端光滑的薄膜表面，緊密接觸而且?guī)缀跬耆艚^空氣。 2．壓力或溫度（或兩者）引起薄膜接觸表面粘融。 |
所謂“極端光滑的薄膜表面”意味著該薄膜中只添加了爽滑劑（slipping agent)。
所謂“壓力或溫度（或兩者）引起薄膜接觸表面粘融”意味著在制袋過程中包裝袋的非熱封處的溫度已接近或超過了添加劑（包括爽滑劑）的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)。
這就是爽滑劑引起開口不良的原因！
2. 爽滑劑潤滑作用一般隨溫度升高而減弱
下面一組數(shù)據(jù)顯示了溫度對薄膜的摩擦系數(shù)的影響。
表一：不同內(nèi)層材料的動(dòng)摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系
溫度 | ①PET/AL/PE(A廠) | ②PET/AL/PE(B廠) | ③PET/AL/PE(C廠) | ④PET/AL/PE(淋膜) |
25℃ | 0.074 | 0.085 | 0.112 | 0.553 |
35℃ | 0.115 | 0.102 | 0.110 | 0.565 |
45℃ | 0.215 | 0.147 | 0.148 | 0.580 |
55℃ | 2.93 | 0.737 | 0.294 | 0.612 |
65℃ | - | - | 1.97 | 0.675 |
如表一中可以發(fā)現(xiàn)，樣品④已是擠出復(fù)合法加工的產(chǎn)品，未加爽滑劑；①、②、③號樣品是干法復(fù)合加工的產(chǎn)品，加了爽滑劑。所以，④號樣品在25℃的環(huán)境溫度下的動(dòng)摩擦系數(shù)明顯大于①②③號樣品，但在25℃到65℃溫度變化區(qū)間內(nèi)動(dòng)摩擦系數(shù)的變化不是很大；而①②③號三種樣品因?yàn)樗瑒┑钠贩N不一樣，因此在相同溫度變化區(qū)間內(nèi)，內(nèi)層材料的動(dòng)摩擦系數(shù)有著明顯不同的變化及結(jié)果。
上述數(shù)據(jù)表明，常用的爽滑劑對溫度很敏感，其對PE薄膜的潤滑作用是隨著溫度的上升而衰減的。上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與一部分軟包裝企業(yè)的抱怨是一致的：
我在廠里測試的摩擦系數(shù)挺低的，怎么到了包裝機(jī)上就是拉不動(dòng)呢？
三．如何改善潤滑劑的缺點(diǎn)？
由于有機(jī)的爽滑劑受溫度影響較明顯，因此，單純地在薄膜中添加爽滑劑顯然是有問題的，所以，筆者建議在配方中適當(dāng)?shù)厥褂脽o機(jī)的開口劑！理由很簡單：回復(fù)“開口劑”查看更多
1、無機(jī)的開口劑受溫度的影響比較小； 2、使用了無機(jī)的開口劑之后，可使復(fù)合包裝材料與自動(dòng)包裝機(jī)的不銹鋼制的自動(dòng)成型裝置間的實(shí)際接觸面積大幅度減少！（無機(jī)的開口劑使包裝材料表面凹凸不平） |
這樣一來，實(shí)測的包裝材料的內(nèi)面/金屬面的靜摩擦系數(shù)可能會(huì)大于原來的包裝材料的內(nèi)面/內(nèi)面的靜摩擦系數(shù)，但實(shí)際的爽滑性可能會(huì)明顯提高。
四．實(shí)例分析：如何即保證爽滑性，又縮短熟化時(shí)間？
1.即要爽滑性，又要短時(shí)間“出鍋”；如何解決？
筆者經(jīng)常聽到這樣的提問：“你們的膠水能不能在40℃、12小時(shí)條件下“出鍋””（意指結(jié)束復(fù)合薄膜的熟化過程）？
筆者從業(yè)多年，見過的許多粘合劑的說明書中關(guān)于熟化條件一節(jié)通常都會(huì)這樣寫：室溫條件下，熟化7至14天；55±5℃條件下，熟化48至72小時(shí)。近幾年來，有些說明書上會(huì)加上一條：55±5℃條件下，熟化24小時(shí)后可進(jìn)行分切加工。
筆者問：為什么要在40℃條件下熟化？
答復(fù)是：為了防止復(fù)合膜的表面摩擦系數(shù)發(fā)生明顯變化！
筆者問：為什么要12小時(shí)“出鍋”？
答復(fù)是：想縮短交貨時(shí)間，同時(shí)，減少復(fù)合膜表面摩擦系數(shù)的變化！
為此，筆者在網(wǎng)上查詢，得知：欲改善薄膜的爽滑性可使用無機(jī)的開口劑和有機(jī)的爽滑劑。筆者又向一些自行吹塑加工PE薄膜的企業(yè)進(jìn)行咨詢，得知：目前加工PE薄膜時(shí)只加有機(jī)的爽滑劑，不加無機(jī)的開口劑；如果來的粒料中已有有機(jī)的爽滑劑時(shí)，則什么都不用加。
關(guān)于有機(jī)的爽滑劑的特性，眾所周知：溫度降低時(shí)它會(huì)向薄膜的表面遷移，使得薄膜表面的摩擦系數(shù)下降（這是使用它的目的所在！）；溫度升高時(shí)它會(huì)向薄膜內(nèi)部遷移，造成薄膜表面的摩擦系數(shù)上升（這是業(yè)者不愿看到的事實(shí)！）
問題在于：如下表三所示，當(dāng)溫度再度降低并保持一段時(shí)間后，爽滑劑仍會(huì)向薄膜的表面遷移，并最終使表面的摩擦系數(shù)降低到原來的水平。因此，完全沒有必要為了維持復(fù)合薄膜出廠時(shí)的表面摩擦系數(shù)而降低熟化室的溫度、犧牲膠水的熟化程度，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致其他質(zhì)量問題。
表三：某AL/PE復(fù)合膜的表面摩擦系數(shù)與停放時(shí)間的關(guān)系
停放時(shí)間 | 1h | 4h | 24h | 48h | 72h |
動(dòng)摩擦系數(shù) | 0.528 | 0.322 | 0.184 | 0.136 | 0.127 |
靜摩擦系數(shù) | 0.679 | 0.466 | 0.260 | 0.213 | 0.208 |
2.適量加入無機(jī)開口劑
需要注意的是：這里所說的溫度是指整個(gè)加工、應(yīng)用過程的溫度，它包括軟包裝企業(yè)的車間、熟化室的溫度、運(yùn)輸車輛所處的溫度、食品加工企業(yè)的倉庫、車間、包裝機(jī)成型裝置的溫度等。如果上述任何一個(gè)環(huán)節(jié)的溫度高于40℃，則包裝材料的表面摩擦系數(shù)上升就成為一個(gè)必然的結(jié)果。
而筆者在網(wǎng)上查詢的結(jié)果是：受到與復(fù)合薄膜的摩擦作用及熱封裝置的“烘烤”作用，自動(dòng)包裝機(jī)的成型裝置的表面溫度一般不會(huì)低于50℃；如果包裝機(jī)的運(yùn)行速度很快的話，其成型裝置的表面溫度還會(huì)更高。這可能就是前人在做“不同內(nèi)層材料的動(dòng)摩擦系數(shù)與溫度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)把70℃作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的依據(jù)吧？！
所以，在薄膜的熱封層加入適量的無機(jī)開口劑應(yīng)當(dāng)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇！解決了爽滑性的根本問題后，熟化溫度和熟化時(shí)間就應(yīng)該可以恢復(fù)到正常的水平了！
