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公海赌船710手机版:尼龙膜与无溶剂复合工艺

发布时间:2017-07-20

尼龙膜为吸湿性大的薄膜,一旦吸潮,其物性指标发生变化,薄膜变软起皱,对于高速无溶剂复合来说,是一个很大的考验。尼龙膜的厚薄均衡性、膜面光洁度,热收缩率纵、横向差值,表面润湿张力、添加剂等因素都会影响无溶剂复合的产品质量。

  在无溶剂生产工艺中,复合设备由混合计量配胶系统、涂布上胶系统、复合冷却系统、放卷收卷系统等几个主要部分构成。其中需要控制的参数很多,操作难度大,特别是:张力控制(与复合压力、转速比有关)、涂胶量、涂布粘度与温度(调节上胶辊的温度来调整胶水的粘度,控制复合温度、复合压力调节涂布量)、固化条件(按各种不同胶类型和后工序要求固化时间)这几项最为重要。

  由于无溶剂复合速度很快,换胶水时需要试用或者需要调整设备或工艺,一般用得好的厂家只使用一种,最多不超过两种牌号的粘合剂,因此胶水、设备、工艺三者要配合良好,才能生产出合格的产品。

  而尼龙膜为吸湿性大的薄膜,一旦吸潮,其物性指标发生变化,薄膜变软起皱,对于高速无溶剂复合来说,是一个难解的课题。其次,尼龙膜的厚薄均衡性、膜面光洁度,热收缩率纵、横向差值,表面润湿张力、添加剂等都可能影响无溶剂复合的产品质量。

  一、无溶剂复合原材料选择

  1、复合基材与尼龙薄膜

  目前,无溶剂复合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、铝箔等。复合时一般将刚性大、涂布性能好的材料(PET、BOPP、OPA、VMPET等)放在主放卷工位;将易拉伸的材料(PE、CPP、VMCPP等)放在副放卷工位。但也可根据实际生产情况灵活选择,如印刷膜与镀铝材料复合时,为了保证复合质量和生产效率,可以把镀铝材料放到主放卷工位。无溶剂复合用基材的表面电晕参数很重要,一般为PE、BOPP表面张力应大于38达因、VMCPP应大于42达因、PET应大于45达因、BOPA应大于52达因。

  针对无溶剂复合速度快、初粘性小的特点,尼龙膜的质量如何才能适应无溶剂复合的需求呢?

  尼龙膜虽然是极性材料,在生产过程中虽然经过分子结晶这个过程, 但并非所有聚酰胺中的分子都能结晶, 还有一部分非结晶的酰胺基极性基团, 这些酰胺基可以与水分子配位, 导致尼龙薄膜表面极易吸入极性很强的水分子, 使尼龙膜吸潮变软,拉伸力减弱,生产时产生张力不稳现象。有时还会在薄膜表面形成一层薄薄的水膜, 阻隔油墨和胶粘剂对薄膜的附着,影响产品质量,如使印品起皱、翘边、袋口卷曲、套印不准、制袋错位、复合膜起泡、容易起斑点、晶点和白点。异味增多、膜面粘连、打码困难等。严重时还会引发复合剥离强度下降或产生油墨或胶粘剂转移、降解而脱层、打码速度下降或打码打不上,高温蒸煮过程中破袋现象增多、复合膜手感发硬、发脆现象增多等。

  这些都是尼龙膜吸潮以后造成的质量故障。

  因此对于尼龙膜的要求是:

  1、BOPA膜均衡性厚薄偏差要求控制在8%以内,由于无溶剂复合速度快,若厚薄均差大会产生复合起皱、气泡等。

  2、吸湿性应控制在一定范围内,最好在1.5%~2.5%左右,若超过3%则会引起复合干燥减慢、气泡产生、堵塞网点,使小网点印刷丢失及使尼龙膜发黄变色。

  3、表面润湿张力应在52~54达因之间,电晕处理会影响材料的阻隔性,因而对材料进行电晕处理时要合理,不宜过大。

  4、添加剂量应控制在300~400PPM以内,太少影响开口性,太多又破坏复合强度。

  5、膜的光洁度适当高些,一般可控制在Ra0.08~0.12um之间。因无溶剂复合,上胶量少,若膜面过于粗糙,胶液难以填平凹凸不平的网穴,会产生复合强度不好、白点等质量事故。

  由于无溶剂复合工艺的特殊性,造成其对原材料性能有着很强的依赖性,许多能适合干式复合工艺的原材料无法适用于无溶剂复合,所有的新材料必须进行试验才能大规模使用。油墨、薄膜的种类、添加剂的含量、表面状况、黏合剂都会对最终的产品质量产生重要影响。所以在进行大规模生产前,必须对原(辅)材料、生产工艺进行试验性评估以减小风险。

  2、胶黏剂的选择

  无溶剂胶黏剂主要有单组分潮气固化型胶黏剂、双组分冷涂无溶剂型胶黏剂、双组分反向热涂型胶黏剂、UV固化型胶黏剂等几种。选择胶黏剂时需要考虑的因素也很多,首先是包装内容物的种类及所用薄膜材料的种类;其次,如果印刷油墨与胶黏剂接触,还要考虑两者的相容性;再次,剥离强度要求以及热封条件等对胶黏剂的选择也有很大影响。

  另外,还需要注意两个问题:一是MDI类型的异氰酸化合物会透过内层薄膜逐渐向内层表面迁移,并与水汽发生反应形成聚脲抗热封层,影响包装袋的热封质量。当聚乙烯薄膜质量较差或胶黏剂选择不当时容易发生此类问题,尤其是使用双组分胶黏剂时更要注意。二是使用复合爽滑剂含量较高的薄膜时,由于爽滑剂迁移进胶黏剂层,可能会出现剥离强度差、热封不良、摩擦系数增大等问题,影响其在包装生产线上的操作性。因此,在复合此类薄膜时一定要注意选择合适的胶黏剂。

  二、无溶剂复合工艺

  1、张力控制

  在无溶剂复合工艺中,张力控制极为重要,必须非常精确。张力控制包括主放卷张力、涂胶后薄膜张力、副放卷张力、收卷张力、收卷锥度几个方面。无溶剂复合黏合剂初粘力为零,必须严格控制好张力的匹配。无溶剂复合的这个特点对于设备提出了很高的要求,稳定的张力控制系统是无溶剂设备的心脏。而张力工艺参数的设定对于软包装生产商则是经验的积累,不同的设备有一定差异,而不同薄膜复合更是相差巨大,只有反复试验才能选择出好的张力参数,尼龙膜吸湿后材料变软发皱,复合时张力可适当大些。

  2、上胶量

  上胶量是影响产品质量的关键因素,要控制好上胶量,首先要调节两个盛胶辊之间的距离,注意左右两边的距离一定要保持一致,这样才能确保复合膜从左到右上胶量均匀。同时保持涂胶辊良好的光洁度,不能有异物存在。调整盛胶辊两端的间隙时要等钢辊完全预热以后再进行。盛胶辊之间的粘合剂液面应尽量保持低一点,以随时向辊中加入新鲜的胶液。由于无溶剂复合产品下机时仍处于初粘力为零的状态,无论外观或复合强度都无法预测,也不能借鉴干式复合那样对快速固化的小样进行检验,通常只有在复合产品固化24h后才能对最终性能进行评估。因此,由于上胶量少并初粘性低,如果是采用无溶剂复合,则必须对尼龙膜的表面光洁度有更高要求,在购货时就要说明,对供应商提出要求。

  3、油墨和残留溶剂

  无溶剂复合无法降低由于印刷造成的残留溶剂,因此对印刷残留溶剂的控制提出了更高的要求。无溶剂不含有机溶剂,不会增加残留溶剂,但同时也不会降低由于印刷而带来的溶剂残留。只有将印刷残留溶剂控制在3mg/m2以下,才能真正杜绝最终成品的异味。

  4、熟化

  固化是无溶剂复合生产工艺中十分关键的一个工序,是关系到印复质量好坏的关健,熟化目的是让胶粘剂进一步交联,若完全交联,分子排列整齐就可以提高复合牢度。另一方面可以将半成品复合膜中的残留溶剂排出以减少残留溶剂量,从而减少剥离强度不良,开口性差、有异味等问题。使用高阻隔性材料,如PET、BOPA等材料要将残留溶剂在熟化过程中排出就较因难,一定要在印刷和复合烘干中尽量排除,以减少溶剂残留产生的不良后果。

  三、常见问题分析

  无溶剂复合同干式复合相比的最大特点是初粘力低,涂布量小,出现的各种质量问题大多也与这两个因素相关。当然,其它很多因素也会影响到产品的质量,如无溶剂胶耐热性比较敏感,一股烘干温度在90℃以下,超过90℃会产生汽化。并且无溶剂胶最怕酸性物质,因此应考虑内容物的含酸性,最好大批量生产前能做含3%~5%酸性的测试,可行后再扩大生产。

  1、气泡

  1) 上胶量不足,引起的气泡

  上胶量是个相对的概念,不同的基材上胶量通常不一样。具体的用量需要现场试验而定,如果上胶量太小,不但造成剥离强度下降,还会由于上胶量和油墨浸润不充分留有气泡。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

  无溶剂复合所用的胶粘剂是聚氨酯型,少量的水即会消耗胶粘剂里大量的异氰酸酯,并产生大量的气体。产生的气体如来不及排出,在熟化期间会将复合的两层基材胀起,在胶黏剂固化后留下气泡。在夏季多雨季节,空气湿度大,高于70 % 时,气泡产生的几率会明显增多。因此,生产过程中给无溶剂提供一个温度、湿度比较稳定的生产环境是非常必要的。

  3)复合工艺

  主要是指控制设备的一些工艺参数,主要包括复合压力、收卷张力、涂布温度、复合温度、车速太快而涂布效果不佳等。因为无溶剂复合刚下机时没有初粘力的,如果不能控制好相应的参数,就会引起气泡的产生。

  4)油墨干燥不良,导致的气泡

  油墨干燥不良也会在复合时产生气泡,这个原因常常被人们忽略。油墨残留高产生的气泡很有特点:气泡往往出现在油墨叠印率高的部分,叠印率低的地方气泡很少。

  5)熟化温度控制不合适,未能消除的气泡

  复合膜一下机就没有气泡较为少见,但一般情况下熟化后能消除小气泡。因为无溶剂胶粘剂复合后还具有一定的流动性,我们称为“二次流平”。

  2、白斑

  所谓白斑,是指复合后有油墨的地方出现不同于其他部分的白色小点。

  1)油墨与胶水不相容

  特别是满版油墨印刷更容易产生。这是由于油墨与粘合剂相容性不好,匹配不良造成的。比较轻微的是复合后一部分粘合剂渗透到油墨中,使油墨看上去有些发灰,而没有粘合剂渗透的油墨处则发白出现白斑、缺色,复合真空镀铝膜时透铝。严重时可出现印刷油墨大面积晕染。

  2)涂胶辊、复合辊的表面光洁度太差或粘有异物

  此时表现为局部间断重复出现斑点。可以通过测量重复出现的两斑点的间距来判断是哪根辊上有异物,清理干净即可。

  3)油墨遮盖率差产生白点

  此时表现为白色和浅色油墨出现白点,而深色部分外观良好。解决办法是提高白墨的遮盖力,如检查白墨的细度,研磨细度好的油墨,提高遮盖力,最简单的方法是重印一次白墨。也可在购买油墨时进行细度及遮盖力检验,合格后再使用。

  4)胶粘剂涂布不均,上胶量低

  没有足够的粘合剂可渗透到全部油墨中而产生的白点,或胶粘剂与油墨的相容性太差。 复合镀铝膜或铝箔更容易出现白点,镀铝和铝箔面反射的光线通过气泡时遇到断面,会产生折射或漫反射,形成白点。解决方法:可适当增加涂布量,控制好复合张力,使涂布均匀。

  5)基材膜张力不均

  基膜张力不均,进入复合辊之前打折,造成局部复合效果差,出现气泡,宏观表现为白斑。

  6)复合和涂胶压力

  复合部位或涂胶部位压力设置不当,呈大小头。压力不均使得胶液中的空气不能在复合过程被排出。另外,复合时第二基材与复合压辊的夹角不能太大,否则容易夹杂空气形成气泡。

  7)两基材膜面粗糙度太大;添加剂上浮

  以往基材膜面粗糙度一般在0.08~0.16um(用无溶剂胶膜表面粗糙度应更低些)。若高于这个粗糙度,那么膜表面凹凸严重,高低不平,油墨及胶粘剂很难将凹凸穴填平,从而造成复合气泡(宏观为白斑或斑点)或复合不牢现象。若基膜添加剂质量偏劣或受热上浮,也会产生白斑。

  3、发粘

  1)胶水混胶比例不对

  配有打胶机的客户特别注意:应经常、及时对打胶机进行保养和清理,特别是打胶机的密封性要好,否则异氰酸酯组分容易与水汽反应而变质。如果打胶机打出的两组分比例错误,就会引起胶水不固化和发粘现象。

  2)胶水搅拌不均匀

  胶水搅拌要充分,搅拌至胶液澄清就表明已经均匀,特别是人工搅拌感觉更明显。

  3)胶水中异氰酸酯组分变质

  胶水中异氰酸酯组分很容易与空气中的水分反应而使胶水失效,所以这需要我们在储存和使用过程中特别注意。

  4、褶皱

  1)复合工艺

  两基材张力不匹配,收卷张力不合适。只要调整好设备的工艺参数即可。若基材本身存在厚薄不均现象,经展平辊调节无效则应调换基材。

  2)固化不完全

  有的复合膜在室温下剥一剥好像不粘了,但制袋后热封边蜷曲,产生细小皱纹,这是较轻的“固化不完全”。要保证熟化时间充分。

  3)吸湿

  由于吸湿,膜发生形变。保证购回来的膜尽快能用完,不用的膜应该存放在干燥的地方。特别注意在高温高湿天气中,使用易吸潮的尼龙膜材料,应在使用时才打开包装膜,以免受潮变形。

  4)设备原因

  A:辊面不清洁。

  一般导辊表面应该洁净,无任何杂物粘附于上面,导辊表面应是达到镜面度。若有杂物附着,可能产生张力不稳而导致材料运行偏离产生褶皱。

  B:辊水平不够。

  同样导辊水平不够也可产生材料行走张力不稳而产生褶皱。

  5)纵向死折

  出现这种情况的主要原因是基材本身张力不均(平整度差),而无溶剂复合对基材平整度要求相当严格,可以从以下几方面调节:

  A:加大放卷及收卷张力,两者相互配合,以防收缩。

  B:打开主放卷薄膜预热系统,使膜变得柔软,减少复合后薄膜的应力;

  C:提高车速,在无溶剂各个导辊中都有导向槽,并且相邻两辊的导向槽正好相反,就是为了高速复合时更好起到展平的作用。

  5、剥离强度低

  1)胶粘剂的选择

  PET或NY印刷膜,经常发生透明部分剥离度低,而油墨部分较差甚至起皱的现象。

  2)胶粘剂涂布及上胶量

  这种问题只要能使上胶量充足,剥离力就立即能上来。另一方面,应根据实际用途选择相应的胶水。并保证涂胶均匀及足够的上胶量。

  3)复合基材的表面张力(电晕值)

  薄膜电晕处理不好,基材表面张力低,胶粘剂不能充分润湿基材表面。

  4)基材中的添加剂影响

  基材中的添加剂太多,遇热上浮,能使胶粘剂层产生降解而失去粘合力。