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国望论坛•聚氨酯油墨固化不良的原因及解决技术探析 QQ群技术探讨实录
时间:2017-06-01   来源: 包装前沿   阅读:1708次

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策划:本刊编辑部

执行:沈晓芸 樊月婵 黄开丽

531日下午,由广东省包协情报委•《包装前沿》联合主办的“聚氨酯油墨固化不良的原因及解决技术探析”在线交流活动在包装前沿技术交流QQ群、微信群同步举办,约4000余位群友在线参加。活动邀请了北京华腾吕铭华先生(华腾重庆聚特负责人)主讲,吕总针对复合PET/MPETPET/ALBOPP/MPETBOPP/AL等表层结构时,经常会出现袋子折叠一段时间后起皱或热封处容易离层等固化不良现象,进行了深入的分析,并提供了相应的解决方案。同时,华腾技术服务团队在线与群友进行了交流。

一、聚氨酯油墨固化不良@的原因及解决技术探析•主讲:吕铭华

胶粘剂固化不完全是复合工序最常见的质量问题之一。

造成此问题的原因很多,比如说配比不准确、溶剂中水分或醇类含量过大、环境湿度太大、剩胶保存不当、胶粘剂本身交联度不够等因素都会造成固化不完全的结果,其中,尤其要引起大家重视的是聚氨酯油墨对胶粘剂不固化的影响。

因为聚氨酯油墨与胶粘剂不匹配,有可能产生以下现象:

部分软包装客户反映其生产的卷膜在他们的客户处进行自动包装时,封边出现皱褶起层现象,或者热灌装时出现破袋。

生产的袋子在制袋后放置一段时间(约1~2h),封边处出现皱褶起层现象。

有一些袋子在装箱时折叠放置,过了一段时间后,折痕处出现了离层现象。

以下是一个具体的案例:

QQ截图20170601163141.jpg

该样品的结构是:PET12/VMPET12/CPP60

样品情况分析如下:

1、外层PET/VMPET剥离强度1.5N/15mm,剥离时油墨与镀铝之间分开,因剥离角度不同会有较少油墨或镀铝转移,胶水有发粘不干现象, 80℃烘箱继续熟化24h,发粘现象无明显变化,将剥离样条暴露在潮湿空气中24h,样条仍然发粘。

2、一次成型复合的里层VMPET/CPP剥离强度3.5N/15mm,没有发粘不干现象。

结论:不干成分为-OH成分,说明胶粘剂中的固化剂已有一部分被消耗。

客户几款产品都是这个现象。

原因分析:

1、加工成型时为一次成型,生产过程中没有另外进行配胶。

2、油墨为无苯无酮聚氨酯油墨,溶剂为乙醇:乙酸乙酯:乙酸正丙酯=2:3:5,残留总量3.6mg/m2,其中醇类溶剂0.2mg/m2

这会不会是聚氨酯油墨连接料消耗了胶粘剂中的固化剂呢?

现在大家提的单组分聚氨酯复合用油墨,这种提法是不科学的,或者说是根本没有单组分聚氨酯复合用油墨(用在其他用途上除外)。

这主要是油墨厂为了迎合印刷厂对油墨使用寿命的要求推出的产品,因为聚氨酯油墨加入固化剂后,其寿命只有四到六小时。在刚有聚氨酯复合用油墨时只有双组分墨,没有单组分之说。这样在使用时,对普通型聚氨酯粘合剂带来很大的稳患。

聚氨酯连接料分子端位上有活泼氢官能团,一般是-NH2-OH两类,尤其以-NH2为主。这样就有一个随着连接料分子量波动而胺值波动的问题。连接料的数据一般是胺值在2%左右。如果使用这种连接料的油墨,印刷时不使用油墨固化剂,则油墨层中残余了不少的-NH2

一般情况下,往油墨中加入3%~4%左右的固化剂(硬化剂),但是一般只限于大底色,或者水煮、蒸煮产品。因为油墨固化剂为脂肪族固化剂,单价较高,考虑到成本及油墨的保存期,一般产品通常不加固化剂。

复合时,油墨固化剂与胶水固化剂接触,会迅速发生以下反应:

-R-NH2+O=C=N-R-N=C=O R-NH-CO-NH-R-N=C=O

这个反应速度理论上讲是瞬间的快速反应,由于-NH2-N=C=O反应活性远高于-OH。因此粘合剂固化剂还未与粘合剂主剂(其官能团是-OH)反应,已有部分被油墨固化剂消耗掉,导致复合膜的粘接固化效果不完全。

如何应对此类问题呢?

由于问题点非常明确,其实解决起来也不复杂,大家能注意到此类问题,有所警惕,一般都不会出问题。

具体解决方案如下:

1、选择产品质量稳定的供应商

2、油墨与胶水的搭配使用,要保持相对稳定

—3、更换油墨或胶水时进行匹配性试验

4、印刷时加入油墨固化剂,根据实际固化情况,配胶时适当多加10%~20%固化剂。

当然,为了更好地帮助客户解决此类问题,北京华腾在胶粘剂的改进上也在不断努力,依靠强大的技术依托,研发出了一款快速固化型胶粘剂UK3160DK/UK5060。在解决此类问题上也有非常不错的效果。

二、自由交流

1、嘉合万盛艾尔文:PET/ALPET/MPET,复合完了没事,过一会就鼓起白泡来了,出现好几次了。印刷溶剂残留已经排除了,上胶量也够了,3.5gsm,找不到准确原因。请问是怎么回事?

北京华腾(珠海福瑞):整卷还是卷表?

重庆聚特吕铭华:首先确定“白泡”是真空状还是含有气体。其次看看出现的位置是否有规律,是否卷芯卷外都一样。

如果是含有气体的气泡,且下机时没有,那么通常只有两种情况:一是残留溶剂的汇集,

二是粘合剂中的固化剂与水分反应产生了二氧化碳形成气泡。

嘉合万盛艾尔文:

气泡芝麻大小,是后期鼓起来的,只有油墨部分有,加大上胶量到5gsm左右,用放大镜看有火山状。

北京华腾(珠海福瑞):

油墨部位都有用白色托底吗?

嘉合万盛艾尔文:

白墨气泡更明显。

重庆聚特吕铭华:

复合完了进行了熟化还是直接进行二次复合?

北京华腾万富达-高桢:

印刷膜残留是否超标?

广东国望郑方明:

如果只在油墨位置有,可以在复合前检测一下印刷膜的溶剂残留量,看看都有哪些溶剂残余。

北京华腾万富达-高桢:

PET膜与AL都是阻隔性好的材料,如果有溶剂残留复合时没有挥发掉,在固化时释放不出来,就会凝聚产生气泡。

嘉合万盛艾尔文:

印刷膜,我2次烘干,放置了一会就起气泡了。

重庆聚特吕铭华:

复合头层之后直接复二层还是熟化之后再复二层?

嘉合万盛艾尔文:

复第2遍的时候,一过烘箱泡就起来了。

重庆聚特吕铭华:

有没有试过熟化一段时间再复合二遍?“放置了一会就气泡了”是指单张膜还是卷外还是整卷膜?

嘉合万盛艾尔文:

一加热就起气泡了,整卷,用放大镜看,就像火山口一样,里面有胶,感觉就像有水的感觉。

重庆聚特吕铭华:

个人建议:

1薄膜收卷张力跟锥度一定要匹配,薄膜尽量收紧一些。

2、低温熟化12小时后再复合第二遍。

3、检测涂布量,确保干胶量。

北京华腾范治国:

能提供一下操作时,复合机设定的温度吗?

嘉合万盛艾尔文:

不用匀胶辊时,特别明显。

复合机温度设定:45 55 65 75

北京华腾范治国:

这样的温度设定,出现的气泡用放大镜看不会是火山口的形状的。

嘉合万盛艾尔文:

用匀胶辊,就好得多。

三井化学李维刚:

检查烘箱温度,开始不要太高。

重庆聚特吕铭华:

油墨位置的表面张力有检测吗?

如果油墨位置处的表面张力没有问题,可以参照刚才我讲的方式试一试,后期咱们可以就试验结果沟通交流。如果有需要可以将样品寄给我们,我们协助分析。

嘉合万盛艾尔文:

复合的时候张力很大。

北京华腾范治国:

还有个问题,温度设定的顺序跟机器的顺序是不是相符?最好检测印刷和复合的溶剂残留。聚酯和聚酯镀铝都是高阻隔的材料,透气性相对来说差,建议先检测印刷和复合各工序的,也包括溶剂的纯度。

嘉合万盛艾尔文:

行,我这现在没气相色谱仪。

北京华腾范治国:

溶剂纯度低会影响溶剂的挥发,就有可能造成溶剂残留高。

嘉合万盛艾尔文:

没检测,感官上感觉有味道。

北京华腾范治国:

那就先检测一下最好,再逐步分析。

嘉合万盛艾尔文:

我拿了样品让朋友给分析一下,里面到底是什么东西,分析出结果来,再跟各位专家沟通。

重庆聚特吕铭华:

好的,有新的进展随时保持沟通交流。

北京华腾范治国:

这有时候跟气候和温度都有关系。

 

2、华生膜业:PET1.2//铝箔0.65u//PE4.2c,铝箔和PE复合不牢,撕出来后PE膜上面还带有粘性。但是客户用别的规格的PE膜去复合却能牢固,虽然不是特别牢。请问是什么原因?PE膜电晕没问题。

但是客户把膜寄过来,我拿到附近的印刷厂复合,同样也是PET/铝箔/PE4.2c,却又是很牢固的。胶水配比517,熟化时间48h

北京华腾万富达-高桢:

一种可能是气候不同,胶水有粘性,天气湿度大,吃掉了一部分固化剂。还有就是溶剂里面含水或醇类溶剂。

重庆聚特吕铭华:

这个情况需要通过正交试验进行验证分析找出问题,同样的胶水配比,同样的工艺,复合不同的PE,状况也是有可能有一些差异的,因为PE膜里的油酸酰胺以及芥酸酰胺也会消耗部分固化剂,但是根据上述描述来说,应该是胶水配比中固化剂的量相对偏少造成的。

“撕出来后PE膜上面还带有粘性。但是客户用别的规格的PE膜去复合却会牢。虽然不是特别牢”,说明也不是一个正常状态,只是情况严重与轻微的差别。

北京华腾(珠海福瑞):

到别的客户那里复合的膜熟化后,把al/PE剥开还有粘性吗?

广东-华生膜业:

我把膜拿到别的厂里去复合,结果是复合强度很好,撕不开。

重庆聚特吕铭华:

可以将固化剂的量加大,分别复合两种PE膜看看效果如何?同时用您附近复合厂的粘合剂再复合两种PE膜,再看看效果,应该就会有答案了。

广东-华生膜业:

我让客户把那个说总是复合不牢的膜寄过来,我这边收到后拿到附近的厂家让人帮忙试下,早上出的结果是复合强度很好,怎么也撕不开,除了撕断。

北京华腾万富达-高桢:

那就合格。

广东-华生膜业:

那个厂家跟我反映说可能是胶水不够的原因,但是客户那边直接就给否认了。说他怎么复合别的膜就没事,复合这个规格就不牢。

重庆聚特吕铭华:

建议进行现场试验找原因。

广东-华生膜业:

是的,我也这样想。

 

3、汇特力陈先生、江阴欧莱特彩印杨斌、大连屹海包装姜吉野:复合含铝结构时卷底起皱怎么办?特别是印刷层复铝箔层(干复)热封层无溶剂这种,卷底起皱怎么办?

重庆聚特吕铭华:

这个指的是卷芯皱的问题是吧?不是固化不良的问题。

周四化—合肥美邦:

6英寸纸管会好些。主要是收卷张力的锥度问题,导致内松外紧,而起皱。

重庆聚特吕铭华:

卷芯皱是复合包装行业普遍存在的问题,应该是跟很多因素有关系。

注意以下因素:

16英寸纸管比3英寸要好,尤其是加硬的。

2、材料结构与收卷张力以及锥度的匹配。

3、熟化的条件。

4、卷芯接头的平整度也很重要。

北京华腾(珠海福瑞)谭:

靠近卷芯部位尽可能不要有接头。

重庆聚特吕铭华:

熟化温度越高,薄膜的热膨胀越大,薄膜所受勒紧的应力越大,越容易产生褶皱。

熟化温度与时间需要参照粘合剂的熟化要求,对于褶皱问题,熟化温度低一点效果要更好。

特别强调下就是对于接头的处理一定要细心,仔细观察你会发现接头前后的褶皱是最多的。

北京华腾(珠海福瑞):

如果从端面就能明显看出起皱了的,应该在复合后2~4小时左右重新复卷.

大连屹海包装--姜吉野:

我想问的是活皱的解决方法。

重庆聚特吕铭华:

杜绝活皱:

16英寸纸管比3英寸要好,尽量使用加硬的纸管,有的客户使用铝箔膜里的铁管芯

2、材料结构与收卷张力以及锥度的匹配。

3、熟化的条件,熟化温度适当降低。

4、接头一定要平整。

活皱想要恢复的话,一般放在复合机复合辊进行热烫收卷,对于活皱有一定的效果。

大连屹海包装--姜吉野:

是否镀铝的材料更容易出活皱?

重庆聚特吕铭华:

PET以及AL等刚性材料褶皱的情况会更多一些。

三、结语

因为油墨的问题引起胶水固化不良,已经引起了很多企业的重视,此类问题的出现也是越来越少。在生产中,企业对于产品的原料及工艺都应保持适当的稳定,变更时应按照小中大的试验原则,避免造成批量质量损失。同时,供应商应该重视产品质量,聚氨酯油墨引起不固化现象,看起来是油墨造成的,其实是油墨连接料决定的,很多油墨厂自己不做油墨连接料,所以油墨连接料供应商的质量稳定也很重要!这点应引起大家的注意。

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