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    影響復合膜復合強度諸因素

    日期:2017-04-12

     影響復合膜復合強度諸因素


       最近幾年,復合軟包裝行業發展迅猛,復合軟包裝材料的結構朝多樣化、實用化、減量化和環?;较虬l展,復合軟包裝材料的應用范圍不斷拓展,除傳統的醫藥、食品領域外,還大量應用於農藥、電子、兵器、日用化妝品等其它工業領域,而且原、輔料如各種薄膜、鍍鋁膜、金屬箔制品、膠粘劑、溶劑、助劑等相關行業也同時得到迅猛發展,產品技術含量不斷提高。 


        由于復合軟包裝的領域很寬泛,本文主要討論以塑料材料類為主體,采用干法復合工藝生產的軟包裝材料,基本的產品結構有: 真空(充氣)包裝系列,包括:PET/AL/PE、BOPP/VMPET/PE、BOPP/PE、BOPP/AL/PE等,防潮包裝系列,有:BOPP/PE、PA/PE、BOPP/VMCPP、BOPP/PP、PET/CPP、BOPP/AL/PE等(VM-代表鍍鋁膜產品),蒸煮包裝系列,包括:PET/AL/CPP、PET/CPP、PA/CPP等。另外還有PET/AL/PE等。 


      在軟包裝復合材料的實際生產加工中,筆者注意到,有些問題會經常出現,如軟包裝復合材料會出現復合強度偏低。從相關的理論基礎、實際的生產環境以及操作工藝流程等角度分析,這個問題的出現與多種因素有關,以下筆者按問題產生的原因分點論述: 


    膠粘劑種類的影響 


      軟包裝復合材料加工中所使用膠粘劑的品種、質量與要復合的薄膜或金屬箔基材不相適應將影響符合材料復合強度。這種影響是具有決定性作用的,因而不同用途的復合膜必須選擇相適應的基材和對應膠粘劑,常見的情況如下: 


      在有鋁箔參與復合時,就要選用鋁箔專用膠粘劑,有時這種專用膠粘劑中還能細分出很多品種,如抗油脂物質類專用膠粘劑、抗酸辣物質類專用膠粘劑等,主要視產品用途來定。在選擇鋁箔專膠粘劑時,還應優先考慮主劑(若雙組份膠粘劑,還要考慮固化劑)分子量稍大、分子量分布比較均勻,溶劑釋放性好,涂布性能佳的產品。分子量小的膠粘劑雖然涂布性能較好,但分子活動能力強,會透過極薄的鋁層,造成復合強度下降,粘接力降低。 

      如果復合袋要經過高溫蒸煮殺菌,則應選用耐高溫蒸煮型膠粘劑(有具體所耐溫度的指標),而絕不能使用一般的膠粘劑,一般的膠粘劑不耐溫、復合薄膜通常不到80℃便會分層,根本達不到包裝對復合強度的要求。 

      無特殊要求且沒有鋁箔參與復合時,用通用型膠粘劑即可。 


      如何選用哪個品牌的產品,一般的原則是復合強度夠用就行,還有環保要求要達標。國家和行業的標準都有關于軟包裝復合材料復合強度的要求,但企業應根據客戶的實際要求出發。大部分情況下,客戶是說不出具體量化值的,只能描述這些材料的用途和它們的使用環境。這就需要企業的生產技術人員將客戶的要求進行量化并標準化,并依據該要求選擇經濟實用的膠粘劑。 


    印刷油墨的影響 


      有時膠粘劑對油墨的滲透不佳,浮在油墨的表面,而油墨與基材之間的附著牢度又不好,也會導致復合薄膜分層,表現在有油墨的地方,特別是多色套印部位,油墨很容易被膠粘劑拉下來。對于此類問題,解決方法如下: 


      使用高固含量膠粘劑,或將干燥速度放慢一點,或者兩種方法一起使用,讓膠粘劑有充分的時間向墨層滲透,到達承印基材表面; 

      適當增加上膠量; 

      選用適當的油墨,并同時提高承印基材的表面張力,使油墨附著牢度提高。 


      在復合過程中,要求膠粘劑流動性優良,展平性良好,如膠粘劑變質、濁白,被乳化則不能再使用,所以配制膠粘劑時一定要根據需要適量配制,以免用不完造成浪費。 


    上膠量及表面涂布的影響 


      上膠量不足,涂布不均將直接影響薄膜層壓表面的粘接力,進而影響復合強度,這一點在使用單組份熱熔型膠粘劑中最易出現,不可忽視。 


    上膠量的多少與如下幾個因素有關: 


      網紋輥的網穴容積,這個因素是決定性的。如果網紋輥不堵塞,膠粘劑配比濃度高,基材張力值合適,上膠量也適中,復合膜的復合強度仍然不理想,則應考慮更換網紋輥,以增大上膠量,紋輥一般規格有80μm、100μm、120μm、140μm等,可根據實際復合物調整或選擇; 

      溶劑配比濃度??稍龃笾鲃┡浔葷舛纫蕴岣呱夏z量; 

      網紋輥是否堵塞。若堵塞,可清洗或更換涂膠網紋輥。 

      涂布不均則可能由基膜表觀質量不好、刮刀存在缺口以及網紋輥部分區域堵塞等諸多因素造成。 


    稀釋劑純度的影響 


      稀釋劑純度不夠,將影響復合復合強度,這一點在小企業往往被忽視,究其原因,是溶劑純度的檢測設備——氣相色譜儀比較昂貴,一些企業不愿投資。稀釋劑的作用是增加膠粘劑的流動度,提高鋪展性,更好地涂布均勻,使其膠液更好地與基材發生浸潤,如果稀釋劑的純度不高,含有水、醇等活性物質,會消耗掉一部分固化劑,造成膠粘劑中主劑與固化劑實際比例失調,粘結力下降。因而在選用溶劑時,要注意以下三點: 


      進貨時必須選擇正規、質量有保障的生產商; 

      進貨后進行每桶抽檢,發現含有水或醇類活性物質,必須禁止使用,只有使用純度高的溶劑,才能保證復合薄膜具有較強的粘接力; 

      使用前要對目測溶劑,要求必須清澈、干凈,若有污臟等問題出現,最好過濾或另行處理。

     

    烘干溫度的影響 


      復合過程中,烘干通道的熱壓輥溫度應根據實際情況做調節,但應控制在60℃—80 ℃為宜。一般來說,溶劑在烘干裝置中揮發越完全,其復合強度也會相應越高。一般進烘口溫度在60℃為宜,二區、三區的溫度則相應提高到70℃和80℃,這樣烘干通道內溫度呈階梯式上升,能保證溶劑的充分揮發。如果進烘口溫度過高,只烘干膠膜表層,內層無法烘干,不僅影響復合強度,而且將產生另一個軟包裝材料中經常碰到的問題-由于油墨或膠粘劑中的溶劑沒有完全揮發,導致材料有異味。 


    塑料薄膜基材表面張力的影響 


      塑料薄膜表面電暈處理不好,表面張力低,就會導致墨層附著牢度低,復合膜粘結強度低,因此在實際生產中要注意:在薄膜投入前應認真檢測其表面張力值,達到指定要求的材料才能投入生產。各中薄膜適于生產加工的表面張力值要求并不相同,常用基材的表面張力值為:PE 38達因、CPP 38達因、BOPP 38達因、PET 50達因、PA 52達因。 表面張力值低于指定要求的薄膜無法使油墨和膠粘劑完全鋪展,因而復合后成品的復合強度當然也達不到指定的要求。 

    檢測薄膜表面張力的方法通常有三種:

     

      達因筆測試:達因筆的筆液通常呈紅色,規格有許多種,可根據需要購買。如果用達因筆畫在薄膜上的筆液不收縮,均勻,無斷層,則說明薄膜的表面張力已經達到使用要求,相反,筆液收縮,消失,不均勻,不連續,則說明處理不夠。 

      用自配的表面張力測試液測試:該測試液配方為公開配方,在各種資料文獻上很容易找到。只要照其所給的配方配制,即可用于測試薄膜表面張力,判斷方法與達因筆測試一樣。 

      用BOPP單面膠布測試:將BOPP單面膠布貼在待測薄膜表面再撕開,電暈處理好的通常復合聲音小,粘貼牢固,相反則粘貼不牢,容易復合,這種測試方法要依靠經驗,不適合測試PET、PA等薄膜。 


    層壓薄膜中氣泡的影響 


      氣泡的存在減少了層壓薄膜間的接觸面積,從而使相鄰的復合基材脫離、分層,因此氣泡越多,復合強度越低。要提高復合強度,就必須減少氣泡的產生。氣泡的產生與許多因素有關,諸如: 


      殘留溶劑過多:可通過采用提高烘干通道溫度、避免使用高沸點溶劑、調整室內溫濕度等措施改進。通常,室內溫度宜控制在23—25℃,相對濕度應控制在50%—60%為宜; 

      膠粘劑涂布不均勻,前面已有論述; 

      壓輥層壓時薄膜之間漏進了空氣:可提高壓輥溫度增加壓輥壓力、提高壓輥表面的橡膠硬度 以及調整薄膜進入壓輥的角度來改正。 


    膠粘劑熟化程度的影響 


        若使用雙組份反應型膠粘劑,復合后還需要固化(又稱熟化),以達到復合強度的要求。如果熟化不完全復合強度同樣會降低,熟化不完全有兩層意思:熟化溫度偏低,或者熟化時間不夠。一般來說,復合成品應放在50℃—60℃的環境中熟化48小時左右,有的甚至需要更長的時間才能達到滿意的效果。熟化過程中,熟化溫度是個很重要的因素,必須要在要求的溫度范圍內進行熟化才可以取得滿意的效果。三層結構的復合材料,需要分開進行兩次復合的,要注意熟化順序的選擇,有些材料在第一次復合后熟化,熟化后進行第二次復合,再熟化;有些則第一次復合后不熟化,緊接著進行第二次復合,然后熟化。 


    塑料薄膜中添加劑的影響 


        塑料薄膜中的添加劑也會影響到粘接牢度,而且這種影響要在一定時期后才表現出來,一般是在7天以后,而且有下降的趨勢。聚乙烯,聚丙烯等薄膜在造?;蛑颇r,多數情況下要加入一些助劑,如:抗氧劑、穩定劑、防粘劑、開口劑等。這些添加劑都是低分子物質,隨著時間的推移,會從薄膜的內部逐漸向表面滲透,仔細觀察時可發現一層很薄的粉末或石蠟物質。實驗證明,剛復合好的薄膜短時間內遷移出來的添加劑量并不多,還不至于引起粘結牢度下降,但時間長了,基膜內部遷移出的添加劑就把膠粘劑熟化后形成的膜與該基膜隔離開來,從而破壞了原有的粘結狀態,使復合強度降低。解決這個問題的方法只能是選擇不用添加劑或少用添加劑的原料。 


    加工設備的影響 


        勿庸置疑,加工設備的影響是至關重要的,好的設備選用優良的材料制成,控制系統先進,機身整體平衡度、穩定性和精確度高,各部件結實耐用,且操作簡單便捷,因而只要對工人進行完整、系統的生產工藝和操作流程培訓,選擇恰當的材料,就能獲得滿意的產品。當然不得不承認,這個硬件設備是靠大規模投資才能擁有的,因而不是每個企業都有必要進行這種投資來獲取高質量的產品,還要綜合企業自身的市場定位以及客戶對產品的質量要求來衡量這種投資的價值。如果有需要,可以考慮意大利、日本等國的先進設備。國內設備生產廠家基本上是走先進設備引進、消化吸收、仿制生產的路線來生產同類設備的,現在有些知名廠家的生產設備也相當先進,可以生產高質量的產品。 


        綜上所述,可見導致復合薄膜粘結力下降,復合強度降低的因素有很多,要使復合材料成品具備優良的復合強度,必須把好每一關,不僅要選擇質量合格的原、輔材料,還要制訂科學合理的生產流程和操作工藝,并要求工人在操作時認真、負責,發現問題及時解決。 


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