尼龍薄膜是聚酰胺薄膜中文的稱呼，雙向拉伸聚酰胺薄膜的英文縮寫為BOPA，尼龍膜是生產(chǎn)各種軟包復(fù)合的重要材料，在雙向拉伸薄膜應(yīng)用成為繼BOPP、BOPET薄膜之后的第三大包裝材料。但是尼龍薄膜有兩個(gè)最大的特性缺陷即吸潮性大和弓形效應(yīng)，此兩項(xiàng)特性缺陷使尼龍薄膜在應(yīng)用中受到很大的限制。

一、尼龍薄膜吸潮性影響因素

尼龍分子結(jié)構(gòu)對吸潮性的影響

BOPA薄膜的生產(chǎn)原料是以聚酰胺6（尼龍6）為原材料制成的。聚酰胺分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含有極性酰胺基（-CO-NH-），其中的-NH-基能和-C=O基形成氫鍵，氫鍵的形成是聚酰胺具有較高結(jié)晶性的重要因素之一。尼龍膜雖然是極性材料，在生產(chǎn)過程中也有經(jīng)過分子結(jié)晶這個(gè)過程，但并非所有聚酰胺中的分子都能結(jié)晶的, 還有一部分非結(jié)晶的酰胺基極性基團(tuán)，這些酰胺基可以與水分子配位，導(dǎo)致尼龍薄膜表面極易吸入極性很強(qiáng)的水分子，使尼龍膜變軟，拉伸力減弱，生產(chǎn)使用時(shí)產(chǎn)生張力不穩(wěn)，有時(shí)在薄膜表面形成一層薄薄的水膜影響表面處理度，阻隔油墨和膠粘劑對薄膜的附著，且水分能與聚氨酯粘合劑中的固化劑起不良反應(yīng)，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。如使印品起皺、翹邊、袋口卷曲、套印不準(zhǔn)、制袋錯(cuò)位、復(fù)合起泡、起斑點(diǎn)、晶點(diǎn)和白點(diǎn)、異味增多、膜面粘連、打碼困難等等，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)復(fù)合剝離強(qiáng)度下降或高溫蒸煮過程中破袋脫層現(xiàn)象、復(fù)合膜手感發(fā)硬發(fā)脆現(xiàn)象增多等，這些都是尼龍膜吸潮以后產(chǎn)生而造成的質(zhì)量故障。

尼龍薄膜加工工藝對吸潮性的影響

尼龍薄膜的生產(chǎn)工藝主要分為兩步法雙向拉伸和同步法雙向拉伸，兩種不同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出的薄膜，其吸潮性也不同。

同步拉伸工藝

同步拉伸工藝裝備的要點(diǎn)是水處理槽：經(jīng)過冷卻輥的初生薄膜在未拉伸前先通過水處理槽,薄膜吸收4～8的水份后,在6分子中形成親水鍵,從而弱化了氫鍵鍵能,使得同步拉伸成為可能. 。

兩步拉伸法工藝

兩步拉伸法工藝的關(guān)鍵是必須在PA6 未結(jié)晶時(shí)進(jìn)行拉伸，工藝上采取的是熔融物料流出T型模頭后馬上進(jìn)行冷卻，此外兩步拉伸的距離盡量小，并且縱向拉伸后也要進(jìn)行冷卻處理。為消除拉伸時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，橫向拉伸后的膜要進(jìn)行熱定型處理。一般同步工藝生產(chǎn)的尼龍膜吸潮率比兩步工藝時(shí)間快但含水量低很多。下圖為同樣厚度不同生產(chǎn)工藝尼龍薄膜吸潮情況示意圖。

紅線為分步生產(chǎn)工藝線生產(chǎn)薄膜，黑線為同步生產(chǎn)工藝線生產(chǎn)薄膜，在相同厚度和條件下，3-5分鐘就開始吸潮，同步生產(chǎn)工藝線生產(chǎn)薄膜因有經(jīng)過水浴，因此吸潮在短時(shí)間內(nèi)就處于平衡狀態(tài)，而紅線分步生產(chǎn)工藝線生產(chǎn)薄膜，吸潮時(shí)間延至20分鐘后才處于平衡狀態(tài)。所以分步線生產(chǎn)的BOPA膜比同步線生產(chǎn)的BOPA膜吸潮性大而時(shí)間長，含水量也較大。

相同工藝下，不同廠家和薄膜厚度對吸潮性影響

同步生產(chǎn)工藝、15umBOPA，不同廠家生產(chǎn)尼龍膜吸潮性比較： 

從圖表中可以看出膜(15umBOPA)放置于25℃，62RH時(shí)，一開始就慢慢吸潮，5min內(nèi)黑線與蘭線廠家吸潮最快，可能原膜含水率較低吸潮快，至20min基本吸潮達(dá)飽和狀態(tài)，吸潮達(dá)飽和狀態(tài)后保持一段平衡后吸水率有所下降。(此時(shí)薄膜嚴(yán)重起皺)。

BOPA是一種吸潮性極強(qiáng)的材料, 而超薄化BOPA薄膜的吸潮性更大(12um以下)在還沒有進(jìn)行物理改性之前, 一旦吸潮后，薄膜材料就會變軟, 有時(shí)還會因?yàn)槲背潭炔灰恢露a(chǎn)生"荷葉邊"現(xiàn)象,而使印刷套準(zhǔn)困難、復(fù)合起皺等質(zhì)量問題。

二、尼龍薄膜吸潮后產(chǎn)生不良后果

• 尼龍膜吸潮后對薄膜強(qiáng)度、柔軟度變化的影響

不同的雙組份聚氨粘合劑對水和醇的敏感度都不一樣。如某膠粘劑鍍鋁膜專用粘合劑對水或醇的敏感度在0.5%-0.8%的范圍，超出這個(gè)范圍就有可能造成不干的現(xiàn)象。如果敏感度超出范圍，（越高）柔韌性就越差，復(fù)合后的產(chǎn)品有時(shí)會發(fā)硬、發(fā)脆。因?yàn)槟猃埬の焙髴?yīng)力，應(yīng)變曲線發(fā)生變化顯著，這些水分子起到了聚酰胺分子，增塑劑的作用使薄膜變軟沖擊強(qiáng)度也受影響。因此對尼龍膜含水率和乙酸乙酯溶劑含水或醇含量的控制必須很嚴(yán)格。

• 尼龍膜吸潮后縱、橫向尺寸的影響

雙向拉伸尼龍膜吸潮后除引起起皺外，在印刷復(fù)合過程中一般會橫向伸長縱向縮短，伸長率可達(dá)1%-1.2%，嚴(yán)重的可達(dá)1.5%以上。如：1000mm寬幅尼龍膜在濕度80%RH以上環(huán)境中，10min后會變成1100~1150mm左右。(以下為尼龍膜吸潮后縱、橫向伸縮變化情況試驗(yàn)值)

• 尼龍膜吸潮后對水煮袋、蒸煮袋的表面層質(zhì)量的影響

尼龍膜作表層的耐水煮、蒸煮袋的結(jié)構(gòu)本身并不合理，因?yàn)槟猃埬儆谖毙院軓?qiáng)的材料，作表層再水煮或蒸煮問題就更大，嚴(yán)重影響剝離強(qiáng)度，在滅菌時(shí)直接與水接觸易產(chǎn)生吸濕等問題，做面層是不大適合的，所以一般水煮型和半高溫型膠粘劑不要使用在以尼龍膜作表層的結(jié)構(gòu)中，否則有一點(diǎn)點(diǎn)不注意或上膠量達(dá)不到要求的情況下,很容易產(chǎn)生脫層現(xiàn)象。因尼龍膜受潮、膨脹產(chǎn)生層間滑動，無論熟化多長時(shí)間還是會發(fā)粘，在制袋后熱封邊卷曲產(chǎn)生皺紋，油墨部分起皺或剝離強(qiáng)度降低。為克服尼龍膜吸潮快產(chǎn)生的不良因素，保持尼龍膜作為表層的水煮、蒸煮袋質(zhì)量，一般在選用膠粘劑和上膠量時(shí)都要提高一個(gè)檔次，并將上膠干膠量提到4.5-5.0g/ m2以上, 保證以尼龍膜做外層時(shí)的復(fù)合牢度達(dá)到應(yīng)有要求。

尼龍膜吸潮后對印刷工序的影響

在天氣變化或潮濕多雨的季節(jié)，對于尼龍膜的生產(chǎn)和使用就要特別注意，以免因空氣中的濕度過大，尼龍膜吸濕而引起印刷、復(fù)合工藝上的各種不必要的失誤而引發(fā)印復(fù)產(chǎn)品質(zhì)量問題

一般尼龍膜出廠時(shí)含水率應(yīng)控制在1.5-2.5%左右,不超過3%，以免在收藏和使用時(shí)增加吸潮，減少印刷復(fù)合后產(chǎn)生的不良質(zhì)量事故，一段時(shí)間后尼龍膜會發(fā)黃變色現(xiàn)象。

曾有一客戶用尼龍膜做表層水煮袋結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，裝內(nèi)容物(淺粉色)后一段時(shí)間，袋面顏色發(fā)黃(前后層均變色。從內(nèi)容物、光照、膠粘劑、生產(chǎn)工藝等均查不出變色原因，后經(jīng)曰本專業(yè)尼龍膜檢測機(jī)構(gòu)從送檢的原包裝材料中查出尼龍?jiān)ぶ泻蔬_(dá)6%以上，由此原因引起膜變黃現(xiàn)象。

• 尼龍膜吸潮后對復(fù)合工序的影響

尼龍膜為吸濕性很大的材料,一但吸潮太多必定產(chǎn)生對油墨或膠粘劑的阻隔, 從而引起復(fù)合牢度差、脫層、氣泡、變形、異味和曲皺等等質(zhì)量問題的產(chǎn)生。水分和小分子的醇類與固化劑反應(yīng)比主劑與固化劑反應(yīng)速度快10-20倍，這是因?yàn)楣袒瘎┲械?NCO跟水反應(yīng)速度比它跟主劑中羥基(-OH) 亞氨基(--NH--)的反應(yīng)更快, 生成CO2的幾率更大。

尼龍膜吸潮后水份帶入到含有異氰酸酯(-NCO) 的粘合劑系統(tǒng)中會引起凝膠和白化, 這主要是1摩爾的水(H2O) 和1摩爾的含有異氰酸酯(-NCO) 的粘合劑組份反應(yīng)生成胺(固化物) 這一步反應(yīng)雖然不是很快, 但比起和甲組份的主劑反應(yīng)要快得多, 由于乙組份和水反應(yīng)在先, 從而改變了甲組份和乙組份的配比, 生成的縮二脲逐漸積累, 使上膠輥堵塞而成廢品。

尼龍膜吸潮后含水量高產(chǎn)生的殘留溶劑也是復(fù)合膜產(chǎn)生氣泡的一大因素，任何一個(gè)分子量的物質(zhì)，由液體或固體變成氣體時(shí)，其1摩爾氣體的體積都是22.4L，一旦變?yōu)闅怏w, 分散成小氣泡布滿1m2的面積, 就是密密麻麻的小點(diǎn)。

三、防止尼龍薄膜吸潮，使用中應(yīng)注意事項(xiàng)

• 關(guān)于生產(chǎn)環(huán)境

a、一般生產(chǎn)環(huán)境溫度在23℃＋－3℃、濕度在60%＋－5%。濕度超過75%RH建議慎重使用復(fù)合設(shè)備，或停止復(fù)合生產(chǎn)。若趕任務(wù)必須生產(chǎn)，一定開啟印刷復(fù)合設(shè)備的預(yù)熱系統(tǒng)，以去除薄膜表面的水蒸氣。

b、關(guān)注生產(chǎn)車間的濕度和露點(diǎn)，即時(shí)擦掉附著小水珠，高濕高溫季節(jié)里，車間和庫房的濕度升高，所有原材料及塑料薄膜表面的濕度增大，水分子變成了較差的媒介質(zhì)，若發(fā)現(xiàn)攔墨刀上和導(dǎo)輥、網(wǎng)輥上有水珠出現(xiàn)，則應(yīng)立即用干凈的布或干毛巾，將水珠擦掉，以防尼龍膜吸潮更多水分。

c、對于薄膜含水分的要求也不容小視,生產(chǎn)前一定檢查膜的含水量，若超過3%就應(yīng)慎重經(jīng)處理后再使用。另外如無溶劑膠中的A膠主要成分是-NCO,其易與空氣中的水分發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),若薄膜中含水量過大，勢必影響到復(fù)合質(zhì)量。

• 貯存和保管、包裝時(shí)的保護(hù)

BO PA膜吸水性大，飽和吸潮可以達(dá)到9%.。而尼龍膜一旦吸潮，即發(fā)生變化，薄膜變軟起皺變形，在一定的程度上影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大；吸水亦會大大降低塑料的機(jī)械強(qiáng)度。一般尼龍膜應(yīng)收藏在溫度，在未使用完的BOPA薄膜，一定要用阻隔性好的鋁箔復(fù)合膜包裝好，以防受潮, 再使用時(shí)最好放在45-50℃熟化室內(nèi)烘干1至2小時(shí), 在潮濕天氣或溫度偏低情況下使用,應(yīng)打開設(shè)備的預(yù)熱系統(tǒng), 以排除BOPA薄膜中水份的附著。而尼龍膜一旦吸潮，其發(fā)生變化，薄膜變軟起皺，就不能繼續(xù)使用否則易產(chǎn)生質(zhì)量問題。

• 干燥劑

不同類型的干燥劑其用量多少與其對應(yīng)干燥面積是固定的，包裝時(shí)放進(jìn)的干燥劑量也有一定的規(guī)定，并非放兩包干燥劑就完事了，這樣對規(guī)格較大的薄膜不能起到干燥作用。干燥劑的質(zhì)量和保存時(shí)間也應(yīng)引起重視是否吸潮過期了。

• 如何判定尼龍膜是否吸潮過量

因?yàn)槟猃埬の焙蟛⒉粫﹄姇炐Чa(chǎn)生較大影響，但對印刷油墨的附著力及復(fù)合強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，因?yàn)槟猃埬け砻娴幕瘜W(xué)官能團(tuán)破壞較大的影響。判斷尼龍膜是否吸潮，首先看膜表面有無收縮起皺，表卷端面是否產(chǎn)生皺曲狀，或可用剪取一塊膜，用分折天秤取得讀數(shù)后放進(jìn)烘箱70℃約2h后取出并重新稱重，以算該膜的含水率。若超過3%則該膜應(yīng)處理后再使用。若從烘箱取出膜后，發(fā)現(xiàn)手感發(fā)硬，有收縮起皺等現(xiàn)象則說明該膜吸潮過多。因此，對于尼龍膜進(jìn)倉時(shí)一定抽樣查查原膜含水率多少，有的是出廠時(shí)膜含水率已超3%，加上生產(chǎn)過程的吸潮，生產(chǎn)后產(chǎn)生的質(zhì)量問題就很難區(qū)分和判斷，務(wù)必引起使用企業(yè)的注意。

資料來源：薄膜通

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