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無溶劑膠復合工藝異常現象的處理
時間:2014-04-01   來源: 包裝前沿   閱讀:11734次

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摘要:本文詳細分析了無溶劑復合工藝中常見的紙塑脫離、鍍鋁轉移、氣泡等質量問題出現的原因,并介紹了相應的解決方法。

  軟包裝無溶劑復合工藝出現異常現象,通常是由于紙張、薄膜、油墨、膠粘劑、機器設備等客觀因素以及溫度、壓力、速度、上膠量、客戶使用等主觀因素造成。下面根據我公司單組分FC-7146和雙組分FC-7201/CK7302膠粘劑在復合工藝中的實際應用情況,歸納整理幾種常見異常現象的成因及處理方法。希望能為使用無溶劑復合工藝的生產企業帶來一些技術借鑒。

  一、紙塑脫離現象

  紙塑復合的實質是用膠粘劑做為中間介質,在覆膜機的滾筒上,在加熱加壓的外力作用下,對紙張的植物纖維與塑料的非極性高分子聚合物薄膜和油墨層雙向潤濕、滲透、氧化結膜干燥,從而產生有效的吸附力,使紙塑牢固粘合。

  紙塑脫離現象主要表現為復合膜剝離強度不足,膠不干,紙張印刷品與塑料薄膜上面的膠粘層脫離。此現象容易在印刷面積比較大及大實地產品中出現。因表面油墨層較厚,膠水難以潤濕、擴散、滲透。

  1、主要原因

  影響紙塑脫離的因素有許多,紙張的平滑度、勻度、含水量、塑料薄膜的各項性能、印品墨層的厚薄度、輔助材料用量、紙塑復合時的溫度與壓力、生產環境衛生狀況以及溫度、相對濕度等都會對紙塑復合的最終結果產生一定影響。

  2、處理方法

  (1)油墨的墨層太厚,造成膠粘劑的滲透和擴散,使得紙塑脫離。處理方法是增加膠粘劑的涂布量以及增加壓力。

  (2)墨層未干或未干透時,墨層中殘留溶劑的成分使粘合力減弱形成紙塑脫離。處理方法是等產品油墨干透后,再進行復合。

  (3)印刷品表面殘留的噴粉也會阻礙紙張與塑料薄膜的粘合形成紙塑脫離。處理方法是利用機械和人工方式擦除印刷品表面的粉質后再復合。

  (4)操作工藝不規范、壓力偏小,機速較快,導致紙塑脫離。處理方法是嚴格按工藝規范操作,適當增加覆膜的壓力、降低機速。

  (5)膠粘劑被紙張及印刷油墨吸收,涂布量不足引起的紙塑脫離。應對膠粘劑重新配方和按廠家要求確定上膠量。

  (6)塑料薄膜表面電暈處理不夠或超過使用期,使處理面失效引起的紙塑脫離。應按薄膜覆膜的電暈標準對塑料基材電暈或更新塑料薄膜。

  (7)在使用單組分膠粘劑時,因空氣濕度不足引起的紙塑脫離,則應根據單組分膠粘劑加工工藝的濕度要求,進行人工加濕。

  (8)確保膠粘劑在保質期內,并按生產廠家要求保管和使用,如雙組分自動混膠機處于良好狀態,保證配比的準確、均勻、充分。

  二、鍍鋁轉移現象

  鍍鋁膜既有塑料薄膜的特性,又在某種程度上替代了鋁箔,起到提高產品檔次的作用,而且相對成本較低。但在生產過程中,常常會發生鍍鋁層轉移的問題,從而導致復合膜剝離強度降低,使產品性能下降,嚴重的甚至會影響包裝內容物的質量。

  鍍鋁轉移產生的根源是鍍鋁層與基材之間的結合力小于鍍鋁層與膠水層的結合力,導致復合膜整體剝離強度下降,從而出現鍍鋁層大量脫離基材而向膠水層遷移的現象。

  目前使用最多的鍍鋁膜有VMCPP、VMPET兩種,相應的復合膜結構則有OPP/VMCPP、PET/VMCPP、PET/VMPET等幾種。在實際應用當中,最容易出問題的是PET復合VMPET,因為它經常被應用在中層復合。這是因為作為鍍鋁的基材,CPP與PET在拉伸性能方面存在很大差別,PET的剛性較大,一旦與同樣也有極大剛性的材料進行復合,在膠粘劑固化成型的過程中,由于有內聚力的存在,很容易造成對鍍鋁層附著性的破壞,從而使鍍鋁層發生遷移。

  主要原因及處理方法:

  (1)上膠量過大。上膠量要適當,上膠量過小,無疑會造成復合牢度較小,容易剝離;但上膠量太大導致揮發假干。其次,涂布的膠量大,固化時間長,對鍍鋁層的滲透作用就強。所以應該根據基材和用途,經過小試來確定合理的工藝參數,選擇一個合理的上膠量。

  (2)熟化條件不良,主要是熟化溫度過高。控制固化時間,適當降低熟化溫度可以減少鍍鋁的轉移。

  (3)膠水混配比例不正確。降低固化劑比例在一定范圍內可以改善鍍鋁轉移,具體方法是在配工作膠液時,減少固化劑的用量,使主劑與固化劑的交聯反應程度有所降低,從而減少了膠膜的脆性,使其保持良好的柔韌度和伸展性從而控制鍍鋁層的轉移。

  (4)膠粘劑選型不正確。選用合適或專用的膠粘劑。在復合鍍鋁膜時,不要使用粘度太低的膠粘劑,因為低粘度的粘合劑分子量小,分子間的作用力較弱,較強的分子活性容易滲透到鍍鋁里面影響鍍鋁的附著能力,

  (5)基材本身質量差。改換適應的基材。

  (6)操作張力過大,將鍍鋁膜拉傷導致彈性變化,導致轉移。控制好張力,在鍍鋁放卷時,張力必須控制好。原因是鍍鋁膜在張力作用下會拉伸,產生彈性形變。其鍍鋁層相應地容易松動,附著力也相對減小了。

  (7)殘留溶劑過大會破壞鍍鋁,因為鍍鋁薄膜的鍍鋁層比較薄,難免會有一些針孔,殘留的溶劑滲透進鍍鋁層破壞鋁層造成鍍鋁轉移。

  三、氣泡現象

  所謂氣泡是指兩層膜未完全貼合,復合成品膠膜和基材有空檔、氣體存在,鍍鋁膜復合時,就會產生針尖似的白點。實質是涂布的膠水不足以填平復合膜中的油墨層的空隙和材料表面的凹坑,也稱為氣泡。氣泡不一定是鼓起的,也會以其它形式存在。只要兩層膜之間未完全貼合,透明度就有差異,就會呈現我們常說的“氣泡”。

  1、主要原因

  復合基材的種類不同,其物理性能也有很大差別(如透氣性),對復合膜氣泡的形成也有很大關系。一般地說,透氣性好的基材(如BOPP、CPP、CPE、LDPE)之間或一種透氣性差的復合基材(如PVDC、BOPA)和另一種透氣性好的復合基材之間復合,不易產生氣泡。而如果兩種基材透氣性都比較差,他們之間進行復合時,則容易產生氣泡,如PVDC和BOPA之間復合。這是由于兩種復合基材的透氣性都比較差,膠粘劑在復合單元上膠系統上不可避免地混入少量的空氣。同時,異氰酸酯類膠粘劑本身,在復合膜熟化階段交聯固化的同時,也產生二氧化碳(CO2)等氣體副產物。這樣,便產生大量微小氣泡,從而影響復合膜的表觀質量。同時,為了使復合基材具有一定的表面張力,要對基材的表面性能進行一定的處理,如電暈處理等,以改善復合基材表面的潤濕性和提高粗糙度,但粗糙度超過一定的限度時,又難以被粘稠的膠液填充。這樣,在這些微小的嚙合面之間便形成了大大小小的氣泡。

  膠粘劑的粘度也是產生氣泡的重要原因。一般來說,膠粘劑的粘度與膠粘劑分子量大小、增塑劑、稀釋劑種類有關,而且常溫下膠粘劑一般粘度較高、流動性差,因此復合時,為了降低粘度和提高流動性,需要在較高的溫度下保溫使用。雙組分膠粘劑使用溫度越高、混合存放時間越短、主劑和固化劑配比越大,則膠粘劑的粘度越大,越不利于氣泡的形成,反之越易形成氣泡。同樣大小的氣泡,低粘度的膠能消除,而高粘度膠可能不行,這是因為高粘度膠分子量大,流平性差。

  2、處理方法

  (1)上膠量不足、涂布不均勻引起的氣泡,其實是無膠產生的空白點,通過適當增加上膠量可消除。上膠量不足是個相對的概念,決定上膠量的因素除了剝離強度外,涂布的流平性是重要的因素,而涂布的流平性除了上膠量對它有影響外,是否采用勻膠輥,基材、膠粘劑的表面張力,膠粘劑的粘度都會對它產生影響。綜合條件好的,上膠量可適當降低。這在鍍鋁和白色印刷膜復合上顯得更為明顯。

  (2)濕度太大引起的氣泡。原因是膠粘劑NCO組分與水汽反應產生的二氧化碳氣體,來不及析出薄膜而積存于薄膜之間,無法透過薄膜揮發出去形成氣泡。此現象通過生產時適當控制環境濕度解決。一般相對濕度在70%以下。

  (3)因熟化溫度不夠,未能消除氣泡,應當適當提高熟化溫度。熟化室溫度不高于50℃,不低于35℃。復合膜一下機就沒有氣泡較為少見,而熟化能消除小氣泡,因為尚未固化的雙組分聚氨酯膠粘劑,溫度越高流動性越大,“二次流平”在一定程度上可以消除氣泡。

  (4)油墨溶劑干燥不充分產生的氣泡,是印刷膜溶劑殘留導致。一般出現在油墨疊印率高的部分,疊印率低的部分氣泡很少。生產中應保證完全干燥后再復合。也可處理印刷膜或降低復合速度解決。

  (5)設備工藝原因引起的氣泡,如復合部或涂膠部各輥有損傷或異物,應更換鋼輥和清除異物。

  (6)生產工藝原因引起的氣泡。主要是指控制一些工藝參數,主要包括復合壓力、收卷張力、涂布溫度和復合溫度。如復合壓力太低,應適當增加膠輥壓力。復合速度太快,可適當降低復合速度,或提高夾膠輥溫度以增加膠粘劑的流動性。薄膜表面有灰塵雜質而引起的氣泡,應改善生產車間的環境衛生狀況。

  四、結語

  無溶劑復合工藝因為其節能、高效、安全、環保的特點,特別是節省成本的優勢,正在被越來越多的軟包裝企業使用,而用好無溶劑復合工藝,也并不是一件容易的事。它對軟包裝企業員工的規范操作要求特別高。企業在引進無溶劑復合工藝的時候,要充分考慮這一點。

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