無溶劑復合應用中的幾個難點淺析
http://www.sxbltgs.net 時間:2011年10月15日 關注數(shù):1249 次 |
摘要:似乎無溶劑復合在中國的發(fā)展只是一個技術移植和本士化的過程,但是我國薄膜、油墨、膠黏劑、設備、工人技術能力等的配套及發(fā)展程度仍處于有待于進一步完善的階段,因而也會遇到一些一時較難解決的問題。本文就部分問題與大家進行技術交流。
無溶劑復合的技術優(yōu)點,如:無復合溶劑殘留的風險、操作環(huán)境友好、無有機溶劑排放、用膠成本低、加工效率高等,已得到業(yè)界無爭議的認同,在歐美等發(fā)達國家已得到了成功的應用,在國內(nèi)廠家中也已有不少成功的案例,是公認的三大環(huán)保技術之一。
似乎無溶劑復合在中國的發(fā)展只是一個技術移植和本士化的過程,但是我國薄膜、油墨、膠黏劑、設備、工人技術能力等的配套及發(fā)展程度仍處于有待于進一步完善的階段,因而也會遇到一些一時較難解決的問題。
本文就部分問題與大家進行技術交流。
一、常見問題兩則
1.復合膜外觀
無溶劑復合膜的外觀,在大部分復合結(jié)構(gòu),如OPP//PE(CPP)、OPP//VMCPP(VNPET)、PET//PE(CPP)、OPP//AL等結(jié)構(gòu)中都得到了大家的認可,但在PET//VMPET、PET//AL這種兩側(cè)材質(zhì)阻隔性都較好的結(jié)構(gòu)中仍存在明顯的小白點現(xiàn)象。當然白點現(xiàn)象與上膠量、膠水分裂轉(zhuǎn)移后的微觀平整性、環(huán)境相對濕度等相關,由于阻隔性材料的特點,熟化過程中膠水失去流動性之前,膜層中夾雜的氣體(包括復合時帶入的空氣,也可能是材料表面的吸附水、里印油墨層中殘留的水分與固化劑反應生成的CO2氣體)很難透過薄膜滲出,最終產(chǎn)生白點現(xiàn)象。也就是說材料的阻隔性直接影響膠水的二次流平效果。
相信隨著工藝技術水平的提升,PET//VMPET、PET//AL復合膜的外觀質(zhì)量會得到很好的解決,與此同時行業(yè)內(nèi)亦不宜對外觀質(zhì)量提出太苛刻的要求,我們更應關注復合膜的衛(wèi)生安全性能。
2.摩擦系數(shù)增大
現(xiàn)在的高速自動包裝,要求薄膜具有較小的摩擦系數(shù)(對自動包裝而言,準確地說是復合膜與機械導輥、成型鋼板之間的摩擦系數(shù),而不是單純指復合膜內(nèi)層與內(nèi)層間的摩擦系數(shù))以減少薄膜的輸送阻力。但據(jù)業(yè)界普遍反應,無溶劑復合膜在熟化后存在明顯的摩擦系數(shù)增大現(xiàn)象,特別是PE厚度小于45?的復合膜。與此同時,相同的PE內(nèi)膜,采用傳統(tǒng)干法復合,卻沒有類似的問題。很明顯,摩擦系數(shù)增大現(xiàn)象與無溶劑膠黏劑的特性有關,有觀點認為“MDI類型的異氰酸化合物會透過內(nèi)層薄膜逐漸向表面遷移,并與水汽反應生成聚脲抗熱封層”“爽滑劑遷移進粘合劑層”,可見具體膠黏劑型號與內(nèi)膜的匹配性測試是避免類似質(zhì)量問題的關鍵環(huán)節(jié)。
二、如何規(guī)避批量性質(zhì)量損失
無溶劑復合機速快,如某SSL-S無溶劑復合機的最高機械速度可達450m/min,一般無溶劑復合機正常機速也能達到250~300m/min,在工藝條件存在偏差的情況下,高效率同樣意味著高的質(zhì)量風險。最困難的還是復合質(zhì)量表現(xiàn)的滯后性,不像印刷外觀質(zhì)量一樣能及時發(fā)現(xiàn),因而復合工序也被稱為“特殊過程”,如何將無溶劑復合的風險降至最小呢?
1.必要的工藝小試樣
原料配方、工藝條件的無意識變更,往往導致批量性質(zhì)量問題的發(fā)生。例如,薄膜材料的配方、里印油墨的型號種類、膠黏劑的型號等。目前,不同供應商的原材料質(zhì)量水平參差不齊,不能簡單的認為物料名稱一樣就能相互替代,況且膜材料、油墨、膠黏劑、工藝條件等還存在是否能正確匹配的問題,如無溶劑復合中“油墨被暈染”的現(xiàn)象,如圖所示(圖片來源于通澤課件)。再例如,現(xiàn)在廣泛使用的聚氨酯油墨樹脂中的-OH會消耗一定量的膠水固化劑,其消耗程度與墨層厚度、油墨中樹脂的比例等相關,會不會出現(xiàn)墨層部位的膠層不干(空白部位膠層已干)的質(zhì)量現(xiàn)象?是否需要調(diào)整固化劑的比例?
在試樣測試合格后,應制定規(guī)范的技術文件,嚴格按既定的工藝路線進行生產(chǎn),并要求原材料供應商提供穩(wěn)定配方的產(chǎn)品。如果原材料配方或工藝條件出現(xiàn)重大變更,應重新進行試樣確認。
2.全面的質(zhì)量檢測
我們往往側(cè)重于復合膜外觀、剝離強度、熱封強度,更進一步的熱封溫度、溶劑殘留量等項目,而很少按GB 9683進行全面的理化性能分析,如對甲苯二胺(4%乙酸)、蒸發(fā)殘渣(4%乙酸、正已烷、65%乙醇)、高錳酸鉀消耗量、重金屬等指標。同時食品包裝、藥品包裝在樣品處理、浸泡方法、浸泡條件(時間/溫度)、指標單位等均有所差異。
在食品、藥品包裝安全被廣泛關注的今天,做好包裝材料的安全性檢測也是降低經(jīng)營風險的重要內(nèi)容之一。
3.充分認識無溶劑復合的技術特點
無溶劑復合與干法復合最大的特點是初粘力低,涂布量少,出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題大多與這兩個因素有關。因而很多干法復合形成的“經(jīng)驗”,都不能簡單也移植到無溶劑復合實踐中。
上膠擋板兩端的膠液流動不足,容易老化,引起上膠量減少,導致復合膜兩端剝離強度不足,要定時攪和擋板側(cè)的膠水。
保證雙組份膠黏劑主劑與固化劑配比的正確性。計量泵堵塞將導致雙組份膠水主劑與固化劑的比例,如固化劑量不足,將造成復合膜膠水不干,剝離強度不足,熱封強度低的批量性事故。如何檢測涂布膠液的折射率,監(jiān)測配比的準確性,避免出現(xiàn)“因保養(yǎng)跟不上,粘合劑比例失衡而混膠泵并不報警的情況。”
三、如何正確切入無溶劑復合工藝
無溶劑復合的技術優(yōu)勢非常明顯,但要切實應用好,才能發(fā)揮其低上膠成本、高效率的優(yōu)勢。找準正確的切入點,通過“試樣-小批量生產(chǎn)-正常工藝批量生產(chǎn)”這種循序漸進的方式,降低風險,減少不必要的損失。不要讓“失敗的經(jīng)驗”太多,形成了“共識”,最后引進了無溶劑復合設備卻沒能切實用起來。
正如通澤所述,掌握以下關鍵點是非常重要的:
1.先試后用
工藝試驗要涵蓋“參數(shù)確定、剝離強度、膠水/油墨/材料的相容性、熱封制袋、摩擦系數(shù)變化”等內(nèi)容,并作好相關試驗記錄,為批量生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)準備。
2.先簡后繁
在復合結(jié)構(gòu)的選擇上,建議先選擇簡單結(jié)構(gòu),在積累經(jīng)驗的基礎上,順序選擇較復雜結(jié)構(gòu),力爭應用一種,穩(wěn)定一種,成熟一種。
3.先慢后快
在設備運轉(zhuǎn)速度的把握上,也不應冒進,應隨著操作人員對設備和工藝的把握程度,逐步加快的設備的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)速度。
四、如何培養(yǎng)技術人才隊伍
通澤的機長培訓計劃,解決了一線操作機長難的問題,加快了無溶劑復合技術的推廣應用。但無溶劑復合人才隊伍的發(fā)展仍是一個長期的問題,操作機長也只是行業(yè)人才困境的一個方面,無溶劑復合行業(yè)更需要具備理論分析能力,同時又不斷更新實踐知識的人員,如此才能由經(jīng)驗性認識上升到理論認識的高度。無溶劑復合技術在我國正處于逐漸成熟的階段,沒有一成不變的經(jīng)驗,經(jīng)驗一旦過時就會產(chǎn)生負價值。個人認為行業(yè)應從以下幾個方面加快我國無溶劑復合技術人才隊伍的建設。
1.楊棄傳統(tǒng)干法復合的經(jīng)驗,不要形成理論誤區(qū)。
2.廣泛的技術交流與合作,不能只有膠水供應商和設備廠商的聲音,我們軟包裝企業(yè)也要積極的與同行分享其成功經(jīng)驗。
3.行業(yè)雜志刊物及時跟蹤行業(yè)的技術動態(tài),多做一些關于無溶劑復合的技術專題,促進知識傳播。
4.傳媒機構(gòu)、雜志社、行業(yè)協(xié)會等多開展一些全國性的“論壇”“會議”等形式的培訓。
5.業(yè)界有識之士,系統(tǒng)總結(jié)無溶劑復合技術的理論體系,編撰出版技術專著,讓更多的業(yè)內(nèi)人員低成本的學習系統(tǒng)的理論體系。
通過我們軟包裝行業(yè)的共同努力,一定能加速無溶劑復合技術在我國的本土化進程,縮短與歐美發(fā)達國家的差距。
(來自:科印網(wǎng))
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