关于BOPA薄膜的表面润湿张力，你了解多少？- 大数跨境

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关于BOPA薄膜的表面润湿张力，你了解多少？

联展百业通

2019-09-15

导读：BOPA薄膜和其它薄膜一样, 其表面物理特性包括薄膜的表面润湿张力、表面粗糙度和表面摩擦系数等, 这三项特性

BOPA薄膜和其它薄膜一样, 其表面物理特性包括薄膜的表面润湿张力、表面粗糙度和表面摩擦系数等, 这三项特性功能的参数稳定，对提高塑料薄膜软包装的产品质量起到关健的作用, 万万不可轻视。

一、BOPA薄膜的表面润湿张力：

虽然BOPA薄膜属于极性高聚合物，其表面自由能大，未处理时表面润湿张力可达38~40达因，但对于高速印刷的油墨附着力和胶粘剂粘接力来说还需要对BOPA薄膜进行表面处理，以进一步提高其表面润湿张力。一般采用电晕法处理膜表面张力，可通过调节施加于电极上的功率、电极与电晕处理辊之间的距离等参数来控制塑料薄膜的表面张力。

BOPA薄膜,一般经过表面处理的张力可达52－56达因。若用于中间层的B0PA膜一定使用双面电晕处理的薄膜才能达到理想的复合牢固度，否则很容易引起复合脱层现象。一般用于高温蒸煮袋中间层的一定用双面电晕处理的尼龙膜，并且处理度应偏大些较理想。但防止电晕面击穿或两面电晕处理度基本接近, 以免引起印刷脱膜或墨层粘拉等现象。

1、电晕处理法的基本原理是：通过在金属电极与电晕处理辊(一般为耐高温、耐臭氧、高绝缘的硅橡胶辊)之间施加高频、高压电源，使之产生放电，于是使空气电离并形成大量臭氧。同时，高能量电火花冲击薄膜表面。在它们的共同作用下，使塑料薄膜表面产生活化、表面能增加。通过电晕处理可使BOPA薄膜的表面润湿张力达到52-56达因左右。电晕处理塑料薄膜表面润湿张力的大小与施加于电极上的电压高低、电极与电晕处理辊之间的距离等因素有关。值得注意的是塑料薄膜与电晕处理辊之间应避免夹入空气、电极与电晕处理辊之间的距离（通电一段时间后，电极与电晕辊间距会有轻微变动）以及电极表面的清洁度，否则可能使薄膜的反面也被处理了，或产生电晕击穿现象，后果将产生出不良质量问题。（双面电晕处理除外）

2、反面电晕产生的不良后果是：（双电晕用于印刷、复合、镀铝加工同样产生这些不良后果）

1）有可能产生油墨印刷的反粘现象；

2）在镀铝时会发生镀铝层转移，

3）在涂胶时会发生涂胶层转移。

防止薄膜反面电晕的主要措施是要调节好电晕处理辊前的橡胶压紧辊的压力，压紧辊两端压力既要一致且压力大小又要合适。另外，电晕辊和压紧辊必须进行严格的动静平衡试验，径向跳动要求小于0.05毫米，目的是保证塑料薄膜平整地进入电晕辊、防止夹入空气，从而避免发生反面电晕的现象。因此在生产BOPA膜单面电晕处理过程，尽量避免产生反面也电晕的现象，否则将适得其返。

3、电晕处理过大产生电晕击穿的后果：（单面电晕处理膜）

有人认为强度过量的电晕处理可以增加薄膜附着性和干燥性，其实这完全是错误的。电晕处理应当适度，并非电晕处理强度越高越好。电晕过度处理会损害薄膜的密封性能、降低阻隔性、保鲜性变差，膜层粘迷、印膜粘拉脱落、热封强度差等，严重时还会产生电晕击穿小孔现象。

1）薄膜发生粘连，油墨产生反粘；

2）薄膜张力不足，油墨附着力下降；

3）热封不良；电晕被击穿后，热封面与复合面形成带有极性基团的物质，这种物质不具有热封性。不但热封温度加大，同时热封强度下降。

(点击放大图片查看）

4）严重时电晕击穿产生小孔，复合时胶渗透过电晕击穿的小孔，与膜层间产生粘连。特别是无溶剂复合更加明显。

BOPA膜电晕击穿发生概率很小, 也不易发现, 曾经产生过这么个案例:

四川有家客户反馈；"***"包装袋，材料组合为BOPA//PE（1560um）。在印刷和无溶剂复合过程无出现任何异常现象，而在制袋过程中发现膜层粘连，但粘连面积仅是个别点，用醋酸乙脂可擦除。很明显此附于膜表面杂质为胶粘剂类物质，那么这酯类物从何而来？首先想到的是复合时胶液从胶辊两边摔胶喷射产生。经细仔检查，膜粘连点在膜中间段，并且粘连范围很小，复合膜两边及复合压辊、导辊无任何粘胶痕迹，也未发现粘边现象。从而剔除胶液摔胶喷射在尼龙膜面产生粘连。另一方面，刚复合时并未发现粘连，经熟化后在制袋过程中才出现，把同批号同规格尼龙膜印刷，复合改用溶剂型胶粘剂复合也未发现膜间粘连现象，其间还进行多种试验和查找，如用颜色液体包裹加压查渗透、放大镜检查等。用聚氨酯试剂检测时，除有少量小白点、小黑点外其余都能显现红色。再用光学显微镜对薄膜表面及截面进行测量分析，如查膜表面添加剂的分散情况（粒子的大小，分布是否均匀，与其他膜表面差异等）、截面观察（各层厚薄均匀度、杂质、晶点、黑点等）。通过表面把小白点放大，末见穿孔（图1、2）。进一步将"***"复合袋经红外检测，发现小白点为含有酯基的峰(图3) 。再将小黑点截面进行放大分析，结果发现有穿孔现象(图4)。而热封制袋时发现热封温度比以前提高近10℃但热封强度则下降，进仓时检测膜表面电晕值达54dyn, 符合要求, 没住下再测, 过后进一步对膜表面电晕值检测，高达62dyn以上等。多种迹象表明，此膜在电晕时电晕值过大产生击穿，并且在个别位置出现穿孔现象。因此膜层粘连是薄膜电晕处理太大而引起尼龙膜电晕击穿产生的。若用溶剂型胶粘剂复合, 由于复合工艺是干式复合，复合后胶液基本干燥，不存在胶的渗透和漏气问题( 胶将小孔堵死了) 。但对于用无溶剂复合，效果就不一样, 无溶剂复合胶的干燥是在熟化之后，由于无溶剂黏合剂分子量远远小于干式复合黏合剂，所以复合产品的固化反应需要相对更长的时间。一般来讲，复合膜收卷后，并且在熟化过程中粘合剂依然会流动，胶的二次流动和膜层挤压使胶透过小孔慢慢渗透到膜层表面, 干燥后形成膜层粘拉现象。（后送日本检测确实为电晕击穿产生小孔）

图 1"***"包装袋小白点图2小白点处放大后

(点击放大图片查看）

图 4黑点截面放大图图 3白点红外波谱图

"***"复合袋表面红外检测波峰的结果看，白色斑点含有酯基峰，该处污染可能是胶水或者其他助剂喷溅到薄膜表面引起。（图 3）

电晕处理广泛用于薄膜印刷、涂布和复合前的表面处理，以及厚度小于0.6mm片材的表面处理。薄膜的处理程度直接影响后加工的质量，必须严格加以控制。若处理程度不够，薄膜的表面润湿性没有明显改善，会出现油墨的附着力差等问题。反之，若处理程度过头，会出现薄膜表层老化，光泽变差，表面分子交联过多，热封性变差，薄膜易粘连(特别是在夏季高温天)，出现分切困难，使用时难以分开等毛病。若用于夹在中间层的尼龙膜,一定要使用双面都经电晕处理的为最佳选择，一般用于双电晕的尼龙膜应达非面/处面为48/54达因即可(或按客户要求生产)，但并非处理度越高越好,处理度太高,会因表面氧化过度而发脆,造成机械强度下降,膜背面有点状或条状击穿,产生热封边漏气或破裂。(处理度过高,其他薄膜危害度一样严重) 因此，建议PE、PP薄膜一般电晕处理值不超过44mN/m，BOPA膜一般电晕处理值不超过58mN/m。

总之，在满足后加工要求前提下，应防止处理过度。实际操作上常用临界表面张力测试法来进行检测。不同的薄膜印刷、复合所需的临界张力。

以下是各种塑料薄膜未经电晕处理及电晕处理后表面张力（达因值、电晕值）及最佳表面张力指数表供参考。

表1

电晕处理有时效的问题，特别是在高温高湿的夏季，塑料薄膜电晕处理后的表面湿张力衰减比较严重。因此，塑料薄膜在电晕处理后最好能及时进行印刷或镀铝。如果塑料薄膜在电晕处理后放置时间过长，表面润湿张力将会逐渐下降，甚至由于印刷面与非印刷面的表面润湿张力趋于一样，印刷的薄膜面卷取后很容易发生油墨被反粘到非印刷面上，即所谓的"反粘"现象。为了防止"反粘"，一方面在薄膜印刷时要彻底干燥油墨；另一方面要保证印刷面有足够的表面湿张力，使印刷面与非印刷面的表面润湿张力之差愈大愈好。其余，薄膜表面电晕处理值低。BOPP等膜电晕处理面低于38dyn,PET低于50达因、OPA等膜电晕处理面低于52dyn,或薄膜添加剂量超过500PPm, 爽滑性大, 爽滑剂表面游离析出物多, 堵塞印版网点，产生油墨附着不良, 流平性差,而出现针眼现象。其次塑料薄膜电晕处理面不全面, 存在断断续续或局部无电火花处理也会产生局部不规则针孔现象。

另外，为了使印刷油墨能够很好地附着在承印物表面上，承印物的达因值应该比所用油墨的达因值高出大约10个达因，而凹版油墨一般表面能在36达因。水性油墨的表面能高于溶剂型油墨的表面能，所以其承印物也必须具有较高的表面达因值。因此用水性油墨在薄膜、金属箔及一些纸张上印刷时，应该在开机印刷前进行二次处理。

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