開口性和爽滑性是復合軟包裝行業事經常被提及的兩項指標。薄膜通在前述文章中有簡單的介紹一些開口劑和爽滑劑的功能,本次我們將針對薄膜開口性和爽滑性進行深度解析和介紹。
一、開口性和爽滑性介紹
開口性是指對加工好的包裝袋(三邊封袋、中心封袋等)充填內容物時將袋口打開的難易程度。爽滑性是指復合軟包裝材料通過自動包裝機時的順暢程度。
通過在網上查閱資料得知:開口性的評價可借助材料的靜摩擦系數 μs,爽滑性的評價是借助材料的動摩擦系數 μk。
在網上銷售的所謂“薄膜開口性測試儀”,又名“斜面摩擦系數儀”或“摩擦系數儀”,實際上是在暗示:薄膜開口性的評價指標就是摩擦系數。
其實,GB/T16276—1996 《塑料薄膜粘連性試驗方法》(參照采用 ASTM D 1893—67(1985)《塑料薄膜粘連性標準試驗方法》)才是評價薄膜開口性的正確方法,只是幾乎無人使用該方法。
在上述標準中的第 4 項“意義和應用”中關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生粘連,在加工、使用或貯藏過程中也可能產生粘連。幾乎所有粘連都是由下述兩種情況引起的。
極端光滑的薄膜表面,緊密接觸而且幾乎完全隔絕空氣。
壓力或溫度(或兩者)引起薄膜接觸表面粘融。
而改善粘連主要通過添加開口劑和爽滑劑來解決。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轉變成凹凸不平的狀態,這樣處理之后,當兩片薄膜靠近時,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下降到需要的程度或數值。爽滑劑通常都是有機物。
這兩種添加劑作用原理是完全不一樣的。
在實踐當中,當加入了開口劑之后,開口性提高的同時,薄膜之間的摩擦系數也確實有所下降;在一定的環境條件下,當加入足量的爽滑劑之后,薄膜的開口性也確實得到了改善。因此,當你在瀏覽器中輸入關鍵詞“開口劑”或“爽滑劑”后,在搜出的眾多網站中,可能一半在推銷 anti-blocking agent,另一半在推銷 slipping agent。也就是說,眾多的供應商在有意混淆開口劑與爽滑劑之間的區別。
大量的實踐證明,在熱封層薄膜中單純加入爽滑劑確實能夠提高復合包裝袋的開口性;同時,大量的實踐也證明,在一定的條件下,復合包裝袋的開口性不良問題確實是由于熱封層中薄膜中單純加入的爽滑劑所引起的。
復合包裝袋的開口性問題通常是發生在兩種情況下:一是軟包裝企業的制袋工發現制好的包裝袋的開口端粘連在一起,沒有自然打開,同時不同程度地用手難以“搓”開袋子的開口端;二是食品企業的包裝工在充填內容物的同時,發現所使用的包裝袋難以“在規定的時間內開啟到需要的程度”。
所謂“極端光滑的薄膜表面”意味著該薄膜中未添加開口劑(anti-blocking agent),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)的軟化點或熔點。
二、爽滑劑與溫度的關系
下面一組數據顯示了溫度對薄膜的摩擦系數的影響。

從表 1 中可以發現,樣品 ④ 已被標明是擠出復合法加工的產品,顯然,①、②、③ 號樣品就是干法復合加工的產品。擠出復合用的 PE 樹脂中一般是不添加爽滑劑的,所以,④ 號樣品在 25℃ 的環境溫度下的動摩擦系數明顯大于 ①、②、③ 號樣品,但在 25℃ 到 65℃ 溫度變化區間內動摩擦系數的變化不是很大。而 ①、②、③ 號三種樣品的 PE 膜中顯然是添加了爽滑劑,但爽滑劑的品種是不一樣的,因此,在相同溫度變化區間內,內層材料的動摩擦系數有著明顯不同的變化及結果。
上述數據表明,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。
上述的實驗數據與一部分軟包裝企業的抱怨是一致的:“我在廠里測試的摩擦系數挺低的,怎么到了包裝機上就是拉不動呢?”
三、摩擦副
摩擦副就是相接觸的兩個物體產生摩擦而組成的一個摩擦體系。摩擦力是兩個表面接觸的物體相互運動時互相施加的一種物理力。摩擦系數是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有關,而和接觸面積的大小無關。依運動的性質,它可分為動摩擦系數和靜摩擦系數。”
上述是關于摩擦的幾個定義。從上述定義中我們應當明白:摩擦是發生在兩個物體間的。摩擦力及摩擦系數的檢測都是在特定條件下進行的。

表 2 列出了三個摩擦副的六組摩擦系數數據,即香煙膜的外面/外面、內面/內面、外面/金屬面(50℃),如果愿意的話,還可以列出外面/內面和內面/金屬面(n℃)等數據。其中的外面/外面、內面/內面的數據可以理解為是在標準的實驗室條件下測得的(23±2℃、50±10% RH)。
顯然,針對同一個香煙膜的樣品可以有不同的摩擦副,再加上溫度(甚至濕度)的變化,就可以得到許多不同的數據。
需要注意的是:在復合軟包裝行業中,筆者見到過的摩擦系數數據大都是復合包裝材料的外面/外面、內面/內面、外面/內面的數據,有時是薄膜供應商提供的基材的外面/外面、內面/內面、外面/內面的數據。而食品加工企業在投訴復合軟包裝企業時,是說在自動包裝機上拉不動復合包裝膜,即復合包裝膜的內表面(熱封層)與自動包裝機的不銹鋼制的自動成型裝置間的摩擦系數過大。因為絕大多數的自動包裝機都是間歇性運動的,所以,也可以理解為是包裝材料的內面/金屬面(n℃)的靜摩擦系數過大!
所以,軟包裝企業如果想真正解決好食品企業關于爽滑性差的投訴,就必須選擇好實驗用的摩擦副及溫度條件!
四、如何提高爽滑性?
由于有機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地使用無機的開口劑!
理由很簡單:1、無機的開口劑受溫度的影響比較小;2、使用了無機的開口劑之后,可使復合包裝材料與自動包裝機的不銹鋼制的自動成型裝置間的實際接觸面積大幅度減少!
這樣一來,實測的包裝材料的內面/金屬面(n℃)的靜摩擦系數可能會大于原來的包裝材料的內面/內面的靜摩擦系數,但實際的爽滑性可能會明顯提高。
關于有機的爽滑劑的特性,眾所周知:溫度降低時它會向薄膜的表面遷移,使得薄膜表面的摩擦系數下降(這是使用它的目的所在!);溫度升高時它會向薄膜內部遷移,造成薄膜表面的摩擦系數上升(這是業者不愿看到的事實!)
問題在于:如表三所示,當溫度再度降低并保持一段時間后,爽滑劑仍會向薄膜的表面遷移,并最終使表面的摩擦系數降低到原來的水平。因此,完全沒有必要為了維持復合薄膜出廠時的表面摩擦系數而降低熟化室的溫度、犧牲膠水的熟化程度,因為這可能會導致其他質量問題。

需要注意的是:這里所說的溫度是指整個加工、應用過程的溫度,它包括軟包裝企業的車間、熟化室的溫度、運輸車輛所處的溫度、食品加工企業的倉庫、車間、包裝機成型裝置的溫度等。如果上述任何一個環節的溫度高于 40℃,則包裝材料的表面摩擦系數上升就成為一個必然的結果。
而筆者在網上查詢的結果是:受到與復合薄膜的摩擦作用及熱封裝置的“烘烤”作用,自動包裝機的成型裝置的表面溫度一般不會低于 50℃;如果包裝機的運行速度很快的話,其成型裝置的表面溫度還會更高。這可能就是前人在做“不同內層材料的動摩擦系數與溫度的關系”實驗時把 70℃ 作為一個實驗點的依據吧?!
所以,在薄膜的熱封層加入適量的無機開口劑應當是一個不錯的選擇!
轉自——薄膜通
我司供應 CPE/BOPE 薄膜用——超透超低霧度防粘連劑 SILTON JC 硅酸鋁鹽系列
依據廣告法,可能是目前最好的選擇
技術咨詢:張凱,13825504923
出貨事宜:程明,13825501180





