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无溶剂胶复合工艺异常现象的处理
时间:2014-04-01   来源: 包装前沿   阅读:4040次

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摘要:本文详细分析了无溶剂复合工艺中常见的纸塑脱离、镀铝转移、气泡等质量问题出现的原因,并介绍了相应的解决方法。

  软包装无溶剂复合工艺出现异常现象,通常是由于纸张、薄膜、油墨、胶粘剂、机器设备等客观因素以及温度、压力、速度、上胶量、客户使用等主观因素造成。下面根据我公司单组分FC-7146和双组分FC-7201/CK7302胶粘剂在复合工艺中的实际应用情况,归纳整理几种常见异常现象的成因及处理方法。希望能为使用无溶剂复合工艺的生产企业带来一些技术借鉴。

  一、纸塑脱离现象

  纸塑复合的实质是用胶粘剂做为中间介质,在覆膜机的滚筒上,在加热加压的外力作用下,对纸张的植物纤维与塑料的非极性高分子聚合物薄膜和油墨层双向润湿、渗透、氧化结膜干燥,从而产生有效的吸附力,使纸塑牢固粘合。

  纸塑脱离现象主要表现为复合膜剥离强度不足,胶不干,纸张印刷品与塑料薄膜上面的胶粘层脱离。此现象容易在印刷面积比较大及大实地产品中出现。因表面油墨层较厚,胶水难以润湿、扩散、渗透。

  1、主要原因

  影响纸塑脱离的因素有许多,纸张的平滑度、匀度、含水量、塑料薄膜的各项性能、印品墨层的厚薄度、辅助材料用量、纸塑复合时的温度与压力、生产环境卫生状况以及温度、相对湿度等都会对纸塑复合的最终结果产生一定影响。

  2、处理方法

  (1)油墨的墨层太厚,造成胶粘剂的渗透和扩散,使得纸塑脱离。处理方法是增加胶粘剂的涂布量以及增加压力。

  (2)墨层未干或未干透时,墨层中残留溶剂的成分使粘合力减弱形成纸塑脱离。处理方法是等产品油墨干透后,再进行复合。

  (3)印刷品表面残留的喷粉也会阻碍纸张与塑料薄膜的粘合形成纸塑脱离。处理方法是利用机械和人工方式擦除印刷品表面的粉质后再复合。

  (4)操作工艺不规范、压力偏小,机速较快,导致纸塑脱离。处理方法是严格按工艺规范操作,适当增加覆膜的压力、降低机速。

  (5)胶粘剂被纸张及印刷油墨吸收,涂布量不足引起的纸塑脱离。应对胶粘剂重新配方和按厂家要求确定上胶量。

  (6)塑料薄膜表面电晕处理不够或超过使用期,使处理面失效引起的纸塑脱离。应按薄膜覆膜的电晕标准对塑料基材电晕或更新塑料薄膜。

  (7)在使用单组分胶粘剂时,因空气湿度不足引起的纸塑脱离,则应根据单组分胶粘剂加工工艺的湿度要求,进行人工加湿。

  (8)确保胶粘剂在保质期内,并按生产厂家要求保管和使用,如双组分自动混胶机处于良好状态,保证配比的准确、均匀、充分。

  二、镀铝转移现象

  镀铝膜既有塑料薄膜的特性,又在某种程度上替代了铝箔,起到提高产品档次的作用,而且相对成本较低。但在生产过程中,常常会发生镀铝层转移的问题,从而导致复合膜剥离强度降低,使产品性能下降,严重的甚至会影响包装内容物的质量。

  镀铝转移产生的根源是镀铝层与基材之间的结合力小于镀铝层与胶水层的结合力,导致复合膜整体剥离强度下降,从而出现镀铝层大量脱离基材而向胶水层迁移的现象。

  目前使用最多的镀铝膜有VMCPP、VMPET两种,相应的复合膜结构则有OPP/VMCPP、PET/VMCPP、PET/VMPET等几种。在实际应用当中,最容易出问题的是PET复合VMPET,因为它经常被应用在中层复合。这是因为作为镀铝的基材,CPP与PET在拉伸性能方面存在很大差别,PET的刚性较大,一旦与同样也有极大刚性的材料进行复合,在胶粘剂固化成型的过程中,由于有内聚力的存在,很容易造成对镀铝层附着性的破坏,从而使镀铝层发生迁移。

  主要原因及处理方法:

  (1)上胶量过大。上胶量要适当,上胶量过小,无疑会造成复合牢度较小,容易剥离;但上胶量太大导致挥发假干。其次,涂布的胶量大,固化时间长,对镀铝层的渗透作用就强。所以应该根据基材和用途,经过小试来确定合理的工艺参数,选择一个合理的上胶量。

  (2)熟化条件不良,主要是熟化温度过高。控制固化时间,适当降低熟化温度可以减少镀铝的转移。

  (3)胶水混配比例不正确。降低固化剂比例在一定范围内可以改善镀铝转移,具体方法是在配工作胶液时,减少固化剂的用量,使主剂与固化剂的交联反应程度有所降低,从而减少了胶膜的脆性,使其保持良好的柔韧度和伸展性从而控制镀铝层的转移。

  (4)胶粘剂选型不正确。选用合适或专用的胶粘剂。在复合镀铝膜时,不要使用粘度太低的胶粘剂,因为低粘度的粘合剂分子量小,分子间的作用力较弱,较强的分子活性容易渗透到镀铝里面影响镀铝的附着能力,

  (5)基材本身质量差。改换适应的基材。

  (6)操作张力过大,将镀铝膜拉伤导致弹性变化,导致转移。控制好张力,在镀铝放卷时,张力必须控制好。原因是镀铝膜在张力作用下会拉伸,产生弹性形变。其镀铝层相应地容易松动,附着力也相对减小了。

  (7)残留溶剂过大会破坏镀铝,因为镀铝薄膜的镀铝层比较薄,难免会有一些针孔,残留的溶剂渗透进镀铝层破坏铝层造成镀铝转移。

  三、气泡现象

  所谓气泡是指两层膜未完全贴合,复合成品胶膜和基材有空档、气体存在,镀铝膜复合时,就会产生针尖似的白点。实质是涂布的胶水不足以填平复合膜中的油墨层的空隙和材料表面的凹坑,也称为气泡。气泡不一定是鼓起的,也会以其它形式存在。只要两层膜之间未完全贴合,透明度就有差异,就会呈现我们常说的“气泡”。

  1、主要原因

  复合基材的种类不同,其物理性能也有很大差别(如透气性),对复合膜气泡的形成也有很大关系。一般地说,透气性好的基材(如BOPP、CPP、CPE、LDPE)之间或一种透气性差的复合基材(如PVDC、BOPA)和另一种透气性好的复合基材之间复合,不易产生气泡。而如果两种基材透气性都比较差,他们之间进行复合时,则容易产生气泡,如PVDC和BOPA之间复合。这是由于两种复合基材的透气性都比较差,胶粘剂在复合单元上胶系统上不可避免地混入少量的空气。同时,异氰酸酯类胶粘剂本身,在复合膜熟化阶段交联固化的同时,也产生二氧化碳(CO2)等气体副产物。这样,便产生大量微小气泡,从而影响复合膜的表观质量。同时,为了使复合基材具有一定的表面张力,要对基材的表面性能进行一定的处理,如电晕处理等,以改善复合基材表面的润湿性和提高粗糙度,但粗糙度超过一定的限度时,又难以被粘稠的胶液填充。这样,在这些微小的啮合面之间便形成了大大小小的气泡。

  胶粘剂的粘度也是产生气泡的重要原因。一般来说,胶粘剂的粘度与胶粘剂分子量大小、增塑剂、稀释剂种类有关,而且常温下胶粘剂一般粘度较高、流动性差,因此复合时,为了降低粘度和提高流动性,需要在较高的温度下保温使用。双组分胶粘剂使用温度越高、混合存放时间越短、主剂和固化剂配比越大,则胶粘剂的粘度越大,越不利于气泡的形成,反之越易形成气泡。同样大小的气泡,低粘度的胶能消除,而高粘度胶可能不行,这是因为高粘度胶分子量大,流平性差。

  2、处理方法

  (1)上胶量不足、涂布不均匀引起的气泡,其实是无胶产生的空白点,通过适当增加上胶量可消除。上胶量不足是个相对的概念,决定上胶量的因素除了剥离强度外,涂布的流平性是重要的因素,而涂布的流平性除了上胶量对它有影响外,是否采用匀胶辊,基材、胶粘剂的表面张力,胶粘剂的粘度都会对它产生影响。综合条件好的,上胶量可适当降低。这在镀铝和白色印刷膜复合上显得更为明显。

  (2)湿度太大引起的气泡。原因是胶粘剂NCO组分与水汽反应产生的二氧化碳气体,来不及析出薄膜而积存于薄膜之间,无法透过薄膜挥发出去形成气泡。此现象通过生产时适当控制环境湿度解决。一般相对湿度在70%以下。

  (3)因熟化温度不够,未能消除气泡,应当适当提高熟化温度。熟化室温度不高于50℃,不低于35℃。复合膜一下机就没有气泡较为少见,而熟化能消除小气泡,因为尚未固化的双组分聚氨酯胶粘剂,温度越高流动性越大,“二次流平”在一定程度上可以消除气泡。

  (4)油墨溶剂干燥不充分产生的气泡,是印刷膜溶剂残留导致。一般出现在油墨叠印率高的部分,叠印率低的部分气泡很少。生产中应保证完全干燥后再复合。也可处理印刷膜或降低复合速度解决。

  (5)设备工艺原因引起的气泡,如复合部或涂胶部各辊有损伤或异物,应更换钢辊和清除异物。

  (6)生产工艺原因引起的气泡。主要是指控制一些工艺参数,主要包括复合压力、收卷张力、涂布温度和复合温度。如复合压力太低,应适当增加胶辊压力。复合速度太快,可适当降低复合速度,或提高夹胶辊温度以增加胶粘剂的流动性。薄膜表面有灰尘杂质而引起的气泡,应改善生产车间的环境卫生状况。

  四、结语

  无溶剂复合工艺因为其节能、高效、安全、环保的特点,特别是节省成本的优势,正在被越来越多的软包装企业使用,而用好无溶剂复合工艺,也并不是一件容易的事。它对软包装企业员工的规范操作要求特别高。企业在引进无溶剂复合工艺的时候,要充分考虑这一点。

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