干法復合塑料薄膜的加工工藝與性能關(guān)系,普及基礎知識了!
衡量塑料薄膜復合質(zhì)量的主要指標之一是復合后薄膜間的剝離強度。影響剝離強度的因素很多,主要有聚烯烴薄膜表面潤濕能力、黏合劑的種類(lèi)和配比、涂覆量、干燥溫度、復合溫度、復合壓力、熟化溫度和時(shí)間、基材表面清潔度等。
干法復合基膜電暈處理的影響
薄 膜涂膠面的表面張力應在40×10-5N/cm 以上,如基膜表面張力不足,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15kV-40kV 高壓和5-110kHz 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,從而提高薄膜的表面能。電暈處理后的塑料薄膜表面,可以用潤濕試劑來(lái)判定處理結果。使用脫脂棉浸漬相 應標號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)明表面已達到濕潤試劑標號;如表面呈一滴滴的水珠,則說(shuō)明表面達不到試劑標號,應重新處 理。
干法復合用黏合劑的影響
1.雙液型聚氨酯黏合劑
雙 液型黏合劑中,甲組分是組合型聚醚或聚酯,而乙組分是具有高度反應能力的二異氰酸酯,二個(gè)組分按一定的比例混合后發(fā)生交聯(lián)反應,二個(gè)組分都以乙酸乙酯為溶 劑。一般來(lái)講,在性能上聚酯型比聚醚型的好,黏結力高,可使用在120℃以上的高溫蒸煮袋生產(chǎn)中,而聚醚型的聚氨酯只能使用在100℃以下的復合袋生產(chǎn) 中。如果異氰酸基團-NCO 直接同苯環(huán)相接,即芳香族異氰酸酯,生成的聚氨酯有較大的毒性,但黏結力較脂肪族的高。脂肪族聚氨酯的毒性比芳香族聚氨酯小。在雙液型黏合劑的使用過(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,其用量是黏合劑生產(chǎn)廠(chǎng)家根據化學(xué)反應和甲乙組分的固含量準確計算過(guò)的,而乙酸乙酯可以根據涂膠輥的 具體情況和所需濃度來(lái)改變。乙酸乙酯中不能含有過(guò)高的水分,因為水分會(huì )同異氰酸酯基團反應,使之不再交聯(lián),破壞了已經(jīng)計算好的配比,使另一組分剩余,影響 黏結力,也增加了毒性。黏合劑的交聯(lián)固化反應是固化劑末端的異氰酸基團同主劑末端的羥基化學(xué)反應的結果。
2.一液型聚氨酯黏合劑
一液型的聚氨酯黏合劑,由于沒(méi)有固化劑,末端的異氰酸基團靠薄膜表面上吸附了的水分發(fā)生交聯(lián)固化作用。因此,在室內比較干燥、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,一液型黏合劑固化時(shí)間要大大提高,且固化室要有充分的水汽??偟膩?lái)講,一液型黏合劑的黏結力較低,涂布量不能太大,只能使用在要求不高的復合膜的生產(chǎn)上,對于真空包裝、高溫蒸煮袋包裝是不適合的。
3.無(wú)溶劑聚氨酯黏合劑
由于黏度高,使用時(shí)要加熱。但可減少使用溶劑的成本,沒(méi)有環(huán)境污染的問(wèn)題。
4.其它黏合劑
(1)快速固化黏合劑。一般雙組分黏合劑復合后,要在50℃左右的環(huán)境中放置48 小時(shí)以上,然后才可取出分切制袋,生產(chǎn)效率低,不能滿(mǎn)足市場(chǎng)競爭的要求??焖倌浠ず蟿┲灰?0℃左右的環(huán)境中放置4 小時(shí)~8 小時(shí)就可以分切。
(2)抗介質(zhì)侵蝕黏合劑。主要應用于液體農藥的包裝,以及食品和化妝品等包裝方面,品種有抗酸、抗堿、抗鹽、抗辛辣、耐油、耐香料、耐表面活性劑侵蝕等性能的黏合劑。
此 外,干法復合也有使用無(wú)溶劑、低公害的水溶性黏合劑和醇溶性黏合劑,如特殊交聯(lián)型的醋酸乙烯共聚乳膠、醇溶性聚氨酯黏合劑。雙液型或單液型的溶劑與水溶性 丙烯酸酯乳膠,都有較好的黏結強度。高固含量黏合劑(固含量在50%~70%),可以減少溶劑的使用量,要求黏合劑的黏度較低,不發(fā)生涂布困難的問(wèn)題。
總 之,如黏合劑的品種、質(zhì)量與復合的基材不相適應時(shí),必須根據基材和復合薄膜的用途來(lái)選用適當的黏合劑品種。例如,當沒(méi)有鋁箔參與復合時(shí),用通用型黏合劑; 若有鋁箔,而且是用于包裝含有液體的、酸辣的食品如榨菜、雪菜、果汁等時(shí),要選用抗酸辣的鋁箔專(zhuān)用黏合劑;如若復合袋要經(jīng)過(guò)蒸煮殺菌,則要選用耐高溫 (121℃或135℃)蒸煮型黏合劑,絕不能用一般黏合劑。否則,一旦裝入含酸性的食品,存放一段時(shí)間后,復合薄膜的黏接牢度會(huì )大大降低,嚴重時(shí)會(huì )使內層 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,在一定范圍內與復合薄膜的黏結強度成正比。復合膜層間剝離強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。干法復合時(shí),黏合劑的涂布主要使用凹眼涂布輥,可以準確地控制涂膠量。
涂布時(shí)黏合劑黏度太高,則黏合劑不容易從凹眼中轉移到薄膜上;如黏度太低,則黏合劑會(huì )自動(dòng)從凹眼流出,也不能正常涂布。一般要求黏合劑的黏度在15 秒~30 秒(3#Zahn 杯),這時(shí)的黏合劑固含量大約為20%~35%左右。
干燥的影響
干燥是干法復合的重要工序,對復合薄膜的透明度、黏接牢度、氣味、衛生性能都有直接的影響。
涂 膠后的干燥是在干法復合裝置的烘道里進(jìn)行的。烘道分為三段加熱,三段的熱風(fēng)溫度應可以自由設定和控制。具體操作時(shí),自進(jìn)口處到出口處的溫度分布應遵循低- 高-低的原則,可以使薄膜在烘道中受熱均勻,干燥徹底。如果涂黏合劑時(shí),一開(kāi)始就遇到高溫,易在表面生成一層黏合劑膜,妨礙了溶劑的揮發(fā),使溶劑的殘留量 增加。
烘 道溫度的設定,應根據基材的耐熱性、復合時(shí)基膜的線(xiàn)速度、所使用的溶劑種類(lèi)等綜合考慮??偟脑瓌t是控制干燥后的殘留溶劑量要符合標準的要求。油墨中使用沸 點(diǎn)比較高的甲苯、丁醇等溶劑,應提高一些溫度。不能一味追求干燥速度,不能因提高烘道溫度使基膜受高熱而變形收縮。一般來(lái)說(shuō),在一定運轉張力作用下,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?,F象。如果基膜收縮率大,殘留溶劑太多時(shí),則應放慢運轉的線(xiàn)速度,適當降低溫度,減 低運轉張力,加大排風(fēng)量,這樣也可達到殘留溶劑合格的目的。殘留溶劑的多少,對復合牢度、表面質(zhì)量、復合薄膜的異味及衛生性能都有直接的影響。
復合溫度的影響
將涂膠干燥后的基材跟另一種未涂膠的基材,經(jīng)復合裝置加熱、加壓貼合起來(lái),就基本上完成了復合過(guò)程。在操作中,應注意對兩種基材的張力控制、復合鋼輥表面溫度和復合壓力等問(wèn)題的掌握。
復 合鋼輥表面的溫度高低對復合薄膜的牢度、外觀(guān)有直接影響。一般來(lái)說(shuō),當黏合劑中無(wú)溶劑存在且冷卻到室溫時(shí),該膠已無(wú)黏性或黏性不足,復合后牢度不好。只有 將干了的黏合劑加熱到一定溫度時(shí),才能重新被活化,而具有良好的黏性,這時(shí)進(jìn)行復合,才能達到理想的牢度。復合鋼輥表面的溫度多數控制在65℃~85℃, 這要由基材運轉的線(xiàn)速度、基材的導熱性、基材的厚度、黏合劑的“活化”性能等綜合因素來(lái)確定。若速度快、導熱性好、基膜較厚,則復合鋼輥的表面溫度應高一 些,反之就可低一些。復合時(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 )出現貼合不夠緊密、牢度不好、甚至出現小氣泡的現象。
第 一基材與第二基材復合好后,從復合鋼輥上剝離開(kāi)來(lái),進(jìn)入一個(gè)直徑較大的冷卻鋼輥對復合膜進(jìn)行冷卻,之后再進(jìn)行收卷。冷卻的作用有兩個(gè):一是讓復合膜冷卻定 形,收卷時(shí)更平整、不發(fā)皺,因為剛從熱的復合鋼輥上剝離下來(lái)時(shí),復合膜的溫度往往高達60℃~70℃,復合膜的剛性差、發(fā)軟,容易起皺,特別是塑/塑復合 的場(chǎng)合,更是如此。而冷卻后,復合膜的剛性好、挺刮,收卷時(shí)不易起皺。二是讓黏合劑冷卻可產(chǎn)生更大的內聚力,不會(huì )使兩種基材產(chǎn)生相對位移、起皺、出現“隧 道”現象,這樣才能保證復合牢度。
復 合薄膜的收卷要盡量卷緊一點(diǎn),不能太松,特別是使用初黏力不夠大的黏合劑時(shí),更應如此。因為初黏力小的黏合劑,剛復合后還未交聯(lián)固化,不能使二種基材黏 牢,如果張力控制不妥,一種要收縮(往往是LDPE),另一種又不收縮,就會(huì )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。如果收卷 張力足夠大,卷得很緊,收縮不起來(lái),就不會(huì )出現上述問(wèn)題。待黏合劑固化后,黏接牢度足夠大,能黏牢兩種基材而不再發(fā)生相對位移后,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 化的目的是讓雙組分聚氨酯黏合劑的主劑與固化劑產(chǎn)生化學(xué)反應,使分子生成網(wǎng)狀交聯(lián)結構,從而有更高的復合牢度、更好的耐熱性和抗介質(zhì)侵蝕的穩定性。復合 后,如果熟化不完全,就不會(huì )達到最終的黏接牢度值。一般來(lái)說(shuō),復合后應放在50℃~60℃環(huán)境中熟化48 小時(shí)以上,有的甚至要求5 天才能達到最好的結果。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3.5N/15mm;,若提高到55'℃,同樣是4 天,就可高達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 復合的,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6h~8h。但熟化室的溫度太高了,進(jìn)料出料都不方便。
江蘇申凱包裝高新技術(shù)股份有限公司成立于2002年,公司注冊資本8000萬(wàn)RMB,天交所上市企業(yè),,股權代碼000057,高新技術(shù)企業(yè),公司總投資超過(guò)2.1億RMB,擁有20000余平方米普包廠(chǎng)區;擁有13000平方米的藥包廠(chǎng)區, 11000平方米的辦公面積。公司擁有二位行業(yè)頂尖研發(fā)博士,每年新增超過(guò)100多個(gè)專(zhuān)利,專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)食品包裝膜(袋)、藥用包裝膜(袋)、化工包裝膜(袋)、電子監管碼防偽包裝等各類(lèi)彩印復合包裝膜(袋)?,F位于無(wú)錫新區碩放中通路99號,毗鄰上海車(chē)程2小時(shí)內。