PETG热收缩膜幅宽减小的影响因素及改善措施.pdf

2023 年 第 33 卷 第 5 期 塑料包装 7 1.概述 热收缩膜作为一种新型的贴体包装材料，具有强度高、刚性大、形态稳定的特点，且有良好的光泽度和透明度，加工方便，容易着色，印刷性能好，广泛应用于各种快餐食品、乳酸类食品、饮料、小食品、啤酒罐、各种酒类、农副产品、干食品、土特产等的包装1。热收缩膜是将高聚物材料加热到玻璃化转变温度以上，借助外力进行单向或者双向拉伸取向，快速冷却定型后形成。当把这种薄膜再加热到拉伸温度以上时，被冻结的高分子取向结构开始松弛，薄膜开始收缩，从而把商品紧紧地包裹起来。其收缩后能够紧贴在目标物体的表面，经常被用来作为一般商品的包装材料2。PETG 热收缩膜详细的工艺流程可以分为：配料、挤出铸片、拉伸成膜。经过拉伸和性能指标检测合格的薄膜，放置一段时间，进行时效处理，使产品的性能趋向稳定3，最后分切、包装、储存以及运输。但有时候会收到幅宽不足的客诉，会给造成不必要的经济损失。本文针对客户反馈幅宽不足的问题进行探究。PETG 热收缩膜幅宽减小的影响因素及改善措施 李杨 张启纲 赵越超 李国庆 王威威（河南银金达新材料股份有限公司）摘 要：本文主要从仓储温湿度、薄膜添加剂、时效处理、分切设备、运输过程进行分析探究，找出部分膜卷幅宽不足的影响因素，从多方面考虑，并提出相关的改善措施。总的来说，热收缩聚酯薄膜仓储要注意环境的温湿度；考虑添加剂自身性能及对薄膜的影响；半成品母卷的时效处理至少要超过 6 个小时；分切设备定期校正维护；质检人员进行检验复核；运输过程防雨防晒。关键词：PETG 热收缩膜 幅宽减小 温湿度 时效处理 Influence Factors and Improvement Measures of Shrinking Width of PETG Heat-shrinkable Film Li Yang Zhang Qigang Zhao Yuechao Li Guoqing Wang Weiwei（HENAN YINJINDA NEW MATERIAL CO.,LTD）Abstract：This paper mainly analyzes the temperature and humidity,additive,aging treatment,slitting equipment,transportation process,finds out the influence factors of the insufficient width of some film rolls,considers from many aspects,and puts forward relevant improvement measures.In general,heat shrinkable polyester film storage should pay attention to the temperature and humidity of the environment;Considering the properties of the additive and its effect on the film;The aging treatment of semi-finished masterrolls should exceed 6 hours at least;Regular calibration and maintenance of slitting equipment;Quality inspection personnel to conduct inspection review;Rain and sun protection during transportation.Keywords：PETG heat shrink film Width decreases Temperature and humidity Aging treatment 8 塑料包装 2023 年 第 33 卷 第 5 期 2.影响因素 2.1 仓储温湿度 2.1.1 试样 低收缩率薄膜（TD 收缩率：50%-60%）、中收缩率薄膜（TD 收缩率：60%-70%）及高收缩率薄膜（TD 收缩率：70%），分别标记为 1#、2#及 3#试样，试样为了便于幅宽计算均裁成 A4样。2.1.2 试验设备 可程式恒温恒湿试验机（烤漆款），温度偏差 0.5，湿度偏差2%RH，东莞市海达仪器有限公司。2.1.3 试验方法 试验使用可程式恒温恒湿试验机，分别设置梯度温度 25、30、35，湿度梯度 50%、60%、70%、80%，处理时间均为 12 h。将每一张试样放入恒温恒湿试验机前均需测量 5 个位置，取平均值，薄膜经过温湿度处理后，通过对比处理前后宽度的平均值，来探究温湿度对薄膜收缩的影响。2.1.4 试验结果 表 1 25温度-不同湿度-12 h 处理前后宽度对比 试样 处理前后均值 50%60%70%80%1#前（mm）204.37 204.33 204.33 204.47 后（mm）204.37 204.33 204.33 204.46 2#前（mm）204.03 204.07 204.03 204.03 后（mm）204.03 204.07 204.03 204.01 3#前（mm）204.50 204.47 204.60 204.47 后（mm）204.50 204.47 204.59 204.42 1#平均值差值（mm）0.00 0.00 0.00 0.01 2#平均值差值（mm）0.00 0.00 0.00 0.02 3#平均值差值（mm）0.00 0.00 0.01 0.05 表 2 30温度-不同湿度-12 h 处理前后宽度对比 试样 处理前后均值 50%60%70%80%1#前（mm）204.37 204.47 204.33 204.37 后（mm）204.37 204.47 204.35 204.33 2#前（mm）204.03 204.03 204.07 204.07 后（mm）204.03 204.03 204.04 204.00 3#前（mm）204.60 204.50 204.50 204.63 后（mm）204.60 204.49 204.45 204.50 1#差值（mm）0.00 0.00 0.02 0.04 2#差值（mm）0.00 0.00 0.03 0.07 3#差值（mm）0.00 0.01 0.05 0.13 2023 年 第 33 卷 第 5 期 塑料包装 9 2.1.5 结果讨论 从表 1、表 2、表 3 试验结果单个表格来看，表现规律均一致，在相同温度下，湿度越大，样品宽度的减少越大；在相同湿度下，温度越高，样品宽度的减少越大；在相同温度湿度下，薄膜收缩率越高，样品宽度的减少越大。从以上试验来看温湿度会对 PETG 热收缩膜幅宽有影响，仓储温湿度过高会导致热收缩膜幅宽减小。因此薄膜仓储环境在温度为 25时湿度应小于 80%，薄膜仓储环境在温度为 30时湿度应小于 70%，薄膜仓储环境在温度为 35时湿度应小于 60%。2.2 薄膜添加剂 随着市场发展的需要，针对各种产品的包装要求日益丰富，如针对奶制品和乳酸菌类制品的包装需求，在膜层中加入白色母，增加薄膜抗可见光和抗紫外线的功能，延长产品保质期；如增加薄膜生产速度，在膜层中加入金属离子，增加薄膜贴附性增加车速；如增加产品产量降低薄膜密度，而加入的发泡剂等。因此添加剂对于功能膜的开发也至关重要，但使用的添加剂自身性能需要相对稳定、不易吸潮及降解，否则会引起薄膜自生耐老化性能降低，更易吸潮从而幅宽收缩等。加入后对薄膜结晶性能的影响也需要考虑，加入后薄膜结晶度增加过多，会导致收缩性能变化和脆性提升等。2.3 时效处理 2.3.1 试样 低收缩率薄膜半成品母卷（TD 收缩率：50%-60%）、中收缩率薄膜半成品母卷（TD 收缩率：60%-70%）及高收缩率薄膜半成品母卷（TD收缩率：70%），分别标记为 1#、2#及 3#试样。表 3 35温度-不同湿度-12 h 处理前后宽度对比 试样 处理前后均值 50%60%70%80%1#前（mm）204.33 204.37 204.37 204.47 后（mm）204.33 204.37 204.33 204.37 2#前（mm）204.03 204.00 204.07 204.07 后（mm）204.03 203.97 204.00 203.93 3#前（mm）204.47 204.57 204.60 204.57 后（mm）204.47 204.50 204.47 204.37 1#差值（mm）0.00 0.00 0.04 0.10 2#差值（mm）0.00 0.03 0.07 0.14 3#差值（mm）0.00 0.07 0.13 0.20 注：差值=处理前平均值-处理后平均值 表 4 不同时效处理后宽度数据 试样/平均值 0 小时 2 小时 4 小时 6 小时 8 小时 10 小时 12 小时 24 小时 1#（mm）6815 6814 6814 6813 6813 6813 6813 6813 2#（mm）6810 6808 6807 6807 6807 6807 6807 6807 3#（mm）6855 6852 6851 6850 6850 6850 6850 6850 10 塑料包装 2023 年 第 33 卷 第 5 期 2.3.2 试验方法 试验在恒温恒湿生产车间进行，分别设置梯度时效处理 2 小时、4 小时、6 小时、8 小时、10小时、12 小时、24 小时，每一个半成品母卷时效处理后均测量 5 个位置，且前后的 5 个位置相同，测量宽度取平均值，通过对比试样前后母卷宽度的平均值，来探究时效处理对薄膜收缩的影响。2.3.3 试验结果 从表 4 试验数据来看，三个样品在时效处理后幅宽均不同程度减小，且基本在时效处理 6 小时以后趋于稳定；收缩率越大幅宽相应减少的越多。从收卷装置卸下来的卷膜，从尺寸规格上来看，是不能满足客户使用需求的。因此，需要利用薄膜分切机将其进行分切，将卷膜切成具有特定宽度的小卷。根据成品薄膜材质的不同，有些薄膜在送往分切系统之前，还需要经过一定时间的时效处理4。如果失效处理时间不够，分子间的内应力无法得到充分的释放，待分切完毕后，薄膜幅宽会有相应的减少。2.4 分切设备 分切机组是生产线以外的独立机组。完成将收卷后大母卷薄膜，分切成按用户要求的宽度和长度的成品膜卷5。不同要求分切会对收卷臂间的距离进行调整，工作人员或设备误差会对幅宽不足造成影响；滚轮刀片在长时间分切过程中会造成刀片磨损，导致分切成品卷会存在 0-2 mm的偏差，需要定时巡检，并按时更换，避免分切薄膜后期收缩出现幅宽不足的现象；分切工位定时校准设备设定值与实际值，当出现各工位出现幅宽临界和超标的数量各不相同，工位设置可能与实际存在偏差，需提升校准频率。2.5 运输及存储 在聚酯薄膜的运输及存储过程中要注意防潮、防紫外线等保护措施，避免暴露在阳光下或高温环境中，避免因聚酯薄膜收缩、老化或分解等。避免因外部环境造成聚酯薄膜性能降低。PETG 热收缩膜在装卸和过程中会出现阳光暴晒以及雨淋的情况，在紫外线作用下，薄膜会发生老化。薄膜受潮后，在温湿度作用下，导致热收缩膜幅宽相应程度减小，指标衰减等。3.改善措施（1）由于在常温下具有自然收缩率低的特性，PETG 热收缩薄膜可储存于室温条件在 30以下的环境中，不会发生收缩及变形6。储存仓库湿度要保持在 60%以下，膜卷幅宽可基本保持。（2）膜层中需要加入添加剂前需要考虑添加剂自身的稳定性，考虑加入添加剂对聚酯材料性能的影响，不能为了提升薄膜目标性能，而损失薄膜原有性能。（3）PETG 热收缩膜未进行分切的母卷需要进行一定的时效处理。母卷经至少 6 小时以上时效处理，从而消除薄膜的内应力7。实际生产中，为了保障幅宽规格等，时效处理可以设置 6-12 小时。（4）针对分切设备要定时进行分切设定及实际宽度分切设备校准，按时检查分切刀片磨损情况，根据分切效果及时更换8。对于某些高收缩薄膜，可以适当预留 1-3 mm，防止收缩引起幅宽降低。另外质检人员也需要对其幅宽进行测量检验。（5）运输过程中，如果需要长期运输，需要使用温度可调控的货车进行运输，短期运输的需要盖好雨布，防雨防晒。且收缩膜最好在自生产之日起 6 个月内使用完毕9。4.结语 本文主要从仓储温湿度、时效处理、添加剂、分切设备、运输及存储进行分析探究，找出部分膜卷幅宽不足的影响因素，从多方面考虑，并提出相关的改善措施。总的来说，热收缩聚酯薄膜仓储要注意环境的温湿度；考虑添加剂自身性能及对薄膜的影响；半成品母卷的时效处理至少要超过 6 个小时；分切设备定期校正维护；质检人员进行检验复核；运输过程防雨防晒。【下转第 50 页】50 塑料包装 2023 年 第 33 卷 第 5 期 好，没有其他额外的干涉力量，从而降低了无用功耗，故可有效降低电力损耗 1/3 左右，在原机型的基础上更改变化不大，操作实施简便易行；3.本技术解决了圆织机生产厂家的维修成本，也为客户提高了使用效率。四、附图说明 图 1 本技术的新式低矮化机型的结构示意图 图 2 本技术主机支撑机构构造的结构示意图 1.台身；2.立柱；3.凸轮；4.台身顶板；5.主电机；6.主轴；7.主机支撑机构；8.轴承座；9.加强筋；10.圆板；11.厚壁管；12.深沟球轴承；13.隔套。五、具体实施方式 参阅图 1，台身 1 的顶部右侧固定设置有立柱 2，立柱 2 的左侧设置有凸轮 3，立柱 2 的顶部固定设置有台身顶板 4，台身顶板 4 的顶部固定安装有主电机 5，台身顶板 4 的底部固定安装有主机支撑机构 7，台身 1 的顶部左侧固定设置有轴承座 8，轴承座 8 的内部插接有主轴 6；参阅图 1-2，主机支撑机构 7 包括加强筋 9、圆板 10、厚壁管 11、深沟球轴承 12 和隔套 13，主机支撑机构 7 是由厚壁管 11 和圆板 10 焊接而成，主机支撑机构 7 内置深沟球轴承 12 和隔套13，主机支撑机构 7 外缘是由若干个加强筋 9 做支撑而构成，主轴 6 贯穿台身顶板 4 和主机支撑机构 7，主轴 6 通过主电机 5 带动旋转，再带动凸轮 3 旋转，台身顶板 4 是由一整张板制作而成，且直径较大，主机支撑机构 7 的内外侧均设置有多个安装孔，主机支撑机构 7 通过隔套 13 坐于凸轮 3 之上。在具体使用时，台身顶板 4 中间开孔避开主电机 5，将主电机 5 由原本在台身顶板 4 上安装改为在刚性更好的主机支撑机构 7 上安装，主机支撑机构 7 外侧安装孔用于紧固于台身顶板 4之上，内侧安装孔用于安装主电机 5，主机支撑机构 7 利用隔套 13 坐于凸轮 2 之上，凸轮 2 和主轴6 承载的全部重力坐于最下面的轴承座 8 之上，此结构避免了因为台身顶板 4 的变形导致的主电机 5 烧毁等故障，因为从上到下跟主轴 6 配合的所有主要传动部件均有很好的垂直度以及同心度，特别是主电机 5 不再受制于其他干涉力量，从而能保证更长的使用寿命。【上接第 10 页】参考文献 1 陈文娜.绿色包装新材料BOPET-G 热收缩薄膜的应用趋势J.塑料包装,2013,23(02):37-40.2 齐兵.PETG 热收缩标签的应用研究J.现代食品,2022,28(05):204-206.DOI:10.16736/41-1434/ts.2022.05.053.3 柳峰,徐冬梅,徐晓,杜唯唯,杨超,朱健,王晓曦.浅谈 塑 料 热 收 缩 膜 的 发 展 J.包 装 与 食 品 机械,2008(02):56-59.4 刁松涛.双向拉伸聚酯薄膜的拉伸工艺及性能研究 D.北 京 化 工 大 学,2020.DOI:10.26939/ki.gbhgu.2020.001346.5 张友根.双向拉伸薄膜工程技术的创新现状和进展(下)J.橡塑技术与装备,2018,44(22):28-33.DOI:10.13520/ki.rpte.2018.22.005.6 温国奇,杨志超,石教学,姚强.标签用 PETG 热收缩膜发展J.聚酯工业,2017,30(04):6-9.7 谢逊邦.非结晶性共聚聚酯(PETG)热收缩膜生产工艺简介J.塑料包装,2010,20(04):29+49.8 冯树铭.双向拉伸 PET 薄膜生产线技术(续六)(一)双向拉伸 PET 薄膜生产工艺及设备J.聚酯工业,2011,24(06):55-57.9 张启纲.PET 热收缩标签膜的优势J.塑料包装,2017,27(06):9-12+8.