摩擦系数带来复合薄膜的变化与影响
作者：匠人机电
时间：2025-01-10 09:58:44
信息摘要：
摩擦系数是指薄膜间膜面相互摩擦的力度值，可以理解为薄膜的爽滑度。在复合包装中，摩擦系数是至关重要的参数之一，它直接影响着包装材料的加工性能、使用效果以及最终产品的质量。
作者：贺俊龙
转载于《包装前沿》【技术·124】
摩擦系数是指薄膜间膜面相互摩擦的力度值，可以理解为薄膜的爽滑度。在复合包装中，摩擦系数是至关重要的参数之一，它直接影响着包装材料的加工性能、使用效果以及最终产品的质量。
在软包装的摩擦系数检测，取面对面为一组薄膜，进行对副摩擦测试，以评判薄膜间的爽滑度。由于实际应用中，基本为膜对膜的摩擦条件居多，内控因此多采用膜面对膜面为检测条件。当然也有客户在包装使用时，复合膜需要通过成型钢板进行包装的，这就有薄膜与钢板间的摩擦系数测试需求，以验证薄膜在包装时的走膜与摩擦状态。摩擦系数值分为静摩擦和动摩擦二种数值。静摩擦指静态开始滑动时的初始膜面的摩擦值；动摩擦指在滑动过程中的动态摩擦数值。由于初始摩擦需要的动能（克服膜面初始摩擦运动的力值）相对较大，静摩擦系数会大于动摩擦系数值，故多数情况下选用静摩擦值，作为薄膜滑爽度的参考依据。摩擦系数过低，会导致薄膜过于滑爽。以至于产生滑卷、走料打滑、助剂析出等问题，影响产品的生产与包装。如在卧式包装机上，使用低摩擦的薄膜包装，很容易产生薄膜打滑、摆动等情况，造成包装成型和电眼跟踪的困难。摩擦系数过大，导致薄膜膜面的不滑爽。产生薄膜走料不畅，袋子开口不良、薄膜粘连、静电过大等问题。如在立式包装机上进行包装时，采用摩擦系数过高的包装膜，薄膜在包装时会产生膜面与成型器钢板的摩擦，导致下料不畅，引发包装问题。对复合软包装生产来讲，应根据不同的应用场景，不同的包装方式等设计合理的摩擦系数。对不同的薄膜滑爽度（摩擦系数），提出工艺及需求控制。薄膜通常在生产过程中添加爽滑剂（通常为油酸酰胺、芥酸酰胺等类似蜡类物质），以起到对薄膜爽滑与开口作用。为区别摩擦系数对薄膜滑爽度的需求，在软包装的应用中，习惯将摩擦系数<0.25的薄膜称为低摩擦薄膜，0.25≤摩擦系数≤0.5间的为中摩擦薄膜，摩擦系数大于0.5以上为高摩擦薄膜。制袋膜由于开口的原因，参考值为静摩擦系数；而包装卷膜则需要动摩擦和静摩擦值的同时表述，以确保薄膜在包装机的走料正常。用于制袋的薄膜，如果要保持较好的开口性，其内层热封薄膜的摩擦系数值需低于0.25，依据笔者个人经验值来讲，袋内层薄膜的摩擦系数控制在0.16~0.2为宜，这样既能保持袋子有良好的开口性能，也能避免内层薄膜添加过多的爽滑剂产生析出。袋内薄膜的摩擦系数高于0.25，则袋子开口存在一定困难，哪怕给袋式的自动包装，袋内的摩擦系数也不宜高于0.25。制袋薄膜外层的摩擦系数宜控制在0.3~0.4之间，以防止摩擦系数过低则袋子发生溜袋；摩擦系数过高则理袋困难，袋子较难整理齐整。卷膜的内层薄膜摩擦系数值一般按照包装方式有所区别，立式包装机由于薄膜内层通常对下料模具包裹进行走膜，应采用低摩擦系数的薄膜，防止薄膜与模具钢板产生过大摩擦力，导致薄膜向下因摩擦产生的拉不畅，建议摩擦系数控制在0.10~0.20之间，不宜超过0.25。而薄膜外层的摩擦系数，因内膜的摩擦系数降低，也会随之相应降低，多在0.3~0.4左右。卧式包装为薄膜横向拉动，为防止在包装时薄膜产生拉料的摆动，通常采用中摩擦系数的卷膜，薄膜内层的摩擦系数一般在0.3~0.5之间，也有部分采用大于0.5的高摩擦系数薄膜，这需要视包装机的实际使用需求。薄膜外层的摩擦系数通常也会随之升高，通常在0.35~0.55之间。在软装包的复合生产时，影响薄膜摩擦系数的因素主要有以下几个方面：不同材质薄膜具有不同的摩擦性能。例如，某些材料可能天然具备较低的摩擦系数，而另一些则可能较高。在薄膜的制作过程中加入的各类助剂，如爽滑剂、抗静电剂、开口剂等，会显著影响薄膜的摩擦系数。爽滑剂可以降低材料表面的摩擦系数，使薄膜更易于滑动；而开口剂则通过减少薄膜层与层之间的实际接触面积来降低层间的粘结力，在一定程度上有利于降低摩擦系数。薄膜的分子结构也会影响其摩擦性能。分子链的排列、长度和交联度等因素都可能对摩擦系数产生影响。温度是影响薄膜摩擦系数的重要因素之一。随着温度的升高，材料的软化程度增加，摩擦系数可能会降低。然而，当温度过高时，常用的爽滑剂可能接近其熔点而变得粘结，导致摩擦系数急剧上升。同时，温度也是影响薄膜内助剂迁移的主要因素，过高的温度使得薄膜的助剂从表面析出与融解，导致助剂丧失爽滑功能。湿度对薄膜摩擦系数的影响也不容忽视。湿度增加可能导致薄膜表面吸附水分，从而改变其表面能并影响摩擦行为。胶水对薄膜的助剂消耗，特别是聚醚型的无溶剂胶，会对助剂产生消耗，让复合薄膜的摩擦系数严重下降。熟化是复合的重要工序，熟化温度、湿度、时间对复合薄膜摩擦系数影响较大，特别是多数助剂不耐高温，薄膜在膜卷内高强度的卷曲压力下，助剂迁徙、融解导致摩擦系数的变化。薄膜间的静电吸附与排斥，在薄膜接触时，也会影响薄膜间的摩擦系数。薄膜表面的粗糙度会直接影响其摩擦系数。一般来说，表面粗糙度较高的薄膜可能具有较高的摩擦系数。然而，适度的粗糙度也可能有助于降低摩擦系数，因为它可以增加滑动时的有效接触面积并减少粘结力（如开口剂的添加）。薄膜表面的清洁度也会影响其摩擦性能。如果表面存在污垢或杂质，它们可能会增加摩擦系数并降低薄膜的滑动性能。电晕处理使得薄膜表面变得粗糙，同时表面的分子活性更强，通常刚下机电晕处理的薄膜，表面度会发粘及涩滞感，其摩擦系数也会增加，随着时间的变化，摩擦系数也会逐渐降低。1、与薄膜接触的测试板或实际应用中的接触面（如包装内容物、传送带、呈现模具、不锈钢板等）的材质、表面粗糙度、清洁度等也会对摩擦系数产生显著影响。因此，在测试或实际应用中需要充分考虑这些因素，以确保测试结果的准确性和可靠性。2、收卷对薄膜的摩擦系数的影响，薄膜卷曲后热封面与背面的接触，形成助剂的接触迁徙，特别是在收卷比较紧实的情况下，薄膜的正反面在卷内产生的挤压接触，更加容易产生助剂的迁徙，这样是为什么复合后，薄膜外表面的摩擦系数降低，内层表面的薄膜摩擦系数上升的主要原因。综上所述，影响薄膜摩擦系数的因素是多方面的，包括材料特性、环境条件、表面特性和接触面特性、熟化与卷曲条件等。在实际应用中，需要根据具体情况考虑以下因素，选择合适的薄膜和工艺参数：1、以包装和包装方式的最终用途，选用基膜的时候需充分考虑薄膜的摩擦系数需要，从源头上以工艺把控变量带来的摩擦系数影响。2、针对不同的薄膜、收卷卷曲、熟化时间和温度等操控工艺，找出摩擦系数的变量常数，形成企业自身的知识词典，合理有效地制定适合自己的工艺管控数据；3、对薄膜生产过程中的助剂添加量(含量）、助剂的性能、助剂的分散性、电晕冲击强度、加工温度、油墨胶水的适配性能、收卷卷曲的压力、熟化温度、薄膜储运带来的摩擦系数变化，进行有效的工艺应对与控制。摩擦系数在软包装生产中是一种变量状态存在的，但变量之中有常数和规律存在，只要找到规律常数，一定能够找到适合企业自身的控制手段，从而给客户交付更稳定的产品。包材摩擦系数测试通常需要使用专业的摩擦系数测试仪来完成。这些设备具有高精度、多功能和易于操作的特点，能够准确测量包装材料的静摩擦系数和动摩擦系数。
设备类型：
摩擦系数测试仪通常包括水平式摩擦系数测试仪和斜面式摩擦系数测试仪两种类型。水平式测试仪主要用于测量材料在水平面上的摩擦性能，而斜面式测试仪则通过模拟材料在斜面上的滑动过程来评估其摩擦性能。
现阶段相关设备需要达到：
高精度：采用高精度传感器和先进的测量技术，确保测量结果的准确性和可靠性。
多功能：支持多种试验模式和报告模式，满足不同用户的测试需求。
易于操作：采用微电脑控制或触摸屏操作界面，搭配直观的显示屏和菜单式操作方式，方便用户进行试验操作和数据查看。
标准符合：符合多项国家和国际标准，如GB、ISO、ASTM等，确保测试结果的权威性和可比性。
典型设备：
济南匠人机电技术有限公司生产研发的MXD-C01摩擦系数仪以其完美的国内、外标准符合度以及稳定高效的测试性能，被广泛应用于食品、医药、包装、日化、石化等各个领域的材料摩擦系数的准确测试。是相关测试领域的不二选择！
7寸工业级彩色触摸屏，视图清晰，菜单式界面，触控灵敏，易于操作；
仪器满足GB、ISO、ASTM多种测试标准，测试方法可按客户需求选择；
系统可同时测定试样的静摩擦系数和动摩擦系数；
设备速度、行程等测试参数可在范围内个性化设置，提高设备的通用性；
系统配件均采用世界知名品牌元器件，保证系统的精度和稳定性
进口高速高精度采样芯片，保证测试数据的实时性和准确性
静置时间自动计时，确保试样间的充分接触；
试验运动开始前动、静摩擦系数自动清零提高测试结果的准确性；
试验台面和试验滑块均经过消磁处理和剩磁检测，有效地降低了系统测试误差；
仪器配备限位保护、过载保护、自动回位、掉电记忆等智能配置，有效保证用户的操作安全；
仪器内部自带力值校准模式，支持单点以及多点力值校准；
支持历史数据快速查看，并配置微型打印机，测试结果可直接输出打印。
包材摩擦系数测试在包装行业中具有重要意义，而专业的摩擦系数测试仪则是实现这一测试目标的关键设备。通过选择合适的测试设备和遵循标准的测试方法，可以确保包装材料的质量和安全性能满足要求，提高生产效率和用户体验。
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