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神奇！小小工藝變革解決防靜電包裝質(zhì)量的“大問題”
以下內(nèi)容來自華印軟包裝 微信公眾訂閱號(hào):rb3602000
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一、問題提出：現(xiàn)有的防靜電袋剝離強(qiáng)度低、封口強(qiáng)度不符合要求
上世紀(jì)90年代末，我國包裝界開發(fā)了單質(zhì)防靜電聚乙烯薄膜袋，因其屬極性材料，且雙表面電阻值低，難以進(jìn)行電暈處理，表面能低，不能涂覆粘結(jié)劑，因而無法與其它塑料基材復(fù)合成層狀包裝材料。單質(zhì)薄膜的機(jī)械物理性能如水蒸汽滲透率、拉伸強(qiáng)度、斷裂力、耐戳穿等性能不能滿足精密機(jī)械電子產(chǎn)品對(duì)包裝材料的使用要求，只可用于對(duì)靜電敏感的化工產(chǎn)品等粉劑產(chǎn)品的內(nèi)襯包裝。有的采用擠出復(fù)合即流延復(fù)合工藝制作層狀包裝材料，但缺點(diǎn)是流延成膜性差，與其它基材復(fù)合后剝離強(qiáng)度低，制袋后封口強(qiáng)度不能滿足使用要求。包裝界急需開發(fā)一種表面能高、能夠與其它基材可靠復(fù)合的防靜電聚乙烯薄膜。
二、工藝變革：小小變革，改善材料的防電性能和物理機(jī)械性能
經(jīng)充分論證及試驗(yàn)驗(yàn)證，采用最新的3層（ABC）共擠吹塑工藝，將半導(dǎo)電粒子和低密度聚乙烯樹脂按一定比例加入A層（熱封層，直接接觸內(nèi)包裝品），并對(duì)C面進(jìn)行高壓電暈處理，制得高表面能防靜電聚乙烯薄膜。
該項(xiàng)工藝變革主要關(guān)注以下三點(diǎn)：
1、將半導(dǎo)電粒子和聚乙烯（LDPE、LLDPE）樹脂混合均勻，加到三層(ABC)共擠吹膜機(jī)的A層料斗。要摸索加入半導(dǎo)電粒子的臨界量，若加入量高于臨界量，則在進(jìn)行電暈處理時(shí)極易產(chǎn)生薄膜被電火花擊穿現(xiàn)象，且增加產(chǎn)品成本；若加入量遠(yuǎn)低于臨界量，則薄膜的電阻率高于1012Ω，近似絕緣，不具備防靜電功能。臨界量根據(jù)混煉時(shí)導(dǎo)電炭黑的加入量和A層擠出機(jī)的擠出速度確定。三層(ABC)共擠吹膜機(jī)的B、C層加入聚乙烯（LDPE、LLDPE）混合樹脂。
2、根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況，適當(dāng)控制A層（熱封層）擠出量。A層擠出量太大，則內(nèi)層薄膜的厚度增加，整體薄膜的導(dǎo)電性能增強(qiáng)，在進(jìn)行電暈處理時(shí)極易產(chǎn)生薄膜被電火花擊穿現(xiàn)象，增加產(chǎn)品成本，且封口強(qiáng)度變差；若A層擠出量太小，則內(nèi)層薄膜的厚度降低。根據(jù)導(dǎo)電碳黑的導(dǎo)電機(jī)理，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成是三維的，導(dǎo)電性能與薄膜的厚度有關(guān)系。內(nèi)層薄膜的厚度太低，無法形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，無防靜電效果。
3、要對(duì)薄膜的C層進(jìn)行電暈處理。電暈處理效果與輸入高壓、薄膜厚度、電極間的距離有關(guān)系。因A 層的表面電阻率低，薄膜的體積電阻率低，介電常數(shù)低，耐電壓強(qiáng)度低，則電暈處理時(shí)易出現(xiàn)電火花擊穿現(xiàn)象，因而應(yīng)適當(dāng)調(diào)小電極間的距離及電暈處理電壓。但若電暈處理電壓太低，薄膜的表面潤濕張力低，無法與其它基材可靠復(fù)合，或者復(fù)合后材料的剝離強(qiáng)度和熱合強(qiáng)度達(dá)不到要求，從而降低材料的機(jī)械物理性能。
三、產(chǎn)品性能:可滿足火工品、彈藥等軍工產(chǎn)品對(duì)包裝材料的特殊要求
對(duì)制作的高表面能防靜電聚乙烯薄膜作主要性能測試，測試結(jié)果見表1：
表1 高表面能防靜電聚乙烯薄膜主要性能表
指標(biāo)名稱 | 單位 | 產(chǎn)品性能 | 測試依據(jù) |
表面電阻率（A面） | Ω | 105—109 | GB/T1410 |
表面潤濕張力（C面） | dyn/cm | ≥38 | ASTMD 2578-99a |
斷裂伸長率（縱橫向） | % | ≥250 | GB13022 |
拉伸強(qiáng)度（縱橫向） | MPa | ≥13 | GB13022 |
從上表得出結(jié)論，該產(chǎn)品不僅具有防靜電性能，其技術(shù)指標(biāo)滿足GB/T4456—2008《包裝用聚乙烯吹塑薄膜》的要求，由于其C層表面能高，可涂覆粘結(jié)劑，與其它塑料基材進(jìn)行干式復(fù)合成層狀包裝材料。該材料的水蒸汽滲透率、拉伸強(qiáng)度、斷裂力、耐戳穿等機(jī)械物理性能優(yōu)異，滿足火工品、彈藥等軍工產(chǎn)品對(duì)包裝材料的特殊要求。.jpg)
圖注：經(jīng)干式復(fù)合成層狀包裝卷材
四、工程應(yīng)用：“小變革”解決了質(zhì)量“大問題”
采用三層共擠（ABC）吹膜技術(shù)制造的高表面能防靜電聚乙烯薄膜，由于其A面的表面電阻率低（ρs在105Ω—109Ω），具有防靜電積累功能，C面的表面能較高（表面潤濕張力≥38dyn/cm），可涂覆粘合劑，與聚酯（PET）、尼侖（PA）、金屬箔、高強(qiáng)度纖維布、不織布中的若干種經(jīng)干式復(fù)合，制得防靜電軟塑層狀包裝材料，制袋成型，對(duì)內(nèi)包裝品起到防潮、防霉、防鹽霧、防腐蝕、防銹蝕、防靜電積累、防電磁輻射等多種防護(hù)作用。
該工藝解決了塑料薄膜低表面電阻率和高表面能難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)，防靜電薄膜無法與其它基材粘結(jié)復(fù)合的技術(shù)問題，也解決了原流延工藝難以成膜、粘結(jié)強(qiáng)度低、高溫易炭化、制袋后封口強(qiáng)度低的質(zhì)量問題，堪稱是工藝“小變革”解決了質(zhì)量“大問題”。
江蘇申凱包裝高新技術(shù)股份有限公司成立于2002年，公司注冊資本8000萬RMB，天交所上市企業(yè),，股權(quán)代碼000057，高新技術(shù)企業(yè)，公司總投資超過2.1億RMB，擁有20000余平方米普包廠區(qū)；擁有13000平方米的藥包廠區(qū)， 11000平方米的辦公面積。公司擁有二位行業(yè)頂尖研發(fā)博士，每年新增超過100多個(gè)專利，專業(yè)生產(chǎn)食品包裝膜（袋）、藥用包裝膜（袋）、化工包裝膜（袋）、電子監(jiān)管碼防偽包裝等各類彩印復(fù)合包裝膜（袋）?，F(xiàn)位于無錫新區(qū)碩放中通路99號(hào)，毗鄰上海車程2小時(shí)內(nèi)。
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