李楊 張啟綱 趙越超 李國慶 王威威

（河南銀金達(dá)新材料股份有限公司）

1. 概述

熱收縮膜作為一種新型的貼體包裝材料，具有強(qiáng)度高、剛性大、形態(tài)穩(wěn)定的特點(diǎn)，且有良好的光澤度和透明度，加工方便，容易著色，印刷性能好，廣泛應(yīng)用于各種快餐食品、乳酸類食品、飲料、小食品、啤酒罐、各種酒類、農(nóng)副產(chǎn)品、干食品、土特產(chǎn)等的包裝[1]。熱收縮膜是將高聚物材料加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，借助外力進(jìn)行單向或者雙向拉伸取向，快速冷卻定型后形成。當(dāng)把這種薄膜再加熱到拉伸溫度以上時，被凍結(jié)的高分子取向結(jié)構(gòu)開始松弛，薄膜開始收縮，從而把商品緊緊地包裹起來。其收縮后能夠緊貼在目標(biāo)物體的表面，經(jīng)常被用來作為一般商品的包裝材料[2]。

PETG熱收縮膜詳細(xì)的工藝流程可以分為：配料、擠出鑄片、拉伸成膜。經(jīng)過拉伸和性能指標(biāo)檢測合格的薄膜，放置一段時間，進(jìn)行時效處理，使產(chǎn)品的性能趨向穩(wěn)定[3]，最后分切、包裝、儲存以及運(yùn)輸。但有時候會收到幅寬不足的客訴，會給造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文針對客戶反饋幅寬不足的問題進(jìn)行探究。

2. 影響因素

2.1 倉儲溫濕度

2.1.1 試樣

低收縮率薄膜（TD收縮率：50%-60%）、中收縮率薄膜（TD收縮率：60%-70%）及高收縮率薄膜（TD收縮率：＞70%），分別標(biāo)記為1#、2#及3#試樣，試樣為了便于幅寬計算均裁成A4樣。

2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備

可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)（烤漆款），溫度偏差±0.5℃，濕度偏差±2%RH，東莞市海達(dá)儀器有限公司。

2.1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)使用可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)，分別設(shè)置梯度溫度25℃、30℃、35℃，濕度梯度50%、60%、70%、80%，處理時間均為12 h。將每一張試樣放入恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)前均需測量5個位置，取平均值，薄膜經(jīng)過溫濕度處理后，通過對比處理前后寬度的平均值，來探究溫濕度對薄膜收縮的影響。

2.1.4 試驗(yàn)結(jié)果

2.1.5 結(jié)果討論

從表1、表2、表3試驗(yàn)結(jié)果單個表格來看，表現(xiàn)規(guī)律均一致，在相同溫度下，濕度越大，樣品寬度的減少越大；在相同濕度下，溫度越高，樣品寬度的減少越大；在相同溫度濕度下，薄膜收縮率越高，樣品寬度的減少越大。

表1 25℃溫度-不同濕度-12 h處理前后寬度對比

表2 30℃溫度-不同濕度-12 h處理前后寬度對比

表3 35℃溫度-不同濕度-12 h處理前后寬度對比

從以上試驗(yàn)來看溫濕度會對PETG熱收縮膜幅寬有影響，倉儲溫濕度過高會導(dǎo)致熱收縮膜幅寬減小。因此薄膜倉儲環(huán)境在溫度為25℃時濕度應(yīng)小于80%，薄膜倉儲環(huán)境在溫度為30℃時濕度應(yīng)小于70%，薄膜倉儲環(huán)境在溫度為35℃時濕度應(yīng)小于60%。

2.2 薄膜添加劑

隨著市場發(fā)展的需要，針對各種產(chǎn)品的包裝要求日益豐富，如針對奶制品和乳酸菌類制品的包裝需求，在膜層中加入白色母，增加薄膜抗可見光和抗紫外線的功能，延長產(chǎn)品保質(zhì)期；如增加薄膜生產(chǎn)速度，在膜層中加入金屬離子，增加薄膜貼附性增加車速；如增加產(chǎn)品產(chǎn)量降低薄膜密度，而加入的發(fā)泡劑等。因此添加劑對于功能膜的開發(fā)也至關(guān)重要，但使用的添加劑自身性能需要相對穩(wěn)定、不易吸潮及降解，否則會引起薄膜自生耐老化性能降低，更易吸潮從而幅寬收縮等。加入后對薄膜結(jié)晶性能的影響也需要考慮，加入后薄膜結(jié)晶度增加過多，會導(dǎo)致收縮性能變化和脆性提升等。

2.3 時效處理

2.3.1 試樣

低收縮率薄膜半成品母卷（TD收縮率：50%-60%）、中收縮率薄膜半成品母卷（TD收縮率：60%-70%）及高收縮率薄膜半成品母卷（TD收縮率：＞70%），分別標(biāo)記為1#、2#及3#試樣。

2.3.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在恒溫恒濕生產(chǎn)車間進(jìn)行，分別設(shè)置梯度時效處理2小時、4小時、6小時、8小時、10小時、12小時、24小時，每一個半成品母卷時效處理后均測量5個位置，且前后的5個位置相同，測量寬度取平均值，通過對比試樣前后母卷寬度的平均值，來探究時效處理對薄膜收縮的影響。

2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果

從表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，三個樣品在時效處理后幅寬均不同程度減小，且基本在時效處理6小時以后趨于穩(wěn)定；收縮率越大幅寬相應(yīng)減少的越多。

表4 不同時效處理后寬度數(shù)據(jù)

從收卷裝置卸下來的卷膜，從尺寸規(guī)格上來看，是不能滿足客戶使用需求的。因此，需要利用薄膜分切機(jī)將其進(jìn)行分切，將卷膜切成具有特定寬度的小卷。根據(jù)成品薄膜材質(zhì)的不同，有些薄膜在送往分切系統(tǒng)之前，還需要經(jīng)過一定時間的時效處理[4]。如果失效處理時間不夠，分子間的內(nèi)應(yīng)力無法得到充分的釋放，待分切完畢后，薄膜幅寬會有相應(yīng)的減少。

2.4 分切設(shè)備

分切機(jī)組是生產(chǎn)線以外的獨(dú)立機(jī)組。完成將收卷后大母卷薄膜，分切成按用戶要求的寬度和長度的成品膜卷[5]。不同要求分切會對收卷臂間的距離進(jìn)行調(diào)整，工作人員或設(shè)備誤差會對幅寬不足造成影響；滾輪刀片在長時間分切過程中會造成刀片磨損，導(dǎo)致分切成品卷會存在0-2 mm的偏差，需要定時巡檢，并按時更換，避免分切薄膜后期收縮出現(xiàn)幅寬不足的現(xiàn)象；分切工位定時校準(zhǔn)設(shè)備設(shè)定值與實(shí)際值，當(dāng)出現(xiàn)各工位出現(xiàn)幅寬臨界和超標(biāo)的數(shù)量各不相同，工位設(shè)置可能與實(shí)際存在偏差，需提升校準(zhǔn)頻率。

2.5 運(yùn)輸及存儲

在聚酯薄膜的運(yùn)輸及存儲過程中要注意防潮、防紫外線等保護(hù)措施，避免暴露在陽光下或高溫環(huán)境中，避免因聚酯薄膜收縮、老化或分解等。避免因外部環(huán)境造成聚酯薄膜性能降低。PETG熱收縮膜在裝卸和過程中會出現(xiàn)陽光暴曬以及雨淋的情況，在紫外線作用下，薄膜會發(fā)生老化。薄膜受潮后，在溫濕度作用下，導(dǎo)致熱收縮膜幅寬相應(yīng)程度減小，指標(biāo)衰減等。

3. 改善措施

（1）由于在常溫下具有自然收縮率低的特性，PETG熱收縮薄膜可儲存于室溫條件在30℃以下的環(huán)境中，不會發(fā)生收縮及變形[6]。儲存?zhèn)}庫濕度要保持在60%以下，膜卷幅寬可基本保持。

（2）膜層中需要加入添加劑前需要考慮添加劑自身的穩(wěn)定性，考慮加入添加劑對聚酯材料性能的影響，不能為了提升薄膜目標(biāo)性能，而損失薄膜原有性能。

（3）PETG熱收縮膜未進(jìn)行分切的母卷需要進(jìn)行一定的時效處理。母卷經(jīng)至少6小時以上時效處理，從而消除薄膜的內(nèi)應(yīng)力[7]。實(shí)際生產(chǎn)中，為了保障幅寬規(guī)格等，時效處理可以設(shè)置6-12小時。

（4）針對分切設(shè)備要定時進(jìn)行分切設(shè)定及實(shí)際寬度分切設(shè)備校準(zhǔn)，按時檢查分切刀片磨損情況，根據(jù)分切效果及時更換[8]。對于某些高收縮薄膜，可以適當(dāng)預(yù)留1-3 mm，防止收縮引起幅寬降低。另外質(zhì)檢人員也需要對其幅寬進(jìn)行測量檢驗(yàn)。

（5）運(yùn)輸過程中，如果需要長期運(yùn)輸，需要使用溫度可調(diào)控的貨車進(jìn)行運(yùn)輸，短期運(yùn)輸?shù)男枰w好雨布，防雨防曬。且收縮膜最好在自生產(chǎn)之日起6個月內(nèi)使用完畢[9]。

4. 結(jié)語

本文主要從倉儲溫濕度、時效處理、添加劑、分切設(shè)備、運(yùn)輸及存儲進(jìn)行分析探究，找出部分膜卷幅寬不足的影響因素，從多方面考慮，并提出相關(guān)的改善措施。

總的來說，熱收縮聚酯薄膜倉儲要注意環(huán)境的溫濕度；考慮添加劑自身性能及對薄膜的影響；半成品母卷的時效處理至少要超過6個小時；分切設(shè)備定期校正維護(hù)；質(zhì)檢人員進(jìn)行檢驗(yàn)復(fù)核；運(yùn)輸過程防雨防曬。