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绝对干货!水性复合牛皮纸干果袋工艺十五问!
时间:2017-05-03   来源: 包装前沿   阅读:16703次

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4月27日下午,由广东包协情报委、《包装前沿》、广东佰合新材料科技股份有限公司共同举办了“水性胶应用与牛皮纸干果袋复合工艺”在线技术交流会,包装前沿技术QQ总群、1群和三个微信群共3000多位群友在线参加。

        交流会分两大部分举行,第一部分由广东佰合新材料科技股份有限公司董事长李星明主讲,主要分析牛皮纸干果袋复合成功的要素和水胶复合牛皮纸的工艺介绍,第二部分是自由探讨,就群友提出的问题进行了在线交流和解答。

        一、水性胶应用与牛皮纸干果袋复合工艺主讲:佰合新材李星明

        (一)水性胶现状

        近年来“袋装干果”的市场需求发展迅猛,仅国内一家知名企业—“三只松鼠”2016年的销售额就突破50亿元,而且仍保持较高的增长速度,干果的海量消费促进干果包袋的需求同步快速增长。

        干果包装的食品安全,包装材料的环保性关系到千万人的健康,也已经引起了国家监管部门的高度重视,在本月19号刚公布新的法令:对食品接触材料强制实行新标准,针对有害物质残留及迁移量提出了更高的要求。

        水性胶,已经在软包装行业应用了多年,但是传统的水性胶在性能上无法满足软包装复合及高温热封制袋、烫拉链的要求。

        (二)水性胶成功应用的三大要素

        水性胶应用与牛皮纸干果袋复合失败的案例数不胜数,接下来,为大家概括一下,成功应用的三大关键要素:

        1、首先要选对胶水型号,在这里给大家推荐的是佰合新材最新产品,专业复合牛皮纸及特种纸的1718型号及配套使用的固化剂1719;1718的主要特点是:①固含量高达55%,配上固化剂后工作浓度接近60%;②初粘力强,完全干式复合,下机剥离立马破纸;③固化速度快,经40—50度熟化24小时,即可适应高温制袋烫拉链;④纯水性,0残留,无异味,高于欧美食品包装胶水检测标准;

        2、要配置适合的复合设备,主要要求:①排风量要大,每小时大于9000立方;各级烘箱升温工作正常②复合压力值要大,复合气缸直径125以上,复合胶辊硬度大于90度,直径尽量小;③根据纸张表面平整度、密度和克重选择适合的网线辊,保证上胶量达到要求,一般选择90—120线压花辊,纸张本身的含水率要低于0.5%。

        3、操作工艺要点:①保证上胶量足够②风量开至最大,再逐步调高各级烘箱温度,确保胶水的水分在烘箱内彻底挥发,;③确保安全生产不损坏设备和材质的前提下,复合辊温度和压力尽量加大。

        (三)具体的复合操作工艺介绍

        接下来,以PET印刷//65克牛皮纸//VMPET//PE为例给大家详细介绍水胶复合牛皮纸的整个工艺:

        1、首先复合PET印刷面与牛皮纸。根据前期测试,结合其表面平整度、密度和克重,确定该规格的牛皮纸需要干胶量4.5gsm以上,我们选择100—120线的网线辊上胶;

        2、预先给复合辊升温,目标75;称好主剂1718和固化剂1719,按照10:1的比例混合,搅拌均匀后抽到胶盘(可以循环),开动网线辊并保持润版,防止胶水堵版;

        3、用印刷部位上胶,牛皮纸做底料,装好料卷,设置好张力,打开所有排风,三级烘箱分别设置为60—70—75;待复合辊升至75,启动,复合压力加至最大,在确保胶水水分完全挥发的前提下,逐步加速,烘箱温度升至设定值后,确保胶水水分干燥的前提下速度调至相对安全的低速(比最高颗干燥速度略低10米每分钟),观察在烘道出口端,胶水干燥充分时,涂胶面是透明的,用手滑过涂胶面无湿粘感觉,如果涂胶面泛蓝光,用手划过涂胶面有湿粘的感觉都表明水分没有彻底挥发,需要适当降低速度;

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        4、暂停,检测复合质量,观察速度最高区域复合质量,胶水水分是否干透?初粘力--剥离是否会破纸?确认两项OK则继续,如果水分没干透,则适当调慢机速,检查烘箱温度和排风是否异常。

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        5、复完表层PET印刷和牛皮纸后,可以马上进行下一道工序---用VMPET镀铝面上胶,与前面的牛皮纸另一面纸复合;工艺要求与上述一致;

        6、接下来复合VMPET与PE。这个结构之前有部分客户采用无溶剂复合,其实也可以用水胶来完成。在批量复合好以上结构,完成了PET—牛皮纸—VMPET后,再集中复合VMPET与PE,因为需要更换网线辊,重设烘箱和复合辊温度;

        7、VMPET与PE采用水胶复合,在这里可以采用160—180线网线辊,保证干胶量在2—2.5gsm,选用佰合1618主剂,搭配1619固化剂进行复合;

        8、采用PE电晕面上胶,热辊温度设置在60以内,三级烘箱的温度分别设置在40—55---60,排风开至最大,保证胶水水分完全烘干再复合,压力开至最大;

        9、复合完成后,停机,保持网线辊空转,松开刮刀,让网线辊表面保留较厚的胶水层,快速回收胶盘内胶水;回收完胶水后,准备好1—2升清洁自来水,压下刮刀,快速把水来回淋在刮刀和网辊之间,把网辊上90%以上胶水冲进胶盘,回收清洗网辊的洗机水另装,(下个工作日,已开封使用过的胶水和洗机水可以混合好优先使用,出现明显粘稠,冻结则已经失效,实效的不可再用,用过的胶水5—20低温密封储存)

        10、复好的料卷放置固化室熟化,45—50度,熟化24小时以上即可制袋,如果材料比较厚,上胶量大于3.5克每平米,需要熟化48小时以上方可制袋。

(固化两天以后耐高温制袋及热封的效果请参考视频)

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        二、自由交流具体问题具体分析

        1、用水性胶做牛皮纸干果袋为何只能采取干式复合?

        佰合新材李星明:

        首先我要解释一下,所谓“干式复合”就是在复合材料在通过复合热压辊的时候胶水不含溶剂和水分,胶体处于完全干燥的状态;与“干式复合”相对应的是“半干式复合”

        或“湿式复合”,后两者在复合瞬间胶体内包含或多或少的溶剂或者水分。

大家都知道,如果仅仅是需要把膜和牛皮纸粘住的话采取“湿式”或者半干式复合很容易做到破纸的效果。但是,如果针对需要高温制袋的卷材,复合前水分没有彻底挥发的话,或者纸张本身含水率太高的话,在复好的膜卷内部势必造成过量的水分残留,被密封在纸层中,常压下水的沸点是100度,而熟化时的温度只有50度左右,既使熟化时间再长也很难把夹在两层不透气的塑料膜中间的牛皮纸包含的水分烘出来。

        如果在高温制袋前,纸张夹层的含水率过高,在200~300高温和高压作用下,水分瞬间气化,由内向外会形成高温高压的水蒸气泡,其冲击力可以瞬间撕裂纸张纤维,导致纸张分层,或者纸与膜分层。

        所以水性胶复合制袋牛皮纸必须要采取完全干式复合,而且必须保证复合之前纸张本身的含水率小于0.5%。


        2、PET//65克牛皮纸//VMPET//PE,复合速度怎样?这个结构如果用无溶剂工艺做的话,两者之间的成本对比如何?

        佰合新材李星明:

        这个结构的复合速度,取决于几方面的因素:

        1、纸张综合情况决定的最低上胶量,2、复合机的干燥效率。

        如果干胶量要求在4gsm左右,复合机干燥速速给力的话,开到100m/min是没有问题的。无溶剂的成本没有核算过,水胶干复牛皮纸的平均成本在11分每平方米左右。


        3、用水胶,一般的干复机排风能达到吗?

        佰合新材李星明:用水胶,排风量要求高一些,最好每小时能达到9000立方以上。


        4、佰合的这一款水胶与一般溶剂胶和水性聚氨酯胶的最大优势是什么呢?特别是在耐温方面?

        佰合新材李星明:

        (1)佰合1718胶水跟水性聚氨酯胶水或其他水胶最大的区别有:

        传统的水胶配方结构简单,合成工艺简单,固含量一般在45%以下,对特殊基材的适应能力较差,干燥后初粘力不强,固化后不耐高温;

        1718胶水是多重交联的水性树脂胶,实际固含高达55以上,搭配固化剂后工作浓度可达60%,是高固含低粘度高流动性的乳液,只需要较少的涂布湿量即可达到牛皮纸复合较高干基量的需求,因为固含高所以干燥速度快,烘干效果更有保障;

        同时1718的干粘性较好,既使在干燥条件下初粘力也很强,下机即可马上破纸,方便随时监控复合质量,一般的水胶其性能无法达到这种水平;

        此外,既使同样是水胶,不同厂家不同配方的水胶其性能差别是很大的,这种差异的大小就好比同样是人,但是不同个体的人与人之间个性和成就无法类比,比方说我本人现在跟马云相比,差距就很大。

        (2)佰合1718与溶剂型干复胶相比,具有如下特点和优势:

        1718胶水不含任何溶剂,因此不存在溶剂残留,也不含任何违禁限制物质,1718更环保、更安全,不含有害溶剂、不含任何违禁有害物,不会燃烧,环保性能高于欧盟的ROHS标准。可以放心使用于高环保要求的食品和药品包装。而溶剂型干复胶水复合牛皮纸时溶剂残留很容易超标,还包含异氰酸酯残留,存在迁移风险,导致包装内食品或药品受到污染和有毒侵害。而且可以节省大量使用溶剂的成本。

        (3)1718胶水与无溶剂胶水相比其特点和优势在于:

        1718更环保、更安全,不含任何违禁有害物,而无溶剂胶水包含异氰酸酯、双酚、醚类残留,存在迁移风险,导致包装内食品或药品受到污染和有毒侵害;其次1718胶水在复合工艺中可以随时把控质量安全,因为有较高的初粘力,下机即可破纸,不容易造成大批量次品和报废品,而无溶剂复合需要熟化两天以上才知道最终效果,有造成大批量、巨额损失的风险。

        佰合的水性胶,在欧盟的ROHS测试中,所有的违禁物质都无法检出,也就是说1718的环保性高于欧盟标准!复过牛皮纸的都知道,即使是溶剂胶复合也是至少一组烘箱不开,势必造成大量溶剂被纸张纤维吸收,如果烘得太干就没有初粘力。

        包装前沿沈晓芸:

        李总您的意思是复合牛皮纸的时候,如果用溶剂胶,很容易残留超标是吗?

        佰合新材李星明:

        是的,溶剂胶复牛皮纸溶剂残留超标是不可避免的,客户经常要在熟化时熟化72小时以上。而1718水性胶24小时就够了。

        包装前沿沈晓芸:

        这么说,水性胶不仅有助于减少残留,还可以大大提高生产效率。

        佰合新材李星明:

        至少在固化环节,水性胶可以节约时间,降低固化能耗。


        5、水胶对车间的湿度有无要求?固化的原理是什么?

        佰合新材李星明:

        理论上而言,车间的湿度越低越好,在梅雨季节或者回南天最好要抽湿,纸张先在固化室作干燥处理,这个要求不仅仅是针对水性胶的,而是针对牛皮纸复合工艺。

        包装前沿沈晓芸:

        那用水胶复合牛皮纸的时候,车间温湿度建议保持在多少为宜?

        佰合新材李星明:

        关于车间的湿度要求尚未做过量化研究,不过至少在广州只要不是太潮湿天气,不需要额外作除湿装置。只要能保证复合前牛皮纸的含水率小于0.5%就可以了。


        6、水胶做出的产品是否都存在发粘的情况?剥离强度能达到多少?

        佰合新材李星明:

        胶水的配方设计不合理或者复合的环节没有把控好(水分没有烘干就进入复合环节)就会出现胶水发粘,固化不好的情况。如果用佰合的水胶,经过佰合专业培训的复合机长不会犯这个错误。


        7、佰合水胶含甲醛吗?

        佰合新材李星明:

        不含。咱们的原材料经过严格检测才入库,能达到香烟包装对胶水的苛刻要求,当然不含甲醛,也不含三苯,如果有疑问,可以委托第三方检测,佰合敢于承担不达标的所有责任。


        8、水胶,车间温度低于10℃,对复合工艺的要求,还有冬天的产品储存稳定性问题。这些能介绍一下么?

        佰合新材李星明:

        车间温度,还有水性胶的储存温度最好不要低于5,咱们的产品在密封前提下,常温5--40,可以存放一年。

        陈孟杰:

        冬天东北地区如何处理长途运输温度低于5度问题?

        佰合新材李星明:

        储运过程中不耐冻是水性胶的弱点。但是可以提前备货,赶在冰冻天气前备够过冬的货,储备在暖库里,我们新疆的客户以前是这么做的。


        9、请问PET复乳白PE复合强度达不到?

        佰合新材李星明:

        PET复合乳白PE可以采用佰合的1618搭配1619固化剂,效果真心不错,

        富美--奕佳:

        水性胶复合了一次试验强度达不到就停用了,陶氏水性胶。

        佰合水胶詹加兴:

        水性胶对PE助剂影响不大


        10、水性胶复合的产品保质期是多少?

        佰合新材李星明:

        佰合水胶的保质期:在密封条件下,常温5--40,可以存放1年以上。已经使用过的胶水,如果没有混合固化剂和水分的,回收密封保存不受影响。加了自来水或者固化剂的可以在(常温5--40)三个工作日内正常使用,无须低温冷藏。

        富美--奕佳:

        这个可以存放一年。那我们生产的包装产品到客户那里他们没有使用的产品可以存放的时间是多长?

        佰合新材李星明:

        复合产品的保质期,就胶水本身的可靠性而言是没有问题的,佰合水性胶固化后在3~5年内时间越久,牢度越好,胶体本身已经变成了塑料,其使用寿命和普通薄膜一样。

        佰合水胶詹加兴:

        这个问题影响因素很多,做出的产品保质期与材质结构,存放,包装条件,环境等有关。

        佰合新材李星明:

        复合只是整个包装制作流程中的一小段工艺,包装的整体质量和使用寿命与各个工艺的品质控制都息息相关。

        富美--奕佳:

        请问塑塑结构的产品保质期?

        佰合水胶詹加兴:

        简单来说按你购买的单层材料的最低保质期去看


        11、有没有比较简单的办法测牛皮纸在生产中的含水率在0.5以下?

        佰合新材李星明:

        测试牛皮纸含水率的方法,就是用烘箱,分析天平就可以了,称一称原纸重量,再把原纸放在100烘箱烘半个小时称重。二者的重量(物理上叫质量)差除以原纸重量就是含水率。

        陈孟杰:

        关健是生产车间怎么测而不是化验室里测试。

        佰合新材李星明:

        那就用普通的电子秤,固化室做工具来测量,烘两个小时,也差不多了。

        陈孟杰:

        0.5的含水率相当低,若超标是否出现质量问题的主因?

        佰合新材李星明:

        0.5是一个安全值,用佰合水胶可以通过固化剂的添加量吸收部分水分,以保证含水率超标时的质量安全。也就是说,纸张含水率高时固化剂可以添加比例大一些。

        佰合水胶詹加兴:

        做纸袋特别是带拉链的水份一定要控制,控制水份这和胶水复合效果影响不大,但会因内含水气影响制袋封边,用溶剂胶也一样。


        12、PETALCPP满白版的结构,水胶现在能否做到既满足外观漂亮不长泡又有很好的剥离强度,还有,高温制袋之后衰减性怎么样?

        佰合新材李星明:

        这个我们已经做到了,您可以亲自验证。有一定的衰减,但是最终效果可以达标。


        13、用vmpet复合pe时为什么要用pe电晕面挂胶呢?pe遇热变形!而且水胶需要更高的温度烘干!不是增加了复合难度吗?

        佰合新材李星明:

        因为这时候纸张两面都已经复上膜了,面料比较厚重,采用PE上胶,只要烘箱温度不要开太高,把风量开大,也是可以操作的。


        14、水性胶在做一些拉链袋的时候会出现脱层现象,还有极性材料有没有问题?

        佰合新材李星明:

        不同厂家水性胶性能差异很大,不可一概而论。如果客户选用佰合的水性胶,我可以给他更专业的服务和一个满意的结果。

        佰合水胶詹加兴:

        若哪家的水胶在熟化后不会发粘,上面两个问题就解决了,佰合水胶在这方面做得很好。

        包装前沿范军红:

        那怎么解决这个脱层问题呢?

        佰合新材李星明:

        脱层的直接原因有粘结牢度不够或者复合时水分没干透,客户首先要选择正确的胶水厂家和型号,有的型号本身性能就不达标的,与操作无关。在选对胶水型号的基础上,保证胶水水分在烘干环节充分挥发非常重要,然后是复合的温度和压力也不容忽视。佰合的水性胶是多重交联的复杂树脂,基因组分有别于其他任何厂家的胶水,所以有的性能不可比拟。

        佰合水胶詹加兴:

        也就是说设备的烘干能力是要改造的。

        佰合新材李星明:

        烘干能力不达标就只有牺牲速度和效率了。

        包装前沿范军红:

        温度要达到80吗?压力呢?

        佰合新材李星明:

        压力是一门大学问,很容易被许多初用水胶的客户忽略。因为水胶的粘结原理有别于溶剂型聚氨酯胶--水胶的初粘力要借助热辊温度软化。借助压力填补两层基材之间的细微空隙来完成的。所以复合辊的温度和压力对使用水胶的复合效果影响比较大。

        压力建议在保证生产安全和设备安全的前提下尽量加大,通常压力值设置0.6MPA(6公斤)以上,复合胶辊硬度要大于90,直径尽量做小一点,保证热辊和胶辊接触面积尽量小,从而增加复合接触点的压强,关于胶辊的参数可以咨询圣炬胶辊的王总,王总在这方面比较专业。还有复合辊配套的气缸,尽量采用缸径较大的气缸,一般要大于125以上。


        15、现在的复合机基本都是铁,最多是不绣铁,不绣钢烘道基本没有!这部分水分蒸发出去!复合机加热部分!烘道要不要改造?

        佰合新材李星明:

        水性胶对机器没有损害,只要养成好习惯,停机之前延迟两分钟关闭烘箱,或者保证不要把带胶水没烘干的膜留在烘箱里就不会有影响。胶盘、刮刀和网辊停机后及时清洗擦干,再用少量溶剂擦一遍即可。

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