摘要:尼龍膜為吸濕性大的薄膜,一旦吸潮,其物性指標(biāo)發(fā)生變化,薄膜變軟起皺,對于高速無溶劑復(fù)合來說,是一個很大的考驗。尼龍膜的厚薄均衡性、膜面光潔度,熱收縮率縱、橫向差值,表面潤濕張力、添加劑等因素都會影響無溶劑復(fù)合的產(chǎn)品質(zhì)量。
在無溶劑生產(chǎn)工藝中,復(fù)合設(shè)備由混合計量配膠系統(tǒng)、涂布上膠系統(tǒng)、復(fù)合冷卻系統(tǒng)、放卷收卷系統(tǒng)等幾個主要部分構(gòu)成。其中需要控制的參數(shù)很多,操作難度大,特別是:張力控制(與復(fù)合壓力、轉(zhuǎn)速比有關(guān))、涂膠量、涂布粘度與溫度(調(diào)節(jié)上膠輥的溫度來調(diào)整膠水的粘度,控制復(fù)合溫度、復(fù)合壓力調(diào)節(jié)涂布量)、固化條件(按各種不同膠類型和后工序要求固化時間)這幾項最為重要。
由于無溶劑復(fù)合速度很快,換膠水時需要試用或者需要調(diào)整設(shè)備或工藝,一般用得好的廠家只使用一種,最多不超過兩種牌號的粘合劑,因此膠水、設(shè)備、工藝三者要配合良好,才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
而尼龍膜為吸濕性大的薄膜,一旦吸潮,其物性指標(biāo)發(fā)生變化,薄膜變軟起皺,對于高速無溶劑復(fù)合來說,是一個難解的課題。其次,尼龍膜的厚薄均衡性、膜面光潔度,熱收縮率縱、橫向差值,表面潤濕張力、添加劑等都可能影響無溶劑復(fù)合的產(chǎn)品質(zhì)量。
一、無溶劑復(fù)合原材料選擇
1、復(fù)合基材與尼龍薄膜
目前,無溶劑復(fù)合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、鋁箔等。復(fù)合時一般將剛性大、涂布性能好的材料(PET、BOPP、OPA、VMPET等)放在主放卷工位;將易拉伸的材料(PE、CPP、VMCPP等)放在副放卷工位。但也可根據(jù)實際生產(chǎn)情況靈活選擇,如印刷膜與鍍鋁材料復(fù)合時,為了保證復(fù)合質(zhì)量和生產(chǎn)效率,可以把鍍鋁材料放到主放卷工位。無溶劑復(fù)合用基材的表面電暈參數(shù)很重要,一般為PE、BOPP表面張力應(yīng)大于38達(dá)因、VMCPP應(yīng)大于42達(dá)因、PET應(yīng)大于45達(dá)因、BOPA應(yīng)大于52達(dá)因。
針對無溶劑復(fù)合速度快、初粘性小的特點,尼龍膜的質(zhì)量如何才能適應(yīng)無溶劑復(fù)合的需求呢?
尼龍膜雖然是極性材料,在生產(chǎn)過程中雖然經(jīng)過分子結(jié)晶這個過程, 但并非所有聚酰胺中的分子都能結(jié)晶, 還有一部分非結(jié)晶的酰胺基極性基團(tuán), 這些酰胺基可以與水分子配位, 導(dǎo)致尼龍薄膜表面極易吸入極性很強的水分子, 使尼龍膜吸潮變軟,拉伸力減弱,生產(chǎn)時產(chǎn)生張力不穩(wěn)現(xiàn)象。有時還會在薄膜表面形成一層薄薄的水膜, 阻隔油墨和膠粘劑對薄膜的附著,影響產(chǎn)品質(zhì)量,如使印品起皺、翹邊、袋口卷曲、套印不準(zhǔn)、制袋錯位、復(fù)合膜起泡、容易起斑點、晶點和白點。異味增多、膜面粘連、打碼困難等。嚴(yán)重時還會引發(fā)復(fù)合剝離強度下降或產(chǎn)生油墨或膠粘劑轉(zhuǎn)移、降解而脫層、打碼速度下降或打碼打不上,高溫蒸煮過程中破袋現(xiàn)象增多、復(fù)合膜手感發(fā)硬、發(fā)脆現(xiàn)象增多等。
這些都是尼龍膜吸潮以后造成的質(zhì)量故障。
因此對于尼龍膜的要求是:
1、BOPA膜均衡性厚薄偏差要求控制在8%以內(nèi),由于無溶劑復(fù)合速度快,若厚薄均差大會產(chǎn)生復(fù)合起皺、氣泡等。
2、吸濕性應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),最好在1.5%~2.5%左右,若超過3%則會引起復(fù)合干燥減慢、氣泡產(chǎn)生、堵塞網(wǎng)點,使小網(wǎng)點印刷丟失及使尼龍膜發(fā)黃變色。
3、表面潤濕張力應(yīng)在52~54達(dá)因之間,電暈處理會影響材料的阻隔性,因而對材料進(jìn)行電暈處理時要合理,不宜過大。
4、添加劑量應(yīng)控制在300~400PPM以內(nèi),太少影響開口性,太多又破壞復(fù)合強度。
5、膜的光潔度適當(dāng)高些,一般可控制在Ra0.08~0.12um之間。因無溶劑復(fù)合,上膠量少,若膜面過于粗糙,膠液難以填平凹凸不平的網(wǎng)穴,會產(chǎn)生復(fù)合強度不好、白點等質(zhì)量事故。
由于無溶劑復(fù)合工藝的特殊性,造成其對原材料性能有著很強的依賴性,許多能適合干式復(fù)合工藝的原材料無法適用于無溶劑復(fù)合,所有的新材料必須進(jìn)行試驗才能大規(guī)模使用。油墨、薄膜的種類、添加劑的含量、表面狀況、黏合劑都會對最終的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。所以在進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)前,必須對原(輔)材料、生產(chǎn)工藝進(jìn)行試驗性評估以減小風(fēng)險。
2、膠黏劑的選擇
無溶劑膠黏劑主要有單組分潮氣固化型膠黏劑、雙組分冷涂無溶劑型膠黏劑、雙組分反向熱涂型膠黏劑、UV固化型膠黏劑等幾種。選擇膠黏劑時需要考慮的因素也很多,首先是包裝內(nèi)容物的種類及所用薄膜材料的種類;其次,如果印刷油墨與膠黏劑接觸,還要考慮兩者的相容性;再次,剝離強度要求以及熱封條件等對膠黏劑的選擇也有很大影響。
另外,還需要注意兩個問題:一是MDI類型的異氰酸化合物會透過內(nèi)層薄膜逐漸向內(nèi)層表面遷移,并與水汽發(fā)生反應(yīng)形成聚脲抗熱封層,影響包裝袋的熱封質(zhì)量。當(dāng)聚乙烯薄膜質(zhì)量較差或膠黏劑選擇不當(dāng)時容易發(fā)生此類問題,尤其是使用雙組分膠黏劑時更要注意。二是使用復(fù)合爽滑劑含量較高的薄膜時,由于爽滑劑遷移進(jìn)膠黏劑層,可能會出現(xiàn)剝離強度差、熱封不良、摩擦系數(shù)增大等問題,影響其在包裝生產(chǎn)線上的操作性。因此,在復(fù)合此類薄膜時一定要注意選擇合適的膠黏劑。
同時,不同的基材上膠量通常是不一樣的,總體來說,一般控制在0.8~3g/㎡,透明材料控制在0.8~1.5 g/㎡,鍍鋁材料可達(dá)1.5~1.8 g/㎡,紙/塑復(fù)合可控制在1.0~3.0g/㎡。具體參數(shù)要通過現(xiàn)場試驗取得。如果膠量太大不但收卷收不齊,還會造成油墨從印刷基材剝離轉(zhuǎn)移,如果上膠量太少,則造成剝離強度下降,還會由于上膠量和油墨浸潤不充分留有氣泡。
不同的雙組分聚氨酯粘合劑對水和醇的敏感度不一樣。如鍍鋁膜專用粘合劑對水或醇的敏感度在0.5%~0.8%的范圍, 超出這個范圍就有可能造成不干的現(xiàn)象。如果敏感度超出范圍, 越高柔韌性就越差, 復(fù)合后的產(chǎn)品有時會發(fā)硬、發(fā)脆。但敏感度過小,對乙酸乙酯溶劑含水或醇含量的控制必須很嚴(yán)格。目前市面上出售的乙酸乙酯,含水、醇的總量應(yīng)在0.5%以下,如果在0.5%以上,可以判斷這個溶劑不符合(國標(biāo)GB12589規(guī)定:乙酸乙酯一級品水分含量不超過0.2%,二級品不超過0.4%。國外乙酸乙酯含水分量是規(guī)定不得超過0.05%)。這是因為乙酸乙酯中若含有OH、—COOH、—NH2基團(tuán)的成分,會嚴(yán)重影響復(fù)合效果,這是因為聚氨酯膠粘劑主劑中含有NCO基團(tuán),可以和活性氫原子反應(yīng),這些反應(yīng)會消耗固化劑的異氰酸酯,使之參與膠水反應(yīng)量減少,同時又放出CO2,使膠層含氣泡,對于復(fù)合極為不利,造成表面不干或粘合強度下降。而尼龍膜是吸潮性很強的材料,對水分子特別敏感,此方面要嚴(yán)加注意。
二、無溶劑復(fù)合工藝
1、張力控制
在無溶劑復(fù)合工藝中,張力控制極為重要,必須非常精確。張力控制包括主放卷張力、涂膠后薄膜張力、副放卷張力、收卷張力、收卷錐度幾個方面。無溶劑復(fù)合黏合劑初粘力為零,必須嚴(yán)格控制好張力的匹配。無溶劑復(fù)合的這個特點對于設(shè)備提出了很高的要求,穩(wěn)定的張力控制系統(tǒng)是無溶劑設(shè)備的心臟。而張力工藝參數(shù)的設(shè)定對于軟包裝生產(chǎn)商則是經(jīng)驗的積累,不同的設(shè)備有一定差異,而不同薄膜復(fù)合更是相差巨大,只有反復(fù)試驗才能選擇出好的張力參數(shù),尼龍膜吸濕后材料變軟發(fā)皺,復(fù)合時張力可適當(dāng)大些。
一般來說,薄膜涂膠后的張力要略大于主放卷張力,收卷張力略大于放卷張力,收卷錐度控制在20%以內(nèi)為好。針對不同材質(zhì)的薄膜,復(fù)合過程中各部分張力大小也有所不同,甚至不同廠家生產(chǎn)的同一材質(zhì)的薄膜,其張力也要略作調(diào)整。如PA/PE結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜,PE膜的張力大致在1.5~2.5N之間,PA膜的張力可以根據(jù)實際情況控制在7~15N 。看張力是否合適的方法是在復(fù)合過程中停止機器,在收卷處用刀片劃十字型,看復(fù)合薄膜卷曲方向,向哪個方向卷曲,說明這層膜張力過大需減小;或者增加另一層膜的張力。最理想的狀態(tài)是劃出十字口后復(fù)合膜保持平整。要視不同的兩層材質(zhì)進(jìn)行張力的調(diào)節(jié)。
2、上膠量
上膠量是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,要控制好上膠量,首先要調(diào)節(jié)兩個盛膠輥之間的距離,注意左右兩邊的距離一定要保持一致,這樣才能確保復(fù)合膜從左到右上膠量均勻。同時保持涂膠輥良好的光潔度,不能有異物存在。調(diào)整盛膠輥兩端的間隙時要等鋼輥完全預(yù)熱以后再進(jìn)行。盛膠輥之間的粘合劑液面應(yīng)盡量保持低一點,以隨時向輥中加入新鮮的膠液。由于無溶劑復(fù)合產(chǎn)品下機時仍處于初粘力為零的狀態(tài),無論外觀或復(fù)合強度都無法預(yù)測,也不能借鑒干式復(fù)合那樣對快速固化的小樣進(jìn)行檢驗,通常只有在復(fù)合產(chǎn)品固化24h后才能對最終性能進(jìn)行評估。因此,由于上膠量少并初粘性低,如果是采用無溶劑復(fù)合,則必須對尼龍膜的表面光潔度有更高要求,在購貨時就要說明,對供應(yīng)商提出要求。
3、油墨和殘留溶劑
無溶劑復(fù)合無法降低由于印刷造成的殘留溶劑,因此對印刷殘留溶劑的控制提出了更高的要求。無溶劑不含有機溶劑,不會增加殘留溶劑,但同時也不會降低由于印刷而帶來的溶劑殘留。只有將印刷殘留溶劑控制在3mg/m2以下,才能真正杜絕最終成品的異味。
一般用于尼龍膜印刷的凹印里印油墨類型是聚氨酯樹脂油墨, 聚氨酯體系的油墨其油墨連接料中的胺基會消化粘合劑的固化劑而造成膠液不干現(xiàn)象, 其次聚氨酯油墨體系中還往往加入三元羥基改性氯醋樹脂,這也是造成油墨與膠水不干的因素之一。為此,在使用聚氨酯體系的油墨印刷時,應(yīng)加入硬化劑,或者在配膠時最好以酮類溶劑做真溶劑,用作溶解油墨的連接料樹脂。我們常用的聚氨酯樹脂油墨的溶劑有:丁酮(甲、乙酮)、異丙醇、甲苯等溶劑。這三種溶劑中,丁酮的揮發(fā)速率最快,在印刷過程中,由于丁酮的量沒有得到及時的補充,造成墨槽中的油墨因樹脂的溶解性不佳而發(fā)脹,粘度上升,影響油墨對薄膜的附著能力。因此在使用聚氨酯油墨時,稀釋溶劑中丁酮必須保持足夠的量,以滿足溶解樹脂的需求。聚氨酯樹脂油墨在夏季印刷時,油墨粘度上升較快,操作時應(yīng)及時不斷地補充稀釋溶劑,保持墨槽中的油墨始終處于一個相對低的粘度,保證印刷質(zhì)量的穩(wěn)定,以免出現(xiàn)象漏印、小網(wǎng)點丟失、色差、堵版、粘背等質(zhì)量問題的產(chǎn)生。同時,還可以加8%~15%的固化劑, 以防出現(xiàn)膠水不干現(xiàn)象。
在印刷油墨加入的混合溶劑中,有的溶劑可以溶解油墨中的連結(jié)料,稱之為真溶劑,有的溶劑單一使用則不能溶解油墨中的連結(jié)料,稱為假溶劑。由于溶劑之間揮發(fā)性不同,如果真溶劑先揮發(fā),則油墨中溶劑的比例受到破壞就會出現(xiàn)油墨樹脂析出沉淀等現(xiàn)象。所以應(yīng)及時補加真溶劑,當(dāng)溶劑平衡性較差時,應(yīng)添加一些蒸發(fā)速度較慢的真溶劑,以保持溶劑揮發(fā)性的平衡。各種類型的油墨由于油墨樹脂的不同,針對使用的真溶劑也不同,一定要先搞清楚使用哪種類型的樹脂油墨,才能對應(yīng)使用相應(yīng)的真溶劑。
由于水分帶入到含有異氰酸酯基(--NCO)的粘合劑系統(tǒng)中, 會引起凝膠和白化。這主要是:1摩爾的水(H2O) 可以和1摩爾的含有異氰酸酯基(-NCO) 的粘合劑的固化劑反應(yīng)生成胺和二氧化碳 R-NCO+H2O →R- NH2+CO2↑。這一步反應(yīng)雖然不是很快, 但比起與主劑的反應(yīng)要快得多(有人做過試驗,會快10倍以上)。由于固化劑與水反應(yīng)在先, 從而改變了主劑與固化劑的配比, 使粘合劑不能正常固化, 而與水生成的CO2氣體在復(fù)合制品鼓脹, 造成氣泡和針孔,與水反應(yīng)產(chǎn)生的胺繼續(xù)與1摩爾的含異氰酸酯基(-NCO) 反應(yīng), 生成縮二脲, R-NCO+R2--NH2--RNHCONHR↓。該產(chǎn)品是一種白色結(jié)晶, 不溶于醋酸乙酯中而呈現(xiàn)膠液的白化, 生成的縮二脲逐漸積累, 使復(fù)合花輥堵塞而造成上膠量不足, 產(chǎn)生廢品。
企業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)早上復(fù)合膠液還正常使用,到下午就膠液混濁變白并有沉淀的現(xiàn)象就是這個原理。因此在配制粘合劑時,應(yīng)隨配隨用,不要放置時間過長,在配制時保證固化劑量,使其盡量往上限靠,一股不超過正常用量的10%(應(yīng)視實際情況調(diào)節(jié))。
殘留溶劑必須在印刷工序中清除,因無溶劑復(fù)合不使用有機溶劑,也就在復(fù)合工序中不存在溶劑的殘留。由于尼龍膜對于水分子的敏感性,在選購溶劑時,應(yīng)對溶劑的質(zhì)量(純度)嚴(yán)加控制。溶劑的品質(zhì),決定溶劑的殘留。因此在印刷過程對于異丙醇等溶劑的加入就應(yīng)特別慎重和控制。
3、生產(chǎn)車間環(huán)境衛(wèi)生和溫濕度
無溶劑復(fù)合生產(chǎn)車間對環(huán)境要求相對嚴(yán)格些,對空氣中的濕度也有一定要求。因為無溶劑復(fù)合速度快,如果空氣中有灰塵、雜物、蚊蟲都會影響設(shè)備的精度和成品的透明度。并且,無溶劑復(fù)合的膠粘劑是聚氨酯型,其主劑為異氰酸酯類,其官能團(tuán)是一個非?;顫姷幕鶊F(tuán),容易和空氣中的水產(chǎn)生反應(yīng),在膠粘劑固化后會有氣泡產(chǎn)生,因此環(huán)境濕度一般控制在小于75%以下。
尼龍膜具有吸潮性,吸潮后會引起一系列不良質(zhì)量后果,因此對尼龍膜的使用環(huán)境和存放環(huán)境都有特別要求。一般尼龍膜應(yīng)存放在23℃± 3℃左右,干濕差在65% ±5% 范圍內(nèi)比較理想。尼龍膜不能直接放置于地板、露天,以免受潮吸濕。而生產(chǎn)環(huán)境的干濕差一般不超過80%,若達(dá)80%應(yīng)停止生產(chǎn)(特別是復(fù)合生產(chǎn))以免產(chǎn)生不良因素??稍谏a(chǎn)車間加放排風(fēng)扇和除濕機,加強室內(nèi)空氣流通,有的企業(yè)將尼龍材料安排在中午時間段生產(chǎn)??傊?,在濕度超過70%時一定要慎重使用。在氣溫偏低或濕度偏大時使用,一定要開啟印刷和復(fù)合機的預(yù)熱設(shè)備,先將尼龍膜預(yù)熱,烘干附于尼龍膜表面的水分,以利于印刷、復(fù)合生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
冷凝水一般在凈化罩排風(fēng)口或空調(diào)機排風(fēng)口, 在此冷熱空氣交匯的地方, 很容易使熱空氣上升所帶來的水蒸氣慢慢凝集, 到了一定程度就掉下來, 產(chǎn)生白色或淺黃色的拖尾痕跡, 嚴(yán)重影響膜的外觀和使用。在此,要求生產(chǎn)車間要定時擦掉排風(fēng)口以及一切可能產(chǎn)生冷凝水的部位,保證冷凝水不掉在薄膜表面。因此,在生產(chǎn)工藝上要考慮地域和溫差的影響,還要考慮膠粘劑的耐氣侯性,隨時調(diào)整膠粘劑的配比,否則將造成膠水不干、反應(yīng)不完全等現(xiàn)象。
4、熟化
固化是無溶劑復(fù)合生產(chǎn)工藝中十分關(guān)鍵的一個工序,是關(guān)系到印復(fù)質(zhì)量好壞的關(guān)健,熟化目的是讓膠粘劑進(jìn)一步交聯(lián),若完全交聯(lián),分子排列整齊就可以提高復(fù)合牢度。另一方面可以將半成品復(fù)合膜中的殘留溶劑排出以減少殘留溶劑量,從而減少剝離強度不良,開口性差、有異味等問題。使用高阻隔性材料,如PET、BOPA等材料要將殘留溶劑在熟化過程中排出就較因難,一定要在印刷和復(fù)合烘干中盡量排除,以減少溶劑殘留產(chǎn)生的不良后果。
固化溫度和時間對復(fù)合質(zhì)量有很大影響。固化條件會對最終復(fù)合產(chǎn)品的復(fù)合牢度、鍍鋁層的轉(zhuǎn)移性、熱封層的摩擦系數(shù)等產(chǎn)生一定影響,千萬不能象干式復(fù)合對待熟化一樣馬虎應(yīng)付。無溶劑復(fù)合成品熟化較慢,無法滿足快速固化、快速出貨的要求。由于無溶劑黏合劑分子量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于干式復(fù)合黏合劑,所以復(fù)合產(chǎn)品的固化反應(yīng)需要相對更多的時間,一般來講,保證40℃、48h的熟化條件是必要的。復(fù)合膜收卷后,由于粘合劑初粘性差(一般僅0.2~0.3N/15mm),并且在熟化過程中粘合劑依然會流動,所以,復(fù)合膜下機后最好能橫向懸掛起來,也可用人工翻轉(zhuǎn),對熟化過程進(jìn)行室溫均勻性操作。為防止膜根處嚴(yán)重皺折,收卷所用的紙芯最好用6英寸的紙芯。室溫偏差小于2%,熟化48h。
由于無溶劑膠液徹底交聯(lián)時間長, 在國外有的完全熟化需7~10天,因此必須嚴(yán)格按膠粘劑廠家要求條件進(jìn)行固化。熟化無論采用外加熱或內(nèi)加熱, 都以達(dá)到固化室內(nèi)溫度穩(wěn)定、均勻為目的。一般可按要求時間進(jìn)行熟化,如若固化時間過短,可能導(dǎo)致膠粘劑固化不完全,而影響剝離強度和殘留異味,而固化時間過長,則可能導(dǎo)致薄膜開口性不良。從試驗的結(jié)果看,兩層或蒸煮的薄膜需要低溫長時間固化,而鍍鋁膜復(fù)合則需要提高固化溫度,減少固化時間來降低脫鋁的機率,而高溫蒸煮袋一般需要50~55℃、72h的固化才能滿足固化要求。業(yè)內(nèi)有人提出二次熟化的工藝,即: 將多層基材復(fù)合好后, 先放于50℃的烘房里熟化36h, 然后取出分切和制袋。再將分卷好的半成品和制袋好的成品放在70℃下保持12h(PE為內(nèi)膜) 或在90℃下保持3h(CPP為內(nèi)膜) 進(jìn)行短時間的二次熟化(特殊熟化工藝), 其熟化效果比一次性長時間熟化效果更好。在有鋁箔和真空鍍鋁的產(chǎn)品中也有先將復(fù)合鋁箔和鍍鋁的半成品先熟化24h,而后再復(fù)合熱封層后再熟化24h, 以提高復(fù)合剝離牢固。以上方法在大批量生產(chǎn)前,一定要做好實驗取得參數(shù),認(rèn)為可行再使用。
三、常見問題分析
無溶劑復(fù)合同干式復(fù)合相比的最大特點是初粘力低,涂布量小,出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題大多也與這兩個因素相關(guān)。當(dāng)然,其它很多因素也會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量,如無溶劑膠耐熱性比較敏感,一股烘干溫度在90℃以下,超過90℃會產(chǎn)生汽化。并且無溶劑膠最怕酸性物質(zhì),因此應(yīng)考慮內(nèi)容物的含酸性,最好大批量生產(chǎn)前能做含3%~5%酸性的測試,可行后再擴大生產(chǎn)。
1、氣泡
1) 上膠量不足,引起的氣泡
上膠量是個相對的概念,不同的基材上膠量通常不一樣。具體的用量需要現(xiàn)場試驗而定,如果上膠量太小,不但造成剝離強度下降,還會由于上膠量和油墨浸潤不充分留有氣泡。這在鍍鋁和白色印刷膜復(fù)合上顯得更為明顯。
2)濕度太大,引起的氣泡
無溶劑復(fù)合所用的膠粘劑是聚氨酯型,少量的水即會消耗膠粘劑里大量的異氰酸酯,并產(chǎn)生大量的氣體。產(chǎn)生的氣體如來不及排出,在熟化期間會將復(fù)合的兩層基材脹起,在膠黏劑固化后留下氣泡。在夏季多雨季節(jié),空氣濕度大,高于70 % 時,氣泡產(chǎn)生的幾率會明顯增多。因此,生產(chǎn)過程中給無溶劑提供一個溫度、濕度比較穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境是非常必要的。
3)復(fù)合工藝
主要是指控制設(shè)備的一些工藝參數(shù),主要包括復(fù)合壓力、收卷張力、涂布溫度、復(fù)合溫度、車速太快而涂布效果不佳等。因為無溶劑復(fù)合剛下機時沒有初粘力的,如果不能控制好相應(yīng)的參數(shù),就會引起氣泡的產(chǎn)生。
4)油墨干燥不良,導(dǎo)致的氣泡
油墨干燥不良也會在復(fù)合時產(chǎn)生氣泡,這個原因常常被人們忽略。油墨殘留高產(chǎn)生的氣泡很有特點:氣泡往往出現(xiàn)在油墨疊印率高的部分,疊印率低的地方氣泡很少。
要消除此類氣泡只能處理印刷膜,比如將印刷膜用印刷機或復(fù)合機重新干燥一遍再復(fù)合,一般能消除氣泡。再不行就只能降低復(fù)合速度了。上面描述過的干燥不良的復(fù)合制品,溶劑殘留一定超標(biāo),新版GB/T10004-2008規(guī)定,印刷復(fù)合后殘留溶劑量不能大于5mg/㎡。因此,在印刷工序就必須控制好殘留溶劑,以防殘留溶劑多帶來一系列的質(zhì)量問題。一般溶劑殘留量在印刷工序后一定要低于3mg/㎡,才能符合GB/T10004--2008標(biāo)準(zhǔn)要求。
5)熟化溫度控制不合適,未能消除的氣泡
復(fù)合膜一下機就沒有氣泡較為少見,但一般情況下熟化后能消除小氣泡。因為無溶劑膠粘劑復(fù)合后還具有一定的流動性,我們稱為“二次流平”。
同樣的溫度,分子量大的膠流動性差。溫度越高,膠的流動性越好,同時膠的反應(yīng)速度也越快,膠的粘度增加也越快,能夠流動的時間也越短。所以應(yīng)該控制好熟化室的溫度,一般不高于50℃,不低于35℃(可以根據(jù)實際情況調(diào)整)。有的熟化室用紅外線燈管加熱,熟化室內(nèi)空氣循環(huán)量小,造成空間各處溫度不一致,實際溫度未全部達(dá)到溫度計指示的刻度,這樣很容易受熱不均勻,出現(xiàn)質(zhì)量問題。
2、白斑
所謂白斑,是指復(fù)合后有油墨的地方出現(xiàn)不同于其他部分的白色小點。
1)油墨與膠水不相容
特別是滿版油墨印刷更容易產(chǎn)生。這是由于油墨與粘合劑相容性不好,匹配不良造成的。比較輕微的是復(fù)合后一部分粘合劑滲透到油墨中,使油墨看上去有些發(fā)灰,而沒有粘合劑滲透的油墨處則發(fā)白出現(xiàn)白斑、缺色,復(fù)合真空鍍鋁膜時透鋁。嚴(yán)重時可出現(xiàn)印刷油墨大面積暈染。
2)涂膠輥、復(fù)合輥的表面光潔度太差或粘有異物
此時表現(xiàn)為局部間斷重復(fù)出現(xiàn)斑點??梢酝ㄟ^測量重復(fù)出現(xiàn)的兩斑點的間距來判斷是哪根輥上有異物,清理干凈即可。
3)油墨遮蓋率差產(chǎn)生白點
此時表現(xiàn)為白色和淺色油墨出現(xiàn)白點,而深色部分外觀良好。解決辦法是提高白墨的遮蓋力,如檢查白墨的細(xì)度,研磨細(xì)度好的油墨,提高遮蓋力,最簡單的方法是重印一次白墨。也可在購買油墨時進(jìn)行細(xì)度及遮蓋力檢驗,合格后再使用。
4)膠粘劑涂布不均,上膠量低
沒有足夠的粘合劑可滲透到全部油墨中而產(chǎn)生的白點,或膠粘劑與油墨的相容性太差。 復(fù)合鍍鋁膜或鋁箔更容易出現(xiàn)白點,鍍鋁和鋁箔面反射的光線通過氣泡時遇到斷面,會產(chǎn)生折射或漫反射,形成白點。解決方法:可適當(dāng)增加涂布量,控制好復(fù)合張力,使涂布均勻。
5)基材膜張力不均
基膜張力不均,進(jìn)入復(fù)合輥之前打折,造成局部復(fù)合效果差,出現(xiàn)氣泡,宏觀表現(xiàn)為白斑。
6)復(fù)合和涂膠壓力
復(fù)合部位或涂膠部位壓力設(shè)置不當(dāng),呈大小頭。壓力不均使得膠液中的空氣不能在復(fù)合過程被排出。另外,復(fù)合時第二基材與復(fù)合壓輥的夾角不能太大,否則容易夾雜空氣形成氣泡。
7)兩基材膜面粗糙度太大;添加劑上浮
以往基材膜面粗糙度一般在0.08~0.16um(用無溶劑膠膜表面粗糙度應(yīng)更低些)。若高于這個粗糙度,那么膜表面凹凸嚴(yán)重,高低不平,油墨及膠粘劑很難將凹凸穴填平,從而造成復(fù)合氣泡(宏觀為白斑或斑點)或復(fù)合不牢現(xiàn)象。若基膜添加劑質(zhì)量偏劣或受熱上浮,也會產(chǎn)生白斑。
3、發(fā)粘
1)膠水混膠比例不對
配有打膠機的客戶特別注意:應(yīng)經(jīng)常、及時對打膠機進(jìn)行保養(yǎng)和清理,特別是打膠機的密封性要好,否則異氰酸酯組分容易與水汽反應(yīng)而變質(zhì)。如果打膠機打出的兩組分比例錯誤,就會引起膠水不固化和發(fā)粘現(xiàn)象。
打膠機的核心是打膠泵,不管是柱塞泵還是齒輪泵,一般都會有膠液比例失調(diào)的自動報警系統(tǒng)。一般來說新膠泵在初期使用時都不會有問題,但隨著年限的延長,若是相關(guān)維護(hù)、保養(yǎng)措施跟不上。打膠泵一旦出現(xiàn)問題,粘合劑配比失衡而不報警,就會出現(xiàn)批量的質(zhì)量事故。一般來說只要比例確定,一定溫度下剛混合后的膠液折射率是一定的,雖然實際操作中,因為溫度、測試時間的影響,折射率會有一些變化,但都是有規(guī)律可循的。折射率的檢測可以隨時進(jìn)行,且不影響在線生產(chǎn),操作十分方便。企業(yè)可以通過檢測折射率來判斷混膠比例是否準(zhǔn)確。
2)膠水?dāng)嚢璨痪鶆?/p>
膠水?dāng)嚢枰浞?,攪拌至膠液澄清就表明已經(jīng)均勻,特別是人工攪拌感覺更明顯。
3)膠水中異氰酸酯組分變質(zhì)
膠水中異氰酸酯組分很容易與空氣中的水分反應(yīng)而使膠水失效,所以這需要我們在儲存和使用過程中特別注意。
有時鍍鋁材料復(fù)合有發(fā)粘現(xiàn)象,而透明材料復(fù)合就沒有類似問題。這主要是由于鍍鋁材料比透明材料有更好的親水性,鍍鋁薄膜上的水分與膠水發(fā)生反應(yīng)所引起。可以通過增加異氰酸酯組分用量來解決,或在鍍鋁材料涂膠也會得到一定程度的改善,同時要特別注意鍍鋁材料的存儲與保護(hù),復(fù)合前杜絕打開包裝。
4、褶皺
1)復(fù)合工藝
兩基材張力不匹配,收卷張力不合適。只要調(diào)整好設(shè)備的工藝參數(shù)即可。若基材本身存在厚薄不均現(xiàn)象,經(jīng)展平輥調(diào)節(jié)無效則應(yīng)調(diào)換基材。
2)固化不完全
有的復(fù)合膜在室溫下剝一剝好像不粘了,但制袋后熱封邊蜷曲,產(chǎn)生細(xì)小皺紋,這是較輕的“固化不完全”。要保證熟化時間充分。
3)吸濕
由于吸濕,膜發(fā)生形變。保證購回來的膜盡快能用完,不用的膜應(yīng)該存放在干燥的地方。特別注意在高溫高濕天氣中,使用易吸潮的尼龍膜材料,應(yīng)在使用時才打開包裝膜,以免受潮變形。
4)設(shè)備原因
A:輥面不清潔。
一般導(dǎo)輥表面應(yīng)該潔凈,無任何雜物粘附于上面,導(dǎo)輥表面應(yīng)是達(dá)到鏡面度。若有雜物附著,可能產(chǎn)生張力不穩(wěn)而導(dǎo)致材料運行偏離產(chǎn)生褶皺。
B:輥水平不夠。
同樣導(dǎo)輥水平不夠也可產(chǎn)生材料行走張力不穩(wěn)而產(chǎn)生褶皺。
5)縱向死折
出現(xiàn)這種情況的主要原因是基材本身張力不均(平整度差),而無溶劑復(fù)合對基材平整度要求相當(dāng)嚴(yán)格,可以從以下幾方面調(diào)節(jié):
A:加大放卷及收卷張力,兩者相互配合,以防收縮。
B:打開主放卷薄膜預(yù)熱系統(tǒng),使膜變得柔軟,減少復(fù)合后薄膜的應(yīng)力;
C:提高車速,在無溶劑各個導(dǎo)輥中都有導(dǎo)向槽,并且相鄰兩輥的導(dǎo)向槽正好相反,就是為了高速復(fù)合時更好起到展平的作用。
5、剝離強度低
1)膠粘劑的選擇
PET或NY印刷膜,經(jīng)常發(fā)生透明部分剝離度低,而油墨部分較差甚至起皺的現(xiàn)象。
這類薄膜常用聚氨酯油墨印刷,一般聚氨酯連接料都含羥基等活性基團(tuán),當(dāng)膠粘劑中的固化劑被其他因素消耗至臨界狀態(tài)時,再增加油墨中活性基團(tuán)的消耗,造成膠粘劑固化不完全。最好的解決方法是托底白墨中加專用的油墨固化劑,不然只能增加膠粘劑中固化劑的量。主劑和固化劑的正確配比要我們根據(jù)實際情況做調(diào)整?!肮袒煌耆背潭扔袇^(qū)別,現(xiàn)象也不一樣,有的發(fā)粘,有的感覺不出來,但共同的現(xiàn)象是剝離強度不高。
2)膠粘劑涂布及上膠量
這種問題只要能使上膠量充足,剝離力就立即能上來。另一方面,應(yīng)根據(jù)實際用途選擇相應(yīng)的膠水。并保證涂膠均勻及足夠的上膠量。
3)復(fù)合基材的表面張力(電暈值)
薄膜電暈處理不好,基材表面張力低,膠粘劑不能充分潤濕基材表面。
基材表面張力值不夠等原因大家已很熟悉了,在這里要提醒大家的是極性基材的表面張力,即PET和PA膜。這類基材本身表面張力就很高,似乎不處理或處理差一點關(guān)系不是很大。尤其是VMPET,國內(nèi)常用單面處理PET去鍍鋁,未處理面用于和熱封基材復(fù)合,有時會造成剝離強度差。因此,在每卷膜投產(chǎn)前一定要測量好表面張力值。
4)基材中的添加劑影響
基材中的添加劑太多,遇熱上浮,能使膠粘劑層產(chǎn)生降解而失去粘合力。
四、結(jié)語
對于OPP、CPP等基材,有很多廠家已經(jīng)能熟練采用無溶劑復(fù)合。對于尼龍膜的無溶劑復(fù)合工藝,企業(yè)應(yīng)該慎重考慮尼龍膜的吸水性,在膜的平整度、油墨、膠水、工藝參數(shù)的選擇方面,予以重視,并一定要先經(jīng)過小試,得到正確的工藝參數(shù)后,再批量生產(chǎn)。