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淺析軟包裝干式復合氣泡成因及解決方法
時間:2015-10-22   來源: 包裝前沿   閱讀:11962次

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干式復合是采用干式復合設備,用粘合劑將兩種或更多種薄膜粘合在一起的工藝。在塑料復合軟包裝中,干式復合是最常用的生產方法之一,由于其可選擇的基材面寬廣、復合強度高、方便印刷及生產速度快等優點在包裝業中占有及其重要的地位。但在干式復合產品中,經常會出現氣泡,不僅影響了產品的美觀,而且還影響到復合膜的阻氧性、透氣性和剝離強度,這個問題長期以來一直困擾著軟包裝的生產企業。導致氣泡產生的原因有許多,而且幾乎在生產中的每個環節都存在導致氣泡出現的因素,筆者結合多年的生產經驗對此進行詳細分析,并提出相應的解決方法。

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干法復合工藝流程大致如下:原料檢驗→配膠→第一放卷→涂膠→烘干→第二放卷→復合→收卷→固化→出庫。筆者從生產環境及整個工藝流程來分析氣泡的成因與對策。

一、生產環境的影響

當環境溫度過高時,雙組分膠黏劑易濁白、粘稠、涂布性能變差,導致氣泡產生。而溫度低則導致膠黏劑分散不好,對薄膜的潤濕和黏附性都不太好,也會導致氣泡的產生。一般需將車間溫度控制在18~25℃。

環境濕度太高(超過70%),在網紋輥與膠輥處會發生凝水現象,水分與固化劑發生反應會產生二氧化碳,最終導致氣泡產生。另外塑料薄膜容易吸附空氣中的水分,尤其是吸濕性大的塑料薄膜,如尼龍和玻璃紙等,致使復合后形成氣泡。須將相對濕度保持在60%~70%為宜。

空氣中含有大量的灰塵、雜質等粒子,這些粒子被吸附到塑料薄膜上,或者落到涂布輥、復合輥、膠液中均有可能導致氣泡的產生。因此,一定要保持車間內清潔、衛生,減少空氣中的浮塵,且應經常清掃烘道,并盡量使車間保持良好的密封狀態。

二、膜材影響

材料膜面有灰塵吸附、有顆粒雜質、塑化不良等晶點夾在薄膜內。

材料膜面的吸潮和材料中添加劑的析出會造成復合氣泡。

薄膜的表面張力太小,則膠黏劑在其表面的潤濕性就比較差,可能會導致涂膠量不足,在膠少或沒膠的地方就會產生氣泡。

薄膜的厚度應當盡可能均勻一致,如果分布不均,容易造成復合壓力的不均衡,壓力小的地方就會出現空檔,從而形成氣泡。

避免這幾個影響的方法為做好原料檢驗,在生產同時最好增加在線電暈。

三、膠粘劑方面的影響

配制膠液時由于攪拌及循環而混入大量空氣,在靜止脫泡時未能及時排放出來,被關在復合膜中形成了氣泡。正確的做法為:嚴格按照使用說明書配制膠黏劑,先加主劑,再將醋酸乙酯加入并攪拌均勻,然后加入固化劑,并邊攪拌邊加入,使固化劑充滿活性,均勻分散,這有利于同印刷基材親和,減少氣泡,此外,配制好的膠液還要充分靜置脫氣,然后再倒入膠盤中使用,而且倒膠時要沿著膠盤邊緣緩慢地倒下,不能劇烈攪動膠盤內的膠液,以免由于空氣的混入而在復合膜中形成氣泡。

膠黏劑的粘度對膠黏劑的流動性、潤濕性、涂膠均勻度等都有著十分重要的影響。干式復合中應當將膠黏劑的粘度值控制在適當的范圍內,如果膠黏劑的粘度太高,分散性和流平性可能比較差,影響其在復合基材表面的潤濕性,在涂膠過程中就可能會發生漏涂和氣泡等故障。

采用雙組分二液反應型膠黏劑時,為保證涂布均勻并有利于浸潤,需要在膠黏劑中加入稀釋劑對其進行稀釋。稀釋劑有甲苯、醋酸乙酯、甲乙酮等。甲苯由于不利于環保,而且容易導致氣泡的產生,正逐步被淘汰。甲乙酮由于價格偏高,且與膠黏劑的親和性也不是很好,因此使用也較少。目前使用較多的稀釋劑是醋酸乙酯。稀釋劑中不能含有水、醇、胺等。如果含水量超過0.2%,由于水的揮發速度遠低于醋酸乙酯的揮發速度,則會大大降低溶劑的揮發速度,使膠黏劑的鋪展和硬化受到影響。在對BOPP薄膜和CPP薄膜進行復合后,復合產品會產生較大的氣泡,并不規則向外擴散,而熟化后,大氣泡處的剝離強度極差,像沒有上膠一樣。因此稀釋劑的純度應該在98%以上。

四、涂布的影響

涂膠量少也可能導致產生氣泡,涂膠量不足,空隙處就會夾雜小氣泡。上膠量跟網線輥的形狀、深度、線數等參數有關,如果網紋輥最深處有干固的液膠,網孔的容積將越來越少,上膠量就少許多;如果網線輥被長時間磨損,網紋也越來越淺,上膠量將減少,所以網紋輥過一段時間應該清洗,若使用時間太長則需更換。另外上膠量跟膠液的濃度、涂布膠輥的軟硬程度、壓力大小、刮刀的角度及壓力大小有關,應根據實際情況進行調節。

五、干燥過程的影響

干燥是干式復合中的重要因素,干燥溫度太低,膠黏劑干燥不夠充分,溶劑揮發不徹底,就會產生小氣泡。而干燥溫度太高,又會使膠黏劑起泡,或者使膠層表皮結膜,影響涂膠層內部溶劑的揮發,也會造成溶劑的殘留和微小氣泡的形成。一般干式復合機烘道分為3個區域,即:蒸發區、硬化區、排除異味區。在實際生產中,對于這3段區域的溫度,應根據實際復合基材做相應的調整。一般來講,3段的溫度分別控制為50~60℃,70~80℃,80~100℃,溫度呈梯度增長。嚴禁進烘道口時的初溫高,而排除異味區的溫度低,這是因為過高的初烘溫度不利于溶劑由內向外揮發,無法完全徹底烘干,而在基材表面形成“環狀物”,導致氣泡的產生。

六、復合時的影響

如果復合壓力太小,則復合基材之間貼合不緊密,就會導致小氣泡的產生。一般將復合壓力控制在0.15~0.4MPa范圍內。

如果復合夾角過大,兩層復合膜中間就容易夾入空氣,從而導致氣泡和隧道現象,特別是當薄膜材料比較厚、比較硬時更容易產生氣泡,在此情況下復合夾角越小越好,一般以35°為宜。

復合壓輥不平整也會導致氣泡產生,這類氣泡有周期性的,只要清潔異物或將不平整的膠壓輥研磨或更換即可解決,要求是膠壓輥清潔、無異物、細膩圓滑。

復合熱輥溫度不夠也會產生氣泡,加熱的目的是使干固的膠粘劑熔化、流動、消除小孔洞、小縫隙,在壓力下排出空氣,使兩層膜緊密熨合。一般復合設備涂膠基材緊貼熱輥,熱量從膠層傳遞至CPP或PE,這類設備在第二放卷基材導輥之間設有預熱輥,但大多數客戶都不使用,即不加熱。當氣溫低,PE或CPP較厚時,雖然復合熱輥溫度不低,但較厚的PE或CPP熱量大,熱輥壓合過程短暫的時間不能使基材溫度迅速上升,兩層膜一邊熱一邊冷,中間的膠粘劑流動性大打折扣,這樣就容易產生氣泡。

七、固化時的影響

在實際生產中,有時干燥很充分,上膠量也不少,而剛下機的復合膜還是有氣泡,其實剛復合好的產品沒有一點氣泡是不太可能的,小的氣泡經過熟化能消除,因為不含溶劑但沒有充分固化的聚氨酯膠有一定的流動性,溫度越高流動性越大,分子量越大流動性越小,固化的實質就是分子量不斷增大的過程,熟化室中的復合膜,粘合劑在溫度的作用下緩慢流平,大氣泡縮小,小氣泡消失,直至粘合劑的分子量增大到膠不能流動為止。有時溫度不夠,時間不夠,那么很小的氣泡也消除不了。

八、結語

導致干式復合氣泡產生的原因還有很多,只要我們在實踐中認真總結經驗,刻苦鉆研,并結合原輔材料的性質及現場設備情況進行分析就能解決這些問題。

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