薄膜变形是薄膜生产、加工企业常见的问题,对薄膜产品的应用性能有很大的影响,而薄膜边缘为薄膜的特定位置,边缘位置的两侧一侧是膜,一侧是空气,相对于薄膜中心位置,受力更不均,更容易发生变形。小编查阅大量资料发现,薄膜变形的根本原因就是薄膜受力不均,要解决薄膜变形问题归根结底还是从材料、工艺、环境三个角度入手。其实,绝大多数生产问题的解决方案都是从这三个角度,但是如何具体情况具体分析,需要各位同行的经验与智慧。下面,小编与大家分享一下薄膜变形问题,欢迎大家共同商讨。


薄膜变形的种类

薄膜变形可以根据其表现形式和形成机制分为以下几种主要类型:

a.翘曲变形:翘曲是指薄膜在平面内发生弯曲或扭曲,导致其表面不平整。这种变形常见于多层复合薄膜或受热不均的薄膜材料中。(薄膜卷曲问题小编有发文章聊过,大家感兴趣可以往前翻几篇看看)

b.收缩变形:收缩变形是指薄膜在加工或使用过程中尺寸缩小,通常由于温度变化或材料内部应力释放引起。例如,塑料薄膜在加热后冷却时可能发生收缩。

c.拉伸变形:拉伸变形是指薄膜在受到外力作用时发生延展或局部变薄,可能导致薄膜强度下降或破裂。例如,包装薄膜在运输过程中因受力不均而变形。

d.褶皱变形:褶皱是指薄膜表面出现不规则的皱褶,通常由于薄膜在加工或存储过程中受到不均匀的张力或压力导致。

e.气泡或鼓包变形:气泡变形是指薄膜内部或表面出现气泡或鼓包,通常由于材料内部残留气体、粘合不良或热胀冷缩引起。


薄膜变形的原因

薄膜变形的原因多种多样,主要包括材料因素、加工工艺和环境因素。

(1)材料因素

热膨胀系数不匹配:多层复合薄膜中,不同材料的热膨胀系数不同,加热或冷却时容易产生内应力,导致翘曲或分层。

材料老化:某些塑料薄膜(如PE、PVC)在长期暴露于紫外线或高温环境下会老化变脆,导致收缩或开裂。

残余应力:薄膜在制造过程中(如挤出、拉伸)可能残留内应力,在后续加工或使用中释放,导致变形。

(2)加工工艺因素

温度控制不当:在薄膜成型、复合或热封过程中,温度过高或冷却速率过快可能导致收缩或翘曲。

张力不均:在涂布、印刷或分切过程中,薄膜受到的张力不均匀可能导致拉伸变形或褶皱。

复合工艺问题:多层薄膜复合时,粘合剂涂布不均或固化不完全可能导致气泡或分层。

(3)环境因素

温湿度变化:薄膜在高温高湿环境下可能吸湿膨胀,而在低温干燥环境下可能收缩变形。

机械外力:运输、堆叠或安装过程中,薄膜受到挤压或拉伸可能导致永久变形。

紫外线辐射:长期暴露在阳光下,某些薄膜(如PP、PET)可能发生光氧化反应,导致脆化和变形。


如何避免薄膜变形

为了避免薄膜变形,需要从材料选择、工艺优化和环境控制等方面采取措施。

(1)优化材料选择

选择热稳定性好的材料:如PET、PC等耐高温薄膜,适用于高温加工环境。

采用低收缩率材料:如BOPP(双向拉伸聚丙烯)具有较好的尺寸稳定性。

使用相容性好的复合材料:多层复合时,尽量选择热膨胀系数相近的材料以减少内应力。

(2)改进加工工艺

精确控制温度:在挤出、热封或复合过程中,确保加热均匀并采用渐进式冷却以减少热应力。

优化张力控制:在薄膜涂布、印刷或分切时,采用自动张力控制系统,避免局部受力不均。

提高复合质量:确保粘合剂涂布均匀,并采用适当的固化工艺,避免气泡或分层。

(3)加强环境控制

控制存储条件:薄膜应存放在恒温恒湿环境中,避免高温、高湿或阳光直射。

合理堆叠和运输:避免薄膜在运输过程中受到挤压或折叠,可采用卷装或支撑架存放。

使用抗UV薄膜:对于户外应用的薄膜,可添加紫外线吸收剂或采用抗UV涂层以提高耐候性。

(4)后处理与检测

退火处理:对某些薄膜(如PET)进行退火处理,以消除内部残余应力,提高尺寸稳定性。

质量检测:采用光学检测或应力测试仪监测薄膜变形情况,及时调整工艺参数。


薄膜变形具体案例

聚乙烯薄膜荷叶边问题:聚乙烯类薄膜因为分子链的线性排列,结构相对松散,使得薄膜受力时容易发生变形。加工过程中,若边缘受到较大的拉伸力,分子链拉伸变形,可能导致薄膜形成荷叶边。

BOPET薄膜翘边问题:BOPET薄膜双向拉伸时,若温度、受力不均,导致局部厚度不均匀,分切后不均匀位置可能导致薄膜翘边。另一方面,若分切时切刀太钝或设置不当,卷曲速度太快,卷曲太紧,薄膜边缘受到过大的张力,导致松弛,也可能出现翘边或荷叶边问题。

聚酰亚胺薄膜边缘翘曲问题:生产过程中若夹持装置对聚酰亚胺薄膜侧边夹破或撕裂,或者聚酰亚胺薄膜边缘较薄产生上翘,夹持时侧边折成双层边,双层边夹持过程中遇到高温易撕裂,也可能会导致边缘翘边。

除此之外,各种复合膜由于复合工艺不当,复合膜不同基材的热膨胀系数不匹配等也可能导致翘边。


结语

薄膜变形问题的原因可能远远不止小编举例的几类,大家还是要结合实际生产情况具体情况具体分析,多从受力的角度入手,考察薄膜变形的直接原因,并进行针对性调整解决。