关于复合薄膜的卷曲性
http://www.packltd.cn 时间:2021年8月20日 关注数:792 次 |
摘要：复合薄膜的卷曲性可以用卷曲直径和热收缩率差异（或弹性变形率差异）两项指标来进行评价。
复合薄膜的卷曲性是在复合薄膜的层间存在应力和热应力的结果。
复合薄膜的卷曲性可以用卷曲直径和热收缩率差异（或弹性变形率差异）两项指标来进行评价。
如右图所示，假定这是一个PA15/PE60结构的复合薄膜所形成的一个圆筒状，其外层为15微米厚（记为t1）的PA薄膜，内层为60微米厚（记为t2）的PE薄膜，复合薄膜的总厚度为d= t1+t2，复合薄膜的卷曲直径可以用复合薄膜卷曲后所形成的圆筒状的外表面的直径来表征，在右图中可用D1（= 2R1）来表示。
1、如果复合薄膜在下机时是平整的，说明在复合加工过程中第一基材和第二基材是处在相同的弹性变形区间（尽管施加在第一基材和第二基材上张力是不一样的）；
2、如果复合薄膜在下机时就呈现向内或者向外卷曲的状态，说明在复合加工过程中第一基材和第二基材是处在不同的弹性变形区间内。
3、如果复合薄膜在下机时是平整的，但经过熟化处理或者其他热处理（例如水煮或蒸煮）后呈现某种程度及方向的卷曲状态，说明复合薄膜中的不同基材在热处理的过程中发生了不同程度的收缩。
对于下机时就呈现出的卷曲状态，笔者认为应当使用"弹性变形率差异"来进行评价，对于经过热处理后所呈现出的卷曲状态，笔者认为应当使用"热收缩率差异"来进行评价。
不管是用何种指标来进行评价，就要对处在外圈和内圈的薄膜的长度进行计算。
外圈薄膜的外表面的长度为L1 = 2πR1= πD1，内圈薄膜的内表面的长度为L2 = 2πR2= πD2，两者的长度的差为△L = L1－L2 = πD1－πD2
因为D1 = 2R1，D2 = 2R2 = 2（R1－d）
所以 △L = L1－L2 = πD1－πD2= 2π（R1－R2）= 2π（R1－（R1－d）） =2πd
其相对的长度的变化率为 M = △L / L1 = 2πd / πD1 = 2d / D1
如以百分率来表示变化的程度，可以乘以100%，则上式变为M = 200d / D1
在上面的公式中，D1 是复合膜所卷成的圆柱状体的外圆直径mm；d是复合膜的总厚度mm。
上面的公式表示：复合薄膜内各基材间的"弹性变形率差异"或"热收缩率差异"与复合薄膜的总厚度及其所形成的圆筒状的外圆直径的比值成正比。
从上述公式与计算结果可以发现：
1、不管复合膜是向外（印刷薄膜一侧）卷曲还是向内（热封层薄膜一侧）卷曲，其弹性变形率差异或收缩率差异的计算公式是一样的；
2、在相同的卷曲外径情况下，复合薄膜的总厚度越大，则其弹性变形率差异或收缩率差异数值会越大；
3、在相同的复合薄膜总厚度情况下，卷曲外径越小，则其弹性变形率差异或收缩率差异数值会越大；
需要注意的是：在观察与测量复合薄膜的弹性变形率差异或收缩率差异性时，
需要测量的是（如下图所示）处于最内侧的一圈的外径，而在实际测量时，容易观测到的数据是处于最内侧的一圈的内径！这两个数据的差异是两倍的复合薄膜总厚度。
当复合薄膜卷曲后所形成的圆柱状的内径较大时，例如大于15mm时，将复合薄膜的总厚度数据忽略掉时不会对计算结果产生明显的影响；而当复合薄膜卷曲后所形成的圆柱状的内径较小时，例如小于5mm时，将复合薄膜的总厚度数据忽略掉时就会对计算结果产生明显的影响！
收缩率（或弹性变形率）差异的物理含义：
1、对于无溶剂复合的下机产品，表示两个复合基材在外力作用下各自所发生的弹性变形比率的差异；
2、对于溶剂型干法复合的下机产品，表示两个复合基材在外力作用下各自所发生的弹性变形比率的差异（其中考虑了第一基材通过烘干箱后的部分热收缩率）；
3、对于熟化、制袋、水煮、蒸煮处理后的产品，表示了基材间的热收缩率的差异。
关于合理的收缩率（或弹性变形率）差异数据，笔者认为对于总厚度在100微米以下的复合薄膜而言，以不大于0.5%为宜；对于总厚度在100微米以上的复合薄膜而言，以不大于1%为宜
(来自:赵世亮)
