
- 2019年7月10日-12日,上海攬境展覽主辦的2019年藍(lán)鯨國(guó)際標(biāo)簽展、包裝展...[詳情]
2019年藍(lán)鯨標(biāo)簽展_藍(lán)鯨軟包裝展_藍(lán)鯨


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干式復(fù)合膜的加工工藝與性能關(guān)系
2006-12-27 00:00 來(lái)源:中國(guó)包裝報(bào) 作者:韓永生 責(zé)編:中華印刷包裝網(wǎng)
復(fù)合膜間的剝離強(qiáng)度是衡量薄膜復(fù)合質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。影響剝離強(qiáng)度的因素很多,主要有聚烯烴薄膜表面潤(rùn)濕能力、粘合劑的種類和配比、涂覆量、干燥溫度、復(fù)合溫度、復(fù)合壓力、熟化溫度和時(shí)間,基材表面清潔度等。
干式復(fù)合基膜電暈處理的影響
薄膜涂膠面的表面張力應(yīng)在40×15-5N/cm 以上,如基膜表面張力不足40×10-5N/cm 的,則要進(jìn)行表面處理。塑料薄膜最常用的方法是電暈處理法,它是在15~40kV 的高壓和5~110kHz的高頻下進(jìn)行電暈放電,放電時(shí)的電火花沖擊薄膜的表面,提高了薄膜的表面能。電暈處理后的塑料薄膜表面,可以用潤(rùn)濕試劑來(lái)判定處理結(jié)果,使用脫脂棉浸漬相應(yīng)標(biāo)號(hào)的試劑在薄膜表面涂抹,如試劑能均勻分散在薄膜表面,則說(shuō)明表面已達(dá)到濕潤(rùn)試劑標(biāo)號(hào),如表面呈一滴滴的水珠,則處理表面達(dá)不到試劑標(biāo)號(hào),應(yīng)重新處理。
干法復(fù)合用的粘合劑的影響
雙液型聚氨酯粘合劑
雙液型粘合劑中,甲組分是組合型聚醚或聚酯,而乙組分是具有高度反應(yīng)能力的二異氰酸酯,二個(gè)組分按一定的比例混合后就發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),二個(gè)組分都以乙酸乙酯為溶劑。
一般來(lái)講,性能上聚酯型的比聚醚型的好,粘結(jié)力高,可使用在120℃以上的高溫蒸煮袋的生產(chǎn)中,而聚醚型的聚氨酯只能使用在100℃以下的復(fù)合袋的生產(chǎn)中。如果異氰酸基團(tuán)-NCO 直接同苯環(huán)相接,即芳香族異氰酸酯,生成的聚氯酯有較大的毒性,但粘結(jié)力較脂肪族的高。脂肪族聚氨酯其毒性比芳香族聚氨酯小。在雙液型粘合劑的使用過(guò)程中,甲乙二種組分的配比是不能更改的,乙組分是固化劑,其用量是粘合劑的生產(chǎn)廠家根據(jù)化學(xué)反應(yīng)和甲乙組分的固含量準(zhǔn)確計(jì)算了的,而乙酸乙酯是可以根據(jù)涂膠輥的具體情況和所需濃度來(lái)改變的。乙酸乙酯中不能含有過(guò)高的水分,因?yàn)樗謺?huì)同異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng),使之不再交聯(lián),破壞了已經(jīng)計(jì)算好的配比,使另一組分剩余,影響粘結(jié)力,也增加了毒性。粘合劑的交聯(lián)固化反應(yīng)是固化劑末端的異氰酸基團(tuán)同主劑末端的羥基化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。
一液型聚氨酯粘合劑
一液型的聚氨酯粘合劑,由于沒(méi)有固化劑,末端的異氰酸基團(tuán)靠薄膜表面上吸附了的水分發(fā)生交聯(lián)固化作用。為此,在室內(nèi)比較干燥,薄膜也比較干燥,涂布量多的情況下,固化將不充分。為了充分固化,一液型粘合劑固化時(shí)間要大大提高,且固化室要有充分的水汽。總的講來(lái),一液型粘合劑的粘結(jié)力較低,涂布量不能太大,只能使用在要求不高的復(fù)合膜的生產(chǎn)上,對(duì)于真空包裝、高溫蒸煮袋包裝是不適合的。
無(wú)溶劑聚氯酯粘合劑
由于粘度高,使用時(shí)要加熱,但是,可減少使用溶劑的成本,沒(méi)有環(huán)境污染的問(wèn)題。
快速固化粘合劑
一般雙組分粘合劑復(fù)合好后,要在50℃左右的環(huán)境中放置48 小時(shí)以上,然后才可取出來(lái)分切制袋,降低了生產(chǎn)效率,而且不能滿足激烈的市場(chǎng)時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)要求,快速固化粘合劑只要在50℃左右的環(huán)境中放置4~8 小時(shí)就可以分切。
抗介質(zhì)侵蝕粘合劑
主要應(yīng)用在液體農(nóng)藥的包裝上,還用在食品和化妝品上等其他方面,品種有抗酸、抗堿、抗鹽、抗辛辣、耐油、耐香料、耐表面活性劑侵蝕的粘合劑。
此外,干法復(fù)合也有使用無(wú)溶劑、低公害的水溶性粘合劑和醇溶性粘合劑,如特殊交聯(lián)型的醋酸乙烯共聚乳膠、醇溶性聚氨酯粘合劑。雙液型或單液型的溶劑型或水溶性丙烯酸酚乳膠,都有較好的粘結(jié)強(qiáng)度。高固含量粘合劑(固含量在50%~70%),可以減少溶劑的使用量,要求粘合劑的粘度較低,不發(fā)生涂布困難的問(wèn)題。
總之,粘合劑的品種、質(zhì)量與要復(fù)合的基材不相適應(yīng)時(shí)。必須根據(jù)基材和復(fù)合薄膜的最終用途來(lái)選用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┢贩N。例如,當(dāng)沒(méi)有鋁箔參與復(fù)合時(shí),用通用型粘合劑;若有鋁箔,而且最終用途是包裝含有液體的、有酸辣的食品如榨菜、雪菜、果汁等食品時(shí),就要選用抗酸辣的鋁箔專用粘合劑,又如若復(fù)合袋要經(jīng)過(guò)蒸煮殺菌,則要選用耐高溫(121℃或135℃)蒸煮型粘合劑,絕不能用一般粘合劑。否則一旦裝入含酸性的食品后,例如榨菜、雪菜、酸辣菜、果汁等,存放一段時(shí)間后復(fù)合薄膜的粘接牢度將大大降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使內(nèi)層材料脫層分離,影響被包裝食品的品質(zhì)。
涂布量的影響
涂布量的多少,在一定范圍內(nèi)可以說(shuō)是與復(fù)合薄膜的粘結(jié)強(qiáng)度成正比例的,復(fù)合膜層間剝離強(qiáng)度隨涂膠量的增加而增加,但到了一定的程度后就不成正比了,而是趨于平穩(wěn)。干法復(fù)合時(shí)粘合劑的涂布主要使用凹眼涂布輥,使用凹眼涂布可以準(zhǔn)確地控制涂膠量。
使用凹眼涂布輥時(shí)的涂膠量可按下式計(jì)算:
涂布時(shí)粘合劑粘度太高,則粘合劑不容易從凹眼中轉(zhuǎn)移到薄膜上,如粘度太低,則粘合劑會(huì)自動(dòng)從凹眼流出,也不能正常涂布,一般要求粘合劑的粘度在15~30 秒(3#Zahn 杯),這時(shí)的粘合劑固含量大約為20%~35%左右。
干燥的影響
干燥是干法復(fù)合的重要工序,它對(duì)復(fù)合薄膜的透明度、粘接牢度、氣味、衛(wèi)生性能都有直接的影響。
涂膠后的干燥是在干法復(fù)合裝置的烘道里進(jìn)行的。烘道應(yīng)分三段加熱,三段的熱風(fēng)溫度應(yīng)可以自由設(shè)定和控制。具體操作時(shí),進(jìn)口處到出門(mén)處的溫度分布應(yīng)遵循低──高──低的原則,可以使薄膜在烘道中受熱均勻,徹底干燥,如果涂粘合劑一開(kāi)始就遇到高溫,易在表面生成一層粘合劑膜,妨礙了溶劑的揮發(fā),使溶劑的殘留量增加。
烘道溫度的設(shè)定,應(yīng)根據(jù)基材的耐熱性、復(fù)合時(shí)基膜的線速度、所使用的溶劑種類等綜合考慮。總的原則是控制干燥后的殘留溶劑量要符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。油墨中使用過(guò)沸點(diǎn)比較高的甲苯、丁醇等溶劑后,應(yīng)提高一些溫度。但也不能一味追求干燥速度,提高烘道溫度而使基膜因受高熱而變形收縮。一般來(lái)說(shuō),在一定運(yùn)轉(zhuǎn)張力作用下,經(jīng)烘道加熱后,基膜的橫向要有少量收縮,其收縮率一般不超過(guò)2%,這是正常現(xiàn)象。如果基膜收縮率大,殘留溶劑太多時(shí),則應(yīng)放慢運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度,適當(dāng)降低溫度,減低運(yùn)轉(zhuǎn)張力,加大排風(fēng)量,這樣也可達(dá)到殘留溶劑合格的目的。殘留溶劑的多少,對(duì)復(fù)合牢度、表面質(zhì)量、復(fù)合薄膜的異味及衛(wèi)生性能都有直接影響了。
復(fù)合溫度等的影響
將涂膠干燥后的基材跟另一種未涂膠的基材,經(jīng)復(fù)合裝置加熱、加壓貼合起來(lái),就基本上完成了復(fù)合過(guò)程。在這復(fù)合工序中,應(yīng)注意的問(wèn)題是兩種基材的張力控制、復(fù)合鋼輥表面溫度和復(fù)合的壓力。
復(fù)合鋼輥表面的溫度高低對(duì)復(fù)合薄膜的牢度、外觀有直接影響。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)粘合劑中無(wú)溶劑存在且冷卻到室溫時(shí),該膠已無(wú)粘性或粘性不足,就這樣去復(fù)合,其牢度不好。只有將干了的粘合劑加熱到一定的溫度時(shí),它才重新被活化,而具有良好的粘性,這時(shí)進(jìn)行復(fù)合,才能達(dá)到理想的牢度。復(fù)合鋼輥表面的溫度多數(shù)控制在65℃~85℃,這要由基材運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度、基材的導(dǎo)熱性、基材的厚度、粘合劑的“活化”性能等綜合因素去確定。若速度快、導(dǎo)熱性好、基膜較厚,則復(fù)合鋼輥的表面溫度應(yīng)高一些,反之就可低一些。復(fù)合時(shí)壓力要適中,太大時(shí)基材有被壓延變形的可能,太小了又可能會(huì)出現(xiàn)貼合不夠緊密,牢度不好,甚至出現(xiàn)小氣泡。
第一基材與第二基材復(fù)合好后,經(jīng)從復(fù)合鋼輥上剝離開(kāi)來(lái),進(jìn)入一個(gè)直徑較大的冷卻鋼輥對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行冷卻后,再收卷起來(lái)。
冷卻的作用有兩點(diǎn):一是讓復(fù)合膜冷卻定形,收卷時(shí)更平整、不發(fā)皺,因?yàn)閯倧臒岬膹?fù)合鋼輥上剝離下來(lái)時(shí),復(fù)合膜的溫度往往高達(dá)60℃~70℃,復(fù)合膜的剛性差,發(fā)軟,特別是塑/塑復(fù)合的場(chǎng)合,更是如此。如果不冷卻就收卷,可能起皺,而冷卻后,復(fù)合膜的剛性好一點(diǎn),挺刮一點(diǎn),收卷時(shí)不易起皺。
二是讓粘合劑冷卻,產(chǎn)生更大的內(nèi)聚力,不讓二種基材產(chǎn)生相對(duì)位移,避免起皺,產(chǎn)生“隧道”現(xiàn)象。因?yàn)樵瓉?lái)要讓粘合劑產(chǎn)生“活性”,具有粘性才將復(fù)合鋼輥表面溫度提高的,一旦粘住后,又希望粘合劑能固化,內(nèi)聚力要大,要把二種基材粘牢,不產(chǎn)生相對(duì)位移,這樣才能保證復(fù)合牢度。而降低溫度是增加粘合劑內(nèi)聚力的一種方法。
復(fù)合薄膜的收卷要盡量卷緊一點(diǎn),不要太松,特別是使用初粘力不夠大的粘合劑時(shí),更應(yīng)如此。因?yàn)槌跽沉π〉恼澈蟿瑒倧?fù)合后還未交聯(lián)固化,不能使二種基材粘牢,如果張力又控制不妥,一種要收縮(往往是LDPE),另一種又不收縮,這樣就要產(chǎn)生起皺、“隧道”、分層剝離等缺陷,特別是橫向的皺紋更可能出現(xiàn)。如果收卷張力足夠大,卷得很緊,收縮不起來(lái),那就不會(huì)有上述問(wèn)題。待粘合劑固化后,粘接牢度足夠大,能粘牢二種基材而不再發(fā)生相對(duì)位移后,將它放松,就可以進(jìn)行下一道工序的操作了。
熟化溫度和時(shí)間的影響
熟化的目的是讓雙組份聚氨酯粘合劑的主劑與固化劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使分子生成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而有更高的復(fù)合牢度、更好的耐熱性和抗介質(zhì)侵蝕的穩(wěn)定性。復(fù)合好后,如果熟化不完全,就不會(huì)達(dá)到最終的粘接牢度值。一般來(lái)說(shuō),復(fù)合好后應(yīng)放在50℃~60℃環(huán)境中熟化48 小時(shí)以上,有的甚至要求5 天才能達(dá)到最好的結(jié)果。例如,鋁箔與聚乙烯之間的牢度,在35℃下4 天后的剝離力只有2.8N/15mm,若在45℃下4 天,則可達(dá)3.5N/15mm;若提高到55℃,同樣是4 天,就可高達(dá)6N/15mm,由此可見(jiàn)熟化溫度很重要。
若所用的基材耐熱性好,例如耐高溫蒸煮膜,是由PET、OPA、AL 和CPP 復(fù)合的,那就可以讓其在較高溫度下快速熟化,例如,50℃~60℃時(shí)要48h 以上,70℃時(shí)只要24h,而80℃時(shí)則只要6~8h。但熟化室的溫度太高了,進(jìn)料出料都不方便。
總之,在復(fù)合薄膜的制造工藝選擇過(guò)程中,注意了以上影響因素,合理選擇工藝條件,是不難制造出符合使用要求的合格的產(chǎn)品的。
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