摘要:尼龍膜為吸濕性大的薄膜,一旦吸潮,其物性指標(biāo)發(fā)生變化,薄膜變軟起皺,對(duì)于高速無(wú)溶劑復(fù)合來(lái)說(shuō),是一個(gè)很大的考驗(yàn)。尼龍膜的厚薄均衡性、膜面光潔度,熱收縮率縱、橫向差值,表面潤(rùn)濕張力、添加劑等因素都會(huì)影響無(wú)溶劑復(fù)合的產(chǎn)品質(zhì)量。
在無(wú)溶劑生產(chǎn)工藝中,復(fù)合設(shè)備由混合計(jì)量配膠系統(tǒng)、涂布上膠系統(tǒng)、復(fù)合冷卻系統(tǒng)、放卷收卷系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分構(gòu)成。其中需要控制的參數(shù)很多,操作難度大,特別是:張力控制(與復(fù)合壓力、轉(zhuǎn)速比有關(guān))、涂膠量、涂布粘度與溫度(調(diào)節(jié)上膠輥的溫度來(lái)調(diào)整膠水的粘度,控制復(fù)合溫度、復(fù)合壓力調(diào)節(jié)涂布量)、固化條件(按各種不同膠類(lèi)型和后工序要求固化時(shí)間)這幾項(xiàng)最為重要。
由于無(wú)溶劑復(fù)合速度很快,換膠水時(shí)需要試用或者需要調(diào)整設(shè)備或工藝,一般用得好的廠家只使用一種,最多不超過(guò)兩種牌號(hào)的粘合劑,因此膠水、設(shè)備、工藝三者要配合良好,才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
而尼龍膜為吸濕性大的薄膜,一旦吸潮,其物性指標(biāo)發(fā)生變化,薄膜變軟起皺,對(duì)于高速無(wú)溶劑復(fù)合來(lái)說(shuō),是一個(gè)難解的課題。其次,尼龍膜的厚薄均衡性、膜面光潔度,熱收縮率縱、橫向差值,表面潤(rùn)濕張力、添加劑等都可能影響無(wú)溶劑復(fù)合的產(chǎn)品質(zhì)量。
一、無(wú)溶劑復(fù)合原材料選擇
1、復(fù)合基材與尼龍薄膜
目前,無(wú)溶劑復(fù)合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、鋁箔等。復(fù)合時(shí)一般將剛性大、涂布性能好的材料(PET、BOPP、OPA、VMPET等)放在主放卷工位;將易拉伸的材料(PE、CPP、VMCPP等)放在副放卷工位。但也可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況靈活選擇,如印刷膜與鍍鋁材料復(fù)合時(shí),為了保證復(fù)合質(zhì)量和生產(chǎn)效率,可以把鍍鋁材料放到主放卷工位。無(wú)溶劑復(fù)合用基材的表面電暈參數(shù)很重要,一般為PE、BOPP表面張力應(yīng)大于38達(dá)因、VMCPP應(yīng)大于42達(dá)因、PET應(yīng)大于45達(dá)因、BOPA應(yīng)大于52達(dá)因。
針對(duì)無(wú)溶劑復(fù)合速度快、初粘性小的特點(diǎn),尼龍膜的質(zhì)量如何才能適應(yīng)無(wú)溶劑復(fù)合的需求呢?
尼龍膜雖然是極性材料,在生產(chǎn)過(guò)程中雖然經(jīng)過(guò)分子結(jié)晶這個(gè)過(guò)程, 但并非所有聚酰胺中的分子都能結(jié)晶, 還有一部分非結(jié)晶的酰胺基極性基團(tuán), 這些酰胺基可以與水分子配位, 導(dǎo)致尼龍薄膜表面極易吸入極性很強(qiáng)的水分子, 使尼龍膜吸潮變軟,拉伸力減弱,生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生張力不穩(wěn)現(xiàn)象。有時(shí)還會(huì)在薄膜表面形成一層薄薄的水膜, 阻隔油墨和膠粘劑對(duì)薄膜的附著,影響產(chǎn)品質(zhì)量,如使印品起皺、翹邊、袋口卷曲、套印不準(zhǔn)、制袋錯(cuò)位、復(fù)合膜起泡、容易起斑點(diǎn)、晶點(diǎn)和白點(diǎn)。異味增多、膜面粘連、打碼困難等。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)復(fù)合剝離強(qiáng)度下降或產(chǎn)生油墨或膠粘劑轉(zhuǎn)移、降解而脫層、打碼速度下降或打碼打不上,高溫蒸煮過(guò)程中破袋現(xiàn)象增多、復(fù)合膜手感發(fā)硬、發(fā)脆現(xiàn)象增多等。
這些都是尼龍膜吸潮以后造成的質(zhì)量故障。
因此對(duì)于尼龍膜的要求是:
1、BOPA膜均衡性厚薄偏差要求控制在8%以?xún)?nèi),由于無(wú)溶劑復(fù)合速度快,若厚薄均差大會(huì)產(chǎn)生復(fù)合起皺、氣泡等。
2、吸濕性應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),最好在1.5%~2.5%左右,若超過(guò)3%則會(huì)引起復(fù)合干燥減慢、氣泡產(chǎn)生、堵塞網(wǎng)點(diǎn),使小網(wǎng)點(diǎn)印刷丟失及使尼龍膜發(fā)黃變色。
3、表面潤(rùn)濕張力應(yīng)在52~54達(dá)因之間,電暈處理會(huì)影響材料的阻隔性,因而對(duì)材料進(jìn)行電暈處理時(shí)要合理,不宜過(guò)大。
4、添加劑量應(yīng)控制在300~400PPM以?xún)?nèi),太少影響開(kāi)口性,太多又破壞復(fù)合強(qiáng)度。
5、膜的光潔度適當(dāng)高些,一般可控制在Ra0.08~0.12um之間。因無(wú)溶劑復(fù)合,上膠量少,若膜面過(guò)于粗糙,膠液難以填平凹凸不平的網(wǎng)穴,會(huì)產(chǎn)生復(fù)合強(qiáng)度不好、白點(diǎn)等質(zhì)量事故。
由于無(wú)溶劑復(fù)合工藝的特殊性,造成其對(duì)原材料性能有著很強(qiáng)的依賴(lài)性,許多能適合干式復(fù)合工藝的原材料無(wú)法適用于無(wú)溶劑復(fù)合,所有的新材料必須進(jìn)行試驗(yàn)才能大規(guī)模使用。油墨、薄膜的種類(lèi)、添加劑的含量、表面狀況、黏合劑都會(huì)對(duì)最終的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。所以在進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)前,必須對(duì)原(輔)材料、生產(chǎn)工藝進(jìn)行試驗(yàn)性評(píng)估以減小風(fēng)險(xiǎn)。
2、膠黏劑的選擇
無(wú)溶劑膠黏劑主要有單組分潮氣固化型膠黏劑、雙組分冷涂無(wú)溶劑型膠黏劑、雙組分反向熱涂型膠黏劑、UV固化型膠黏劑等幾種。選擇膠黏劑時(shí)需要考慮的因素也很多,首先是包裝內(nèi)容物的種類(lèi)及所用薄膜材料的種類(lèi);其次,如果印刷油墨與膠黏劑接觸,還要考慮兩者的相容性;再次,剝離強(qiáng)度要求以及熱封條件等對(duì)膠黏劑的選擇也有很大影響。
另外,還需要注意兩個(gè)問(wèn)題:一是MDI類(lèi)型的異氰酸化合物會(huì)透過(guò)內(nèi)層薄膜逐漸向內(nèi)層表面遷移,并與水汽發(fā)生反應(yīng)形成聚脲抗熱封層,影響包裝袋的熱封質(zhì)量。當(dāng)聚乙烯薄膜質(zhì)量較差或膠黏劑選擇不當(dāng)時(shí)容易發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題,尤其是使用雙組分膠黏劑時(shí)更要注意。二是使用復(fù)合爽滑劑含量較高的薄膜時(shí),由于爽滑劑遷移進(jìn)膠黏劑層,可能會(huì)出現(xiàn)剝離強(qiáng)度差、熱封不良、摩擦系數(shù)增大等問(wèn)題,影響其在包裝生產(chǎn)線上的操作性。因此,在復(fù)合此類(lèi)薄膜時(shí)一定要注意選擇合適的膠黏劑。
同時(shí),不同的基材上膠量通常是不一樣的,總體來(lái)說(shuō),一般控制在0.8~3g/㎡,透明材料控制在0.8~1.5 g/㎡,鍍鋁材料可達(dá)1.5~1.8 g/㎡,紙/塑復(fù)合可控制在1.0~3.0g/㎡。具體參數(shù)要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得。如果膠量太大不但收卷收不齊,還會(huì)造成油墨從印刷基材剝離轉(zhuǎn)移,如果上膠量太少,則造成剝離強(qiáng)度下降,還會(huì)由于上膠量和油墨浸潤(rùn)不充分留有氣泡。
不同的雙組分聚氨酯粘合劑對(duì)水和醇的敏感度不一樣。如鍍鋁膜專(zhuān)用粘合劑對(duì)水或醇的敏感度在0.5%~0.8%的范圍, 超出這個(gè)范圍就有可能造成不干的現(xiàn)象。如果敏感度超出范圍, 越高柔韌性就越差, 復(fù)合后的產(chǎn)品有時(shí)會(huì)發(fā)硬、發(fā)脆。但敏感度過(guò)小,對(duì)乙酸乙酯溶劑含水或醇含量的控制必須很?chē)?yán)格。目前市面上出售的乙酸乙酯,含水、醇的總量應(yīng)在0.5%以下,如果在0.5%以上,可以判斷這個(gè)溶劑不符合(國(guó)標(biāo)GB12589規(guī)定:乙酸乙酯一級(jí)品水分含量不超過(guò)0.2%,二級(jí)品不超過(guò)0.4%。國(guó)外乙酸乙酯含水分量是規(guī)定不得超過(guò)0.05%)。這是因?yàn)橐宜嵋阴ブ腥艉蠴H、—COOH、—NH2基團(tuán)的成分,會(huì)嚴(yán)重影響復(fù)合效果,這是因?yàn)榫郯滨ツz粘劑主劑中含有NCO基團(tuán),可以和活性氫原子反應(yīng),這些反應(yīng)會(huì)消耗固化劑的異氰酸酯,使之參與膠水反應(yīng)量減少,同時(shí)又放出CO2,使膠層含氣泡,對(duì)于復(fù)合極為不利,造成表面不干或粘合強(qiáng)度下降。而尼龍膜是吸潮性很強(qiáng)的材料,對(duì)水分子特別敏感,此方面要嚴(yán)加注意。
二、無(wú)溶劑復(fù)合工藝
1、張力控制
在無(wú)溶劑復(fù)合工藝中,張力控制極為重要,必須非常精確。張力控制包括主放卷張力、涂膠后薄膜張力、副放卷張力、收卷張力、收卷錐度幾個(gè)方面。無(wú)溶劑復(fù)合黏合劑初粘力為零,必須嚴(yán)格控制好張力的匹配。無(wú)溶劑復(fù)合的這個(gè)特點(diǎn)對(duì)于設(shè)備提出了很高的要求,穩(wěn)定的張力控制系統(tǒng)是無(wú)溶劑設(shè)備的心臟。而張力工藝參數(shù)的設(shè)定對(duì)于軟包裝生產(chǎn)商則是經(jīng)驗(yàn)的積累,不同的設(shè)備有一定差異,而不同薄膜復(fù)合更是相差巨大,只有反復(fù)試驗(yàn)才能選擇出好的張力參數(shù),尼龍膜吸濕后材料變軟發(fā)皺,復(fù)合時(shí)張力可適當(dāng)大些。
一般來(lái)說(shuō),薄膜涂膠后的張力要略大于主放卷張力,收卷張力略大于放卷張力,收卷錐度控制在20%以?xún)?nèi)為好。針對(duì)不同材質(zhì)的薄膜,復(fù)合過(guò)程中各部分張力大小也有所不同,甚至不同廠家生產(chǎn)的同一材質(zhì)的薄膜,其張力也要略作調(diào)整。如PA/PE結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜,PE膜的張力大致在1.5~2.5N之間,PA膜的張力可以根據(jù)實(shí)際情況控制在7~15N ??磸埩κ欠窈线m的方法是在復(fù)合過(guò)程中停止機(jī)器,在收卷處用刀片劃十字型,看復(fù)合薄膜卷曲方向,向哪個(gè)方向卷曲,說(shuō)明這層膜張力過(guò)大需減小;或者增加另一層膜的張力。最理想的狀態(tài)是劃出十字口后復(fù)合膜保持平整。要視不同的兩層材質(zhì)進(jìn)行張力的調(diào)節(jié)。
2、上膠量
上膠量是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,要控制好上膠量,首先要調(diào)節(jié)兩個(gè)盛膠輥之間的距離,注意左右兩邊的距離一定要保持一致,這樣才能確保復(fù)合膜從左到右上膠量均勻。同時(shí)保持涂膠輥良好的光潔度,不能有異物存在。調(diào)整盛膠輥兩端的間隙時(shí)要等鋼輥完全預(yù)熱以后再進(jìn)行。盛膠輥之間的粘合劑液面應(yīng)盡量保持低一點(diǎn),以隨時(shí)向輥中加入新鮮的膠液。由于無(wú)溶劑復(fù)合產(chǎn)品下機(jī)時(shí)仍處于初粘力為零的狀態(tài),無(wú)論外觀或復(fù)合強(qiáng)度都無(wú)法預(yù)測(cè),也不能借鑒干式復(fù)合那樣對(duì)快速固化的小樣進(jìn)行檢驗(yàn),通常只有在復(fù)合產(chǎn)品固化24h后才能對(duì)最終性能進(jìn)行評(píng)估。因此,由于上膠量少并初粘性低,如果是采用無(wú)溶劑復(fù)合,則必須對(duì)尼龍膜的表面光潔度有更高要求,在購(gòu)貨時(shí)就要說(shuō)明,對(duì)供應(yīng)商提出要求。
3、油墨和殘留溶劑
無(wú)溶劑復(fù)合無(wú)法降低由于印刷造成的殘留溶劑,因此對(duì)印刷殘留溶劑的控制提出了更高的要求。無(wú)溶劑不含有機(jī)溶劑,不會(huì)增加殘留溶劑,但同時(shí)也不會(huì)降低由于印刷而帶來(lái)的溶劑殘留。只有將印刷殘留溶劑控制在3mg/m2以下,才能真正杜絕最終成品的異味。
一般用于尼龍膜印刷的凹印里印油墨類(lèi)型是聚氨酯樹(shù)脂油墨, 聚氨酯體系的油墨其油墨連接料中的胺基會(huì)消化粘合劑的固化劑而造成膠液不干現(xiàn)象, 其次聚氨酯油墨體系中還往往加入三元羥基改性氯醋樹(shù)脂,這也是造成油墨與膠水不干的因素之一。為此,在使用聚氨酯體系的油墨印刷時(shí),應(yīng)加入硬化劑,或者在配膠時(shí)最好以酮類(lèi)溶劑做真溶劑,用作溶解油墨的連接料樹(shù)脂。我們常用的聚氨酯樹(shù)脂油墨的溶劑有:丁酮(甲、乙酮)、異丙醇、甲苯等溶劑。這三種溶劑中,丁酮的揮發(fā)速率最快,在印刷過(guò)程中,由于丁酮的量沒(méi)有得到及時(shí)的補(bǔ)充,造成墨槽中的油墨因樹(shù)脂的溶解性不佳而發(fā)脹,粘度上升,影響油墨對(duì)薄膜的附著能力。因此在使用聚氨酯油墨時(shí),稀釋溶劑中丁酮必須保持足夠的量,以滿足溶解樹(shù)脂的需求。聚氨酯樹(shù)脂油墨在夏季印刷時(shí),油墨粘度上升較快,操作時(shí)應(yīng)及時(shí)不斷地補(bǔ)充稀釋溶劑,保持墨槽中的油墨始終處于一個(gè)相對(duì)低的粘度,保證印刷質(zhì)量的穩(wěn)定,以免出現(xiàn)象漏印、小網(wǎng)點(diǎn)丟失、色差、堵版、粘背等質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。同時(shí),還可以加8%~15%的固化劑, 以防出現(xiàn)膠水不干現(xiàn)象。
在印刷油墨加入的混合溶劑中,有的溶劑可以溶解油墨中的連結(jié)料,稱(chēng)之為真溶劑,有的溶劑單一使用則不能溶解油墨中的連結(jié)料,稱(chēng)為假溶劑。由于溶劑之間揮發(fā)性不同,如果真溶劑先揮發(fā),則油墨中溶劑的比例受到破壞就會(huì)出現(xiàn)油墨樹(shù)脂析出沉淀等現(xiàn)象。所以應(yīng)及時(shí)補(bǔ)加真溶劑,當(dāng)溶劑平衡性較差時(shí),應(yīng)添加一些蒸發(fā)速度較慢的真溶劑,以保持溶劑揮發(fā)性的平衡。各種類(lèi)型的油墨由于油墨樹(shù)脂的不同,針對(duì)使用的真溶劑也不同,一定要先搞清楚使用哪種類(lèi)型的樹(shù)脂油墨,才能對(duì)應(yīng)使用相應(yīng)的真溶劑。
由于水分帶入到含有異氰酸酯基(--NCO)的粘合劑系統(tǒng)中, 會(huì)引起凝膠和白化。這主要是:1摩爾的水(H2O) 可以和1摩爾的含有異氰酸酯基(-NCO) 的粘合劑的固化劑反應(yīng)生成胺和二氧化碳 R-NCO+H2O →R- NH2+CO2↑。這一步反應(yīng)雖然不是很快, 但比起與主劑的反應(yīng)要快得多(有人做過(guò)試驗(yàn),會(huì)快10倍以上)。由于固化劑與水反應(yīng)在先, 從而改變了主劑與固化劑的配比, 使粘合劑不能正常固化, 而與水生成的CO2氣體在復(fù)合制品鼓脹, 造成氣泡和針孔,與水反應(yīng)產(chǎn)生的胺繼續(xù)與1摩爾的含異氰酸酯基(-NCO) 反應(yīng), 生成縮二脲, R-NCO+R2--NH2--RNHCONHR↓。該產(chǎn)品是一種白色結(jié)晶, 不溶于醋酸乙酯中而呈現(xiàn)膠液的白化, 生成的縮二脲逐漸積累, 使復(fù)合花輥堵塞而造成上膠量不足, 產(chǎn)生廢品。
企業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)早上復(fù)合膠液還正常使用,到下午就膠液混濁變白并有沉淀的現(xiàn)象就是這個(gè)原理。因此在配制粘合劑時(shí),應(yīng)隨配隨用,不要放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng),在配制時(shí)保證固化劑量,使其盡量往上限靠,一股不超過(guò)正常用量的10%(應(yīng)視實(shí)際情況調(diào)節(jié))。
殘留溶劑必須在印刷工序中清除,因無(wú)溶劑復(fù)合不使用有機(jī)溶劑,也就在復(fù)合工序中不存在溶劑的殘留。由于尼龍膜對(duì)于水分子的敏感性,在選購(gòu)溶劑時(shí),應(yīng)對(duì)溶劑的質(zhì)量(純度)嚴(yán)加控制。溶劑的品質(zhì),決定溶劑的殘留。因此在印刷過(guò)程對(duì)于異丙醇等溶劑的加入就應(yīng)特別慎重和控制。
3、生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境衛(wèi)生和溫濕度
無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)車(chē)間對(duì)環(huán)境要求相對(duì)嚴(yán)格些,對(duì)空氣中的濕度也有一定要求。因?yàn)闊o(wú)溶劑復(fù)合速度快,如果空氣中有灰塵、雜物、蚊蟲(chóng)都會(huì)影響設(shè)備的精度和成品的透明度。并且,無(wú)溶劑復(fù)合的膠粘劑是聚氨酯型,其主劑為異氰酸酯類(lèi),其官能團(tuán)是一個(gè)非?;顫姷幕鶊F(tuán),容易和空氣中的水產(chǎn)生反應(yīng),在膠粘劑固化后會(huì)有氣泡產(chǎn)生,因此環(huán)境濕度一般控制在小于75%以下。
尼龍膜具有吸潮性,吸潮后會(huì)引起一系列不良質(zhì)量后果,因此對(duì)尼龍膜的使用環(huán)境和存放環(huán)境都有特別要求。一般尼龍膜應(yīng)存放在23℃± 3℃左右,干濕差在65% ±5% 范圍內(nèi)比較理想。尼龍膜不能直接放置于地板、露天,以免受潮吸濕。而生產(chǎn)環(huán)境的干濕差一般不超過(guò)80%,若達(dá)80%應(yīng)停止生產(chǎn)(特別是復(fù)合生產(chǎn))以免產(chǎn)生不良因素??稍谏a(chǎn)車(chē)間加放排風(fēng)扇和除濕機(jī),加強(qiáng)室內(nèi)空氣流通,有的企業(yè)將尼龍材料安排在中午時(shí)間段生產(chǎn)??傊跐穸瘸^(guò)70%時(shí)一定要慎重使用。在氣溫偏低或濕度偏大時(shí)使用,一定要開(kāi)啟印刷和復(fù)合機(jī)的預(yù)熱設(shè)備,先將尼龍膜預(yù)熱,烘干附于尼龍膜表面的水分,以利于印刷、復(fù)合生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
冷凝水一般在凈化罩排風(fēng)口或空調(diào)機(jī)排風(fēng)口, 在此冷熱空氣交匯的地方, 很容易使熱空氣上升所帶來(lái)的水蒸氣慢慢凝集, 到了一定程度就掉下來(lái), 產(chǎn)生白色或淺黃色的拖尾痕跡, 嚴(yán)重影響膜的外觀和使用。在此,要求生產(chǎn)車(chē)間要定時(shí)擦掉排風(fēng)口以及一切可能產(chǎn)生冷凝水的部位,保證冷凝水不掉在薄膜表面。因此,在生產(chǎn)工藝上要考慮地域和溫差的影響,還要考慮膠粘劑的耐氣侯性,隨時(shí)調(diào)整膠粘劑的配比,否則將造成膠水不干、反應(yīng)不完全等現(xiàn)象。
4、熟化
固化是無(wú)溶劑復(fù)合生產(chǎn)工藝中十分關(guān)鍵的一個(gè)工序,是關(guān)系到印復(fù)質(zhì)量好壞的關(guān)健,熟化目的是讓膠粘劑進(jìn)一步交聯(lián),若完全交聯(lián),分子排列整齊就可以提高復(fù)合牢度。另一方面可以將半成品復(fù)合膜中的殘留溶劑排出以減少殘留溶劑量,從而減少剝離強(qiáng)度不良,開(kāi)口性差、有異味等問(wèn)題。使用高阻隔性材料,如PET、BOPA等材料要將殘留溶劑在熟化過(guò)程中排出就較因難,一定要在印刷和復(fù)合烘干中盡量排除,以減少溶劑殘留產(chǎn)生的不良后果。
固化溫度和時(shí)間對(duì)復(fù)合質(zhì)量有很大影響。固化條件會(huì)對(duì)最終復(fù)合產(chǎn)品的復(fù)合牢度、鍍鋁層的轉(zhuǎn)移性、熱封層的摩擦系數(shù)等產(chǎn)生一定影響,千萬(wàn)不能象干式復(fù)合對(duì)待熟化一樣馬虎應(yīng)付。無(wú)溶劑復(fù)合成品熟化較慢,無(wú)法滿足快速固化、快速出貨的要求。由于無(wú)溶劑黏合劑分子量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于干式復(fù)合黏合劑,所以復(fù)合產(chǎn)品的固化反應(yīng)需要相對(duì)更多的時(shí)間,一般來(lái)講,保證40℃、48h的熟化條件是必要的。復(fù)合膜收卷后,由于粘合劑初粘性差(一般僅0.2~0.3N/15mm),并且在熟化過(guò)程中粘合劑依然會(huì)流動(dòng),所以,復(fù)合膜下機(jī)后最好能橫向懸掛起來(lái),也可用人工翻轉(zhuǎn),對(duì)熟化過(guò)程進(jìn)行室溫均勻性操作。為防止膜根處嚴(yán)重皺折,收卷所用的紙芯最好用6英寸的紙芯。室溫偏差小于2%,熟化48h。
由于無(wú)溶劑膠液徹底交聯(lián)時(shí)間長(zhǎng), 在國(guó)外有的完全熟化需7~10天,因此必須嚴(yán)格按膠粘劑廠家要求條件進(jìn)行固化。熟化無(wú)論采用外加熱或內(nèi)加熱, 都以達(dá)到固化室內(nèi)溫度穩(wěn)定、均勻?yàn)槟康摹R话憧砂匆髸r(shí)間進(jìn)行熟化,如若固化時(shí)間過(guò)短,可能導(dǎo)致膠粘劑固化不完全,而影響剝離強(qiáng)度和殘留異味,而固化時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則可能導(dǎo)致薄膜開(kāi)口性不良。從試驗(yàn)的結(jié)果看,兩層或蒸煮的薄膜需要低溫長(zhǎng)時(shí)間固化,而鍍鋁膜復(fù)合則需要提高固化溫度,減少固化時(shí)間來(lái)降低脫鋁的機(jī)率,而高溫蒸煮袋一般需要50~55℃、72h的固化才能滿足固化要求。業(yè)內(nèi)有人提出二次熟化的工藝,即: 將多層基材復(fù)合好后, 先放于50℃的烘房里熟化36h, 然后取出分切和制袋。再將分卷好的半成品和制袋好的成品放在70℃下保持12h(PE為內(nèi)膜) 或在90℃下保持3h(CPP為內(nèi)膜) 進(jìn)行短時(shí)間的二次熟化(特殊熟化工藝), 其熟化效果比一次性長(zhǎng)時(shí)間熟化效果更好。在有鋁箔和真空鍍鋁的產(chǎn)品中也有先將復(fù)合鋁箔和鍍鋁的半成品先熟化24h,而后再?gòu)?fù)合熱封層后再熟化24h, 以提高復(fù)合剝離牢固。以上方法在大批量生產(chǎn)前,一定要做好實(shí)驗(yàn)取得參數(shù),認(rèn)為可行再使用。
三、常見(jiàn)問(wèn)題分析
無(wú)溶劑復(fù)合同干式復(fù)合相比的最大特點(diǎn)是初粘力低,涂布量小,出現(xiàn)的各種質(zhì)量問(wèn)題大多也與這兩個(gè)因素相關(guān)。當(dāng)然,其它很多因素也會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量,如無(wú)溶劑膠耐熱性比較敏感,一股烘干溫度在90℃以下,超過(guò)90℃會(huì)產(chǎn)生汽化。并且無(wú)溶劑膠最怕酸性物質(zhì),因此應(yīng)考慮內(nèi)容物的含酸性,最好大批量生產(chǎn)前能做含3%~5%酸性的測(cè)試,可行后再擴(kuò)大生產(chǎn)。
1、氣泡
1) 上膠量不足,引起的氣泡
上膠量是個(gè)相對(duì)的概念,不同的基材上膠量通常不一樣。具體的用量需要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)而定,如果上膠量太小,不但造成剝離強(qiáng)度下降,還會(huì)由于上膠量和油墨浸潤(rùn)不充分留有氣泡。這在鍍鋁和白色印刷膜復(fù)合上顯得更為明顯。
2)濕度太大,引起的氣泡
無(wú)溶劑復(fù)合所用的膠粘劑是聚氨酯型,少量的水即會(huì)消耗膠粘劑里大量的異氰酸酯,并產(chǎn)生大量的氣體。產(chǎn)生的氣體如來(lái)不及排出,在熟化期間會(huì)將復(fù)合的兩層基材脹起,在膠黏劑固化后留下氣泡。在夏季多雨季節(jié),空氣濕度大,高于70 % 時(shí),氣泡產(chǎn)生的幾率會(huì)明顯增多。因此,生產(chǎn)過(guò)程中給無(wú)溶劑提供一個(gè)溫度、濕度比較穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境是非常必要的。
3)復(fù)合工藝
主要是指控制設(shè)備的一些工藝參數(shù),主要包括復(fù)合壓力、收卷張力、涂布溫度、復(fù)合溫度、車(chē)速太快而涂布效果不佳等。因?yàn)闊o(wú)溶劑復(fù)合剛下機(jī)時(shí)沒(méi)有初粘力的,如果不能控制好相應(yīng)的參數(shù),就會(huì)引起氣泡的產(chǎn)生。
4)油墨干燥不良,導(dǎo)致的氣泡
油墨干燥不良也會(huì)在復(fù)合時(shí)產(chǎn)生氣泡,這個(gè)原因常常被人們忽略。油墨殘留高產(chǎn)生的氣泡很有特點(diǎn):氣泡往往出現(xiàn)在油墨疊印率高的部分,疊印率低的地方氣泡很少。
要消除此類(lèi)氣泡只能處理印刷膜,比如將印刷膜用印刷機(jī)或復(fù)合機(jī)重新干燥一遍再?gòu)?fù)合,一般能消除氣泡。再不行就只能降低復(fù)合速度了。上面描述過(guò)的干燥不良的復(fù)合制品,溶劑殘留一定超標(biāo),新版GB/T10004-2008規(guī)定,印刷復(fù)合后殘留溶劑量不能大于5mg/㎡。因此,在印刷工序就必須控制好殘留溶劑,以防殘留溶劑多帶來(lái)一系列的質(zhì)量問(wèn)題。一般溶劑殘留量在印刷工序后一定要低于3mg/㎡,才能符合GB/T10004--2008標(biāo)準(zhǔn)要求。
5)熟化溫度控制不合適,未能消除的氣泡
復(fù)合膜一下機(jī)就沒(méi)有氣泡較為少見(jiàn),但一般情況下熟化后能消除小氣泡。因?yàn)闊o(wú)溶劑膠粘劑復(fù)合后還具有一定的流動(dòng)性,我們稱(chēng)為“二次流平”。
同樣的溫度,分子量大的膠流動(dòng)性差。溫度越高,膠的流動(dòng)性越好,同時(shí)膠的反應(yīng)速度也越快,膠的粘度增加也越快,能夠流動(dòng)的時(shí)間也越短。所以應(yīng)該控制好熟化室的溫度,一般不高于50℃,不低于35℃(可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)。有的熟化室用紅外線燈管加熱,熟化室內(nèi)空氣循環(huán)量小,造成空間各處溫度不一致,實(shí)際溫度未全部達(dá)到溫度計(jì)指示的刻度,這樣很容易受熱不均勻,出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。
2、白斑
所謂白斑,是指復(fù)合后有油墨的地方出現(xiàn)不同于其他部分的白色小點(diǎn)。
1)油墨與膠水不相容
特別是滿版油墨印刷更容易產(chǎn)生。這是由于油墨與粘合劑相容性不好,匹配不良造成的。比較輕微的是復(fù)合后一部分粘合劑滲透到油墨中,使油墨看上去有些發(fā)灰,而沒(méi)有粘合劑滲透的油墨處則發(fā)白出現(xiàn)白斑、缺色,復(fù)合真空鍍鋁膜時(shí)透鋁。嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)印刷油墨大面積暈染。
2)涂膠輥、復(fù)合輥的表面光潔度太差或粘有異物
此時(shí)表現(xiàn)為局部間斷重復(fù)出現(xiàn)斑點(diǎn)??梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量重復(fù)出現(xiàn)的兩斑點(diǎn)的間距來(lái)判斷是哪根輥上有異物,清理干凈即可。
3)油墨遮蓋率差產(chǎn)生白點(diǎn)
此時(shí)表現(xiàn)為白色和淺色油墨出現(xiàn)白點(diǎn),而深色部分外觀良好。解決辦法是提高白墨的遮蓋力,如檢查白墨的細(xì)度,研磨細(xì)度好的油墨,提高遮蓋力,最簡(jiǎn)單的方法是重印一次白墨。也可在購(gòu)買(mǎi)油墨時(shí)進(jìn)行細(xì)度及遮蓋力檢驗(yàn),合格后再使用。
4)膠粘劑涂布不均,上膠量低
沒(méi)有足夠的粘合劑可滲透到全部油墨中而產(chǎn)生的白點(diǎn),或膠粘劑與油墨的相容性太差。 復(fù)合鍍鋁膜或鋁箔更容易出現(xiàn)白點(diǎn),鍍鋁和鋁箔面反射的光線通過(guò)氣泡時(shí)遇到斷面,會(huì)產(chǎn)生折射或漫反射,形成白點(diǎn)。解決方法:可適當(dāng)增加涂布量,控制好復(fù)合張力,使涂布均勻。
5)基材膜張力不均
基膜張力不均,進(jìn)入復(fù)合輥之前打折,造成局部復(fù)合效果差,出現(xiàn)氣泡,宏觀表現(xiàn)為白斑。
6)復(fù)合和涂膠壓力
復(fù)合部位或涂膠部位壓力設(shè)置不當(dāng),呈大小頭。壓力不均使得膠液中的空氣不能在復(fù)合過(guò)程被排出。另外,復(fù)合時(shí)第二基材與復(fù)合壓輥的夾角不能太大,否則容易夾雜空氣形成氣泡。
7)兩基材膜面粗糙度太大;添加劑上浮
以往基材膜面粗糙度一般在0.08~0.16um(用無(wú)溶劑膠膜表面粗糙度應(yīng)更低些)。若高于這個(gè)粗糙度,那么膜表面凹凸嚴(yán)重,高低不平,油墨及膠粘劑很難將凹凸穴填平,從而造成復(fù)合氣泡(宏觀為白斑或斑點(diǎn))或復(fù)合不牢現(xiàn)象。若基膜添加劑質(zhì)量偏劣或受熱上浮,也會(huì)產(chǎn)生白斑。
3、發(fā)粘
1)膠水混膠比例不對(duì)
配有打膠機(jī)的客戶(hù)特別注意:應(yīng)經(jīng)常、及時(shí)對(duì)打膠機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)和清理,特別是打膠機(jī)的密封性要好,否則異氰酸酯組分容易與水汽反應(yīng)而變質(zhì)。如果打膠機(jī)打出的兩組分比例錯(cuò)誤,就會(huì)引起膠水不固化和發(fā)粘現(xiàn)象。
打膠機(jī)的核心是打膠泵,不管是柱塞泵還是齒輪泵,一般都會(huì)有膠液比例失調(diào)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)新膠泵在初期使用時(shí)都不會(huì)有問(wèn)題,但隨著年限的延長(zhǎng),若是相關(guān)維護(hù)、保養(yǎng)措施跟不上。打膠泵一旦出現(xiàn)問(wèn)題,粘合劑配比失衡而不報(bào)警,就會(huì)出現(xiàn)批量的質(zhì)量事故。一般來(lái)說(shuō)只要比例確定,一定溫度下剛混合后的膠液折射率是一定的,雖然實(shí)際操作中,因?yàn)闇囟?、測(cè)試時(shí)間的影響,折射率會(huì)有一些變化,但都是有規(guī)律可循的。折射率的檢測(cè)可以隨時(shí)進(jìn)行,且不影響在線生產(chǎn),操作十分方便。企業(yè)可以通過(guò)檢測(cè)折射率來(lái)判斷混膠比例是否準(zhǔn)確。
2)膠水?dāng)嚢璨痪鶆?/p>
膠水?dāng)嚢枰浞?,攪拌至膠液澄清就表明已經(jīng)均勻,特別是人工攪拌感覺(jué)更明顯。
3)膠水中異氰酸酯組分變質(zhì)
膠水中異氰酸酯組分很容易與空氣中的水分反應(yīng)而使膠水失效,所以這需要我們?cè)趦?chǔ)存和使用過(guò)程中特別注意。
有時(shí)鍍鋁材料復(fù)合有發(fā)粘現(xiàn)象,而透明材料復(fù)合就沒(méi)有類(lèi)似問(wèn)題。這主要是由于鍍鋁材料比透明材料有更好的親水性,鍍鋁薄膜上的水分與膠水發(fā)生反應(yīng)所引起??梢酝ㄟ^(guò)增加異氰酸酯組分用量來(lái)解決,或在鍍鋁材料涂膠也會(huì)得到一定程度的改善,同時(shí)要特別注意鍍鋁材料的存儲(chǔ)與保護(hù),復(fù)合前杜絕打開(kāi)包裝。
4、褶皺
1)復(fù)合工藝
兩基材張力不匹配,收卷張力不合適。只要調(diào)整好設(shè)備的工藝參數(shù)即可。若基材本身存在厚薄不均現(xiàn)象,經(jīng)展平輥調(diào)節(jié)無(wú)效則應(yīng)調(diào)換基材。
2)固化不完全
有的復(fù)合膜在室溫下剝一剝好像不粘了,但制袋后熱封邊蜷曲,產(chǎn)生細(xì)小皺紋,這是較輕的“固化不完全”。要保證熟化時(shí)間充分。
3)吸濕
由于吸濕,膜發(fā)生形變。保證購(gòu)回來(lái)的膜盡快能用完,不用的膜應(yīng)該存放在干燥的地方。特別注意在高溫高濕天氣中,使用易吸潮的尼龍膜材料,應(yīng)在使用時(shí)才打開(kāi)包裝膜,以免受潮變形。
4)設(shè)備原因
A:輥面不清潔。
一般導(dǎo)輥表面應(yīng)該潔凈,無(wú)任何雜物粘附于上面,導(dǎo)輥表面應(yīng)是達(dá)到鏡面度。若有雜物附著,可能產(chǎn)生張力不穩(wěn)而導(dǎo)致材料運(yùn)行偏離產(chǎn)生褶皺。
B:輥水平不夠。
同樣導(dǎo)輥水平不夠也可產(chǎn)生材料行走張力不穩(wěn)而產(chǎn)生褶皺。
5)縱向死折
出現(xiàn)這種情況的主要原因是基材本身張力不均(平整度差),而無(wú)溶劑復(fù)合對(duì)基材平整度要求相當(dāng)嚴(yán)格,可以從以下幾方面調(diào)節(jié):
A:加大放卷及收卷張力,兩者相互配合,以防收縮。
B:打開(kāi)主放卷薄膜預(yù)熱系統(tǒng),使膜變得柔軟,減少?gòu)?fù)合后薄膜的應(yīng)力;
C:提高車(chē)速,在無(wú)溶劑各個(gè)導(dǎo)輥中都有導(dǎo)向槽,并且相鄰兩輥的導(dǎo)向槽正好相反,就是為了高速?gòu)?fù)合時(shí)更好起到展平的作用。
5、剝離強(qiáng)度低
1)膠粘劑的選擇
PET或NY印刷膜,經(jīng)常發(fā)生透明部分剝離度低,而油墨部分較差甚至起皺的現(xiàn)象。
這類(lèi)薄膜常用聚氨酯油墨印刷,一般聚氨酯連接料都含羥基等活性基團(tuán),當(dāng)膠粘劑中的固化劑被其他因素消耗至臨界狀態(tài)時(shí),再增加油墨中活性基團(tuán)的消耗,造成膠粘劑固化不完全。最好的解決方法是托底白墨中加專(zhuān)用的油墨固化劑,不然只能增加膠粘劑中固化劑的量。主劑和固化劑的正確配比要我們根據(jù)實(shí)際情況做調(diào)整?!肮袒煌耆背潭扔袇^(qū)別,現(xiàn)象也不一樣,有的發(fā)粘,有的感覺(jué)不出來(lái),但共同的現(xiàn)象是剝離強(qiáng)度不高。
2)膠粘劑涂布及上膠量
這種問(wèn)題只要能使上膠量充足,剝離力就立即能上來(lái)。另一方面,應(yīng)根據(jù)實(shí)際用途選擇相應(yīng)的膠水。并保證涂膠均勻及足夠的上膠量。
3)復(fù)合基材的表面張力(電暈值)
薄膜電暈處理不好,基材表面張力低,膠粘劑不能充分潤(rùn)濕基材表面。
基材表面張力值不夠等原因大家已很熟悉了,在這里要提醒大家的是極性基材的表面張力,即PET和PA膜。這類(lèi)基材本身表面張力就很高,似乎不處理或處理差一點(diǎn)關(guān)系不是很大。尤其是VMPET,國(guó)內(nèi)常用單面處理PET去鍍鋁,未處理面用于和熱封基材復(fù)合,有時(shí)會(huì)造成剝離強(qiáng)度差。因此,在每卷膜投產(chǎn)前一定要測(cè)量好表面張力值。
4)基材中的添加劑影響
基材中的添加劑太多,遇熱上浮,能使膠粘劑層產(chǎn)生降解而失去粘合力。
四、結(jié)語(yǔ)
對(duì)于OPP、CPP等基材,有很多廠家已經(jīng)能熟練采用無(wú)溶劑復(fù)合。對(duì)于尼龍膜的無(wú)溶劑復(fù)合工藝,企業(yè)應(yīng)該慎重考慮尼龍膜的吸水性,在膜的平整度、油墨、膠水、工藝參數(shù)的選擇方面,予以重視,并一定要先經(jīng)過(guò)小試,得到正確的工藝參數(shù)后,再批量生產(chǎn)。