各種材料的彈性模量是多少?
有QQ好友詢問(wèn):咱們軟包裝用的pe.cpp.pet.opp.pa等各種材料的彈性模量是多少?
所謂彈性模量,是以在一定比例限度范圍內(nèi)拉伸應(yīng)力和拉伸變形之比來(lái)表示。實(shí)際應(yīng)用時(shí),多以F-2 、F-5來(lái)表示2%或5%伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力。
在GB∕T 13022-1991中7.3規(guī)定:作應(yīng)力-應(yīng)變曲線,從曲線的初始直線部分計(jì)算拉伸彈和模量,以E(MPa)表示,E=δ∕ξ,式中δ-應(yīng)力,MPa;ξ-應(yīng)變。
我們?cè)跈z測(cè)各種薄膜的拉伸強(qiáng)度時(shí),都能得到試樣的拉伸形變圖,如下圖示:
從上圖中我們可見(jiàn),在初始拉伸階段,拉伸應(yīng)力與形變化呈直線段,從這段應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系可以計(jì)算試樣的彈性模量。
而我們通常檢測(cè)的薄膜斷裂拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率,對(duì)于張力的設(shè)定而言不具有任何參考性,印刷復(fù)合時(shí)加載在薄膜上的應(yīng)力必須控制在薄膜產(chǎn)生彈性變形的范圍內(nèi),否則就是薄膜不可逆的拉伸變形,將產(chǎn)生嚴(yán)重的尺寸變化。
另外,薄膜張力設(shè)定還要考慮薄膜材料的受熱穩(wěn)定性,例如印刷干燥溫度在50-80℃,復(fù)合干燥溫度在55-90℃(水膠復(fù)合要高一些),復(fù)合熱鼓溫度在50-70℃等。常用材料的熱穩(wěn)定性依次為PET、NY>BOPP>消光OPP>CPP>PE。
下面我們探討一下常用材料的彈性模量及耐熱性對(duì)張力設(shè)定的影響:
1、雙向拉伸薄膜
作為表層基材,PET的彈性模量最高,其次是BOPP,再次是消光OPP,而 BOPA在干燥條件時(shí)有良好的彈性模量(接近于PET薄膜),但受潮后挺度不足(彈性模量大幅降低,印刷套印困難)。同時(shí),PET膜的熱穩(wěn)定性最好,其次 是BOPP,再次消光OPP,由于消光OPP膜的彈性模量相對(duì)較低,同時(shí)熱穩(wěn)定性又較差,印刷冷卻收卷后的回縮率較大,在夏季印刷收卷后易容易出現(xiàn)反粘現(xiàn) 象,所以印刷消光OPP時(shí)張力要調(diào)整得略小,干燥溫度適當(dāng)降低。
2、熱封層基材的彈性模量
在熱封層基材中CPP的挺性是最好的,PE膜相對(duì)較差,如下表:
基材 | LDPE | LLDPE | MDPE | EVA(6%) | CPP |
厚度(μm) | 30 | 10-40 | 55 | 25 | 70 |
彈性模量 (kgf/mm2) | 25 | 10-40 | 55 | 25 | 70 |
同時(shí)CPP的熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于PE薄膜,因而LDPE薄膜的多色套印非常困難,需要配方調(diào)整提高其彈性模量及耐熱穩(wěn)定性。
對(duì) 復(fù)合過(guò)程來(lái)說(shuō),最關(guān)鍵的是兩貼合薄膜的張力匹配問(wèn)題,也就是說(shuō)復(fù)合后兩層膜的回縮率要盡量一致,不然,輕則卷曲,重則產(chǎn)生遂道現(xiàn)象。例如,消光OPP干復(fù) 鋁箔,鋁箔可以認(rèn)為是不收縮 ,而消光OPP薄膜在加載復(fù)合張力的情況下經(jīng)過(guò)50-80℃的烘箱,由于其彈性模量及耐熱性都較PET及普通OPP差,因而松掉張力后的回縮率也會(huì)大一 些,一般消光膜復(fù)合時(shí)張力要小干燥溫度也要低一些。
PE薄膜的彈性模量遠(yuǎn)小于CPP薄膜,且耐熱性又差,作為內(nèi)層膜貼合時(shí)如果張力偏大,那么貼合松掉張力后回縮率很大(熱鼓溫度通常60-70℃),通常干式復(fù)合的PE膜放卷張力控制原則是在走膜平整的情況下將張力放到最小。
我 們通常采用對(duì)下機(jī)膜劃十字架的方法來(lái)檢測(cè)復(fù)合張力匹配情況,但有時(shí)下機(jī)膜是平整的,但經(jīng)過(guò)50-55℃的熟化后仍有明顯的向PE膜一側(cè)的卷曲現(xiàn)象,這是 PE膜在熟化溫度作用下產(chǎn)生的熱收縮所致。通過(guò)張力控制及降低熟化溫度,有利于減輕PE復(fù)合膜的內(nèi)卷現(xiàn)象,這也是無(wú)溶劑復(fù)合膜的平整度有明顯改善的原因 吧。
另外,挺性好的薄膜彈性模量大,如果其厚度增加,則挺性明顯遞增,相當(dāng)于厚度的三次方。
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