干式復(fù)合膜剝離強(qiáng)度不夠的成因及對(duì)策
http://www.sxbltgs.net 時(shí)間:2018年12月5日 關(guān)注數(shù):1211 次 |
摘要：復(fù)合膜成品出現(xiàn)粘接力降低，剝離強(qiáng)度不良，與多種因素有關(guān)。諸如：膠粘劑的影響；復(fù)合基材表面張力值不合要求，影響剝離強(qiáng)度、操作工藝不規(guī)范；烘干溫度的影響、熱鋼輥溫度不合適；及薄膜基材添加劑的影響等等�，F(xiàn)分別給予分析并找到合適的解決辦法使剝離強(qiáng)度不良故障現(xiàn)象降到最低點(diǎn)。
復(fù)合膜成品出現(xiàn)粘接力降低，剝離強(qiáng)度不良，與多種因素有關(guān)。諸如：膠粘劑的影響；復(fù)合基材表面張力值不合要求，影響剝離強(qiáng)度、操作工藝不規(guī)范；烘干溫度的影響、熱鋼輥溫度不合適；及薄膜基材添加劑的影響等等�，F(xiàn)分別給予分析并找到合適的解決辦法使剝離強(qiáng)度不良故障現(xiàn)象降到最低點(diǎn)。
1、膠粘劑的品種、質(zhì)量與要復(fù)合的基材不相適應(yīng)影響剝離強(qiáng)度：
不同用途的復(fù)合膜就選擇相適應(yīng)的基材和膠粘劑。例如：沒有鋁箔參與復(fù)合時(shí)，用通用型膠粘劑即可。若有鋁箔復(fù)合時(shí)，而且最終用途是包裝含有液體的酸辣食品時(shí)，就要選用抗酸辣物質(zhì)的鋁箔專用膠粘劑。在選擇鋁箔專膠粘劑時(shí)，還應(yīng)優(yōu)先考慮分子量稍大、分子量分布比較均勻、溶劑釋放性好、涂布性能佳的膠粘劑。分子量小的膠粘劑雖然涂布性能較好，但分子活動(dòng)能力強(qiáng)，會(huì)透過極薄的鋁層，造成剝離強(qiáng)度下降，粘接力降低。如果復(fù)合袋要經(jīng)過高溫蒸煮殺菌，則應(yīng)選用耐高溫（121℃或135℃）蒸煮型粘膠劑，絕不能使用一般的膠粘劑，一般的膠粘劑不耐溫，復(fù)合薄膜通常不到80℃便會(huì)分層，根本達(dá)不到包裝對(duì)剝離強(qiáng)度的要求。
對(duì)于15μmPA/70μmLDPE的復(fù)合結(jié)構(gòu)，采用 300型PU-1875聚氨脂膠粘劑，效果不錯(cuò)。使用該膠粘劑須注意幾點(diǎn)：1）薄膜電暈處理后表面張力應(yīng)達(dá)到3.8達(dá)因以上，才能得到理想 的粘接效果；2）稀釋劑常采用醋酸乙脂或乙酸乙酯，其中水含量不得超過萬分之三，醇含量不得超過萬分之二；3）膠液中切忌混進(jìn)含有活性氫的溶劑。諸如：水、酒精、胺類；如果用新東方PU-1875型膠粘劑的配比為主劑：固化劑：醋酸乙酯=1：0.2：1.8（重量比）時(shí)性能最佳。
2、膠粘劑對(duì)油墨的滲透不佳：
膠粘劑對(duì)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(huì)導(dǎo)致復(fù)合薄膜分層，表現(xiàn)在有油墨的地方，特別是多色套印部位。油墨被膠粘劑拉下來。使用高固含量膠粘劑時(shí)，將干燥速度放慢一點(diǎn)，讓膠粘劑有充分的時(shí)間向墨層滲透，到達(dá)承印基材表面。適當(dāng)增加上膠量，都有利于提高復(fù)合牢度。選用適當(dāng)?shù)挠湍�，以及提高承印基材的表面張力，使油墨附著牢度提高，也是解決問題的方法之一。在復(fù)合過程中，要求膠粘劑變質(zhì)、濁白、被乳化則不能再使用，所以配制膠粘劑時(shí)一定要根據(jù)需要適量配制。油墨、薄膜、膠沾劑為組成復(fù)合包裝結(jié)構(gòu)的三大原料,油墨的好壞可影響到復(fù)合包裝的復(fù)合牢度,適用于復(fù)合包裝油墨主要有普通苯溶劑復(fù)合油墨、聚胺脂通用型復(fù)合油墨、無苯復(fù)合油墨、醇溶復(fù)合油墨等，應(yīng)根據(jù)不同的包裝要求來選擇合適的油墨、工藝要求來選擇油墨，一般都不會(huì)有問題.
在油墨品種中一些染料油墨、金銀油墨、珠光油墨對(duì)復(fù)合強(qiáng)度影響較大,我們?cè)谶x擇油墨上亦要加以留意，例如:從油墨類型、細(xì)度或在涂布膠沾劑上加以留意改進(jìn).
3、上膠量不足，涂布不均將直接影響粘接力，影響剝離強(qiáng)度：
膠粘劑涂布量不足，涂布不均勻也會(huì)導(dǎo)致剝離強(qiáng)度降低，粘接力降低。新類型膠粘劑中最易出現(xiàn)，不可忽視，在使用新型膠粘劑時(shí)，主膠的濃度高低將直接影響剝離強(qiáng)度。我們注意到，BOPP/OPP、BOPP/VMOPP復(fù)合薄膜中若內(nèi)層厚度在超過30μm時(shí)，剝離強(qiáng)度最容易下降�？稍趶�(fù)合過程中先取一小段復(fù)合成品進(jìn)行剝離試驗(yàn)，同時(shí)做好相應(yīng)的記錄。上膠量的多少由網(wǎng)紋輥的網(wǎng)穴容積決定的，又與作業(yè)濃度不可分。如果膠粘劑配比濃度高，基材張力值合適，上膠量也適中，復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度仍然不理想，則應(yīng)考慮更換網(wǎng)紋輥，以增大上膠量，紋輥一般規(guī)格有80線、100線、120線、140線、165線不等，根據(jù)實(shí)際復(fù)合物、上膠量、后加工、保存期進(jìn)行調(diào)整或選擇。
4、稀釋劑純度不夠高，將影響復(fù)合剝離強(qiáng)度：
稀釋劑的作用是增加膠粘劑的流動(dòng)度，提高鋪展性，更好地涂布均勻，使其膠液更好地與基材發(fā)生浸潤。如果稀釋劑的純度不高，含有水、醇等活性特質(zhì)，會(huì)消耗掉一部分固化劑，造成膠粘劑中主劑與固化劑實(shí)際比例失調(diào)，粘結(jié)力下降。在選用溶劑時(shí)，有三點(diǎn)可借鑒：1）進(jìn)貨時(shí)必須選擇正規(guī)、質(zhì)量有保障的生產(chǎn)商；2）進(jìn)貨后進(jìn)行每桶抽檢，發(fā)現(xiàn)含有水或醇類活性物質(zhì)，必須禁止使用。只有使用純度高的溶劑，才能保證復(fù)合薄膜具有較強(qiáng)的粘接力；3）使用前的檢測(cè)，溶劑必須干凈，若發(fā)生有污臟等現(xiàn)象，最好過濾或另行處理，謹(jǐn)防影響涂布效果，影響剝離強(qiáng)度。根據(jù)國標(biāo)GB3728--91工業(yè)乙酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)使用。
5、烘干溫度的影響:
復(fù)合過程中，烘干道的熱壓輥溫度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作調(diào)節(jié)，通常熱壓輥溫度宜控制在50-70℃為宜。烘干裝置中要求溶劑揮發(fā)越完全，其剝離強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)提高，溫度失控同樣影響剝離強(qiáng)度，粘接力也會(huì)降低。一般進(jìn)烘口溫度在60℃為宜，二區(qū)、三區(qū)則相應(yīng)提高，如果進(jìn)烘口溫度過高，只烘干膠膜表層，內(nèi)層無法烘干，不僅影響剝離強(qiáng)度，而且將產(chǎn)生異味。
6、塑料薄膜的電暈處理不夠，影響剝離強(qiáng)度 :
塑料薄膜表面電暈處理不好，表面張力低，就會(huì)導(dǎo)致墨層附著牢度低，復(fù)合膜粘結(jié)強(qiáng)度低，在薄膜投入前應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)其表面張力值務(wù)必提高到 38達(dá)因以上，最好能達(dá)到40~42達(dá)因，因?yàn)?8達(dá)因的薄膜根本就不能使油墨和膠粘劑完全鋪展，復(fù)合后的成品當(dāng)然達(dá)不到剝離強(qiáng)度的要求。檢測(cè)薄膜表面張力的方法通常有兩種：1）達(dá)因藥液或筆測(cè)試，通常呈紅色，如果用達(dá)因藥液（筆）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(jīng)達(dá)到使用要求；相反，筆液收縮，消失、不均勻、不連續(xù)，則說明處理不夠；2）用BOPP單面膠布測(cè)試，將BOPP單面膠布貼在待測(cè)薄膜表面再撕開，電暈處理好的通常剝離聲音小，粘貼牢固，相反則粘貼不牢，容易剝離。這種測(cè)試方法要依靠經(jīng)驗(yàn)，不適合測(cè)試PET、PA等薄 膜。電暈處理不符合要求的基材決不能進(jìn)行復(fù)合，因?yàn)閺?fù)合后肯定達(dá)不包裝產(chǎn)品對(duì)剝離強(qiáng)度的要求。常用基材的表面張力值為：BOPP38、PET50、PA52以上達(dá)因。
7、溶劑殘留量太高影響剝離強(qiáng)度，影響粘接力:
殘留溶劑太多，復(fù)合后會(huì)形成許多微小氣泡，使相鄰的復(fù)合基材脫離、分層，氣泡越多，剝離強(qiáng)度越低，要提高剝離強(qiáng)度，就必須減少氣泡的產(chǎn)生。氣泡的產(chǎn)生與許多因素有關(guān)，諸如上膠不均勻，烘干道溫度過低，熱壓輥溫度偏低及室內(nèi)溫度不合適、空氣中濕度偏大、溶劑純度等。通常，室內(nèi)溫度宜控制在 23-25℃，相對(duì)濕度應(yīng)控制在50-60%為宜。另外，避免使用高沸點(diǎn)溶劑，也可減少氣泡的產(chǎn)生�？傊疄樘岣邉冸x強(qiáng)度，提高粘接力應(yīng)盡可能降低殘留溶劑。
8、熟化不完全影響到剝離強(qiáng)度:
熟化的主要目的就是使主劑和固化劑再一定時(shí)間內(nèi)充分反應(yīng)，達(dá)到最佳復(fù)合強(qiáng)度；其次是去除低沸點(diǎn)的殘留溶劑，如醋酸乙酯等。
熟化控制主要是熟化溫度和熟化時(shí)間的控制，熟化溫度和熟化時(shí)間是由所用粘合劑性能和產(chǎn)品最終性能要求所確定的。不同的粘合劑品種有不同的熟化溫度和時(shí)間。熟化溫度太低，低于20℃，粘合劑的反應(yīng)極緩慢；熟化溫度太高，基材膜添加劑析出，影響復(fù)合膜性能和增加異味，如熟化時(shí)間太長(zhǎng)也會(huì)影響復(fù)合膜性能并增加異味，這主要是聚乙烯薄膜中的加工助劑析出造成的。
若使用雙組份反應(yīng)型膠粘劑，復(fù)合后經(jīng)熟化，以達(dá)到剝離強(qiáng)度要求。如果熟化不完全，剝離強(qiáng)度同樣會(huì)降低，熟化不完全有兩層意思：1）熟化溫 度偏低；2）熟化時(shí)間不夠。一般來說，復(fù)合成品應(yīng)放在50-60℃的環(huán)境中熟化48小時(shí)以上，有的甚至需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到滿意的效果。我們注意到，低溫存放時(shí)間再長(zhǎng)，復(fù)合薄膜的最終剝離強(qiáng)度也不能達(dá)到3.5N/15m，若環(huán)境溫度提高到55℃同樣存度4天，剝離強(qiáng)度可高達(dá)6N/15mm。
9、塑料薄膜中添加劑的影響
塑料薄膜中的添加劑也會(huì)影響到粘接牢度，而且這種影響要一定時(shí)期后才表現(xiàn)出來，一般在7天以后，而且有逐步下降的趁勢(shì)。聚乙烯、聚丙烯等薄膜在造�；蛑颇r(shí)，多半要加入一些輔助劑，諸如：抗氧劑、穩(wěn)定劑、防粘劑、開口劑等。這些添加劑都是低分子物質(zhì)，隨著時(shí)間的推移，會(huì)從薄膜的內(nèi)部逐漸向表面滲透，仔細(xì)觀察時(shí)可發(fā)現(xiàn)一層很薄的粉末或石蠟物質(zhì)，用手摸時(shí)會(huì)粘在手上，滑滑的、白白的。如果用布?jí)K浸醋酸乙脂擦拭，便會(huì)抹掉。
我們通過觀察發(fā)現(xiàn)，剛復(fù)合好的薄膜短時(shí) 間內(nèi)遷移出來的添加劑量并不多，還不至于引起粘結(jié)牢度下降。但時(shí)間長(zhǎng)了，遷移出的添加劑就把膠膜與該基膜隔離開來，破壞了原有的粘結(jié)狀態(tài)，使復(fù)合牢度降低。解決這種故障應(yīng)把好進(jìn)料關(guān)，選擇不用添加劑或少用添加劑的原料，在加工制膜時(shí)，更不應(yīng)人為地加入開口劑。
曾經(jīng)出現(xiàn)過這樣一種故障：加工出的洗衣粉包裝 袋當(dāng)時(shí)并沒有出現(xiàn)粘接牢度不良問題，然而成品袋經(jīng)裝入洗衣粉后，存放一段時(shí)間就出現(xiàn)了印刷基材和復(fù)合基材分層的現(xiàn)象，甚至熱封處還出現(xiàn)破裂，造成洗衣粉外泄。所包裝的洗衣粉主要成為陰離子表面活性劑、衣物熒光劑、非離子表面活性劑、堿性緩沖劑、水軟化劑及高效污漬懸浮劑等。經(jīng)分析故障原因時(shí)認(rèn)為：PET12μ/LDPE80μm復(fù)合結(jié)構(gòu)是符合要求的，針對(duì)洗衣粉的成分，決定首先從油墨入手解決問題。于是選擇了專用PET印刷油墨進(jìn)行印刷，而后 從膠粘劑入手，再次復(fù)合、固化后，進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試，再裝入該種洗衣粉進(jìn)行存放，擠壓測(cè)試，結(jié)果故障消除，包裝袋不再分層，而且剝離強(qiáng)度符合要求，可見根據(jù)不同的內(nèi)容物選擇復(fù)合基材、油墨是解決軟包裝溶劑殘留量控制的最佳選擇。
10、 薄膜質(zhì)量：
薄膜在復(fù)合包裝中一般分為印刷用途與復(fù)合用途兩種.薄膜的表面張力,即處理度也是影響復(fù)合牢度的一種因素.如果印刷薄膜處理度不足,復(fù)合的油墨與薄膜附著牢度不足，在復(fù)合上膠熟化后,進(jìn)行拉力測(cè)試就容易造成油墨轉(zhuǎn)移，從而降低復(fù)合牢度,如果是復(fù)合用薄膜處理度不足,就會(huì)造成膠粘劑與復(fù)合基材離層.
在復(fù)合鍍鋁膜、純鋁箔時(shí),薄膜表面長(zhǎng)時(shí)間存放氧化,鍍鋁、純鋁的質(zhì)量差,亦會(huì)造成復(fù)合牢度下降,表面的氧化會(huì)造成表面極性低,處理度下降,復(fù)合后易離層,如果鍍鋁所用PET、CPP處理度差,質(zhì)量差亦會(huì)造成復(fù)合后鍍鋁層脫落等問題.
還有一種情況是薄膜產(chǎn)生過程中添加劑的影響,如增塑劑、抗氧化劑，增加這些添加物會(huì)影響到薄膜的表面極性或會(huì)緩慢釋出,影響膠粘劑和油墨的粘合效果,從而影響復(fù)合牢度。另外, 薄膜的平整度和粗糙度也會(huì)影響到復(fù)合牢度。
11、復(fù)合工藝：
膠粘劑的涂布很大程度影響復(fù)合包裝的復(fù)合牢度,我們會(huì)因不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和基材選用不用膠粘劑,亦需根據(jù)不同結(jié)構(gòu),基材來調(diào)整復(fù)合工藝,一般復(fù)合工藝的膠粘劑的涂布量為2.5-3.5克/平方米干膠量左右,但在復(fù)合鍍鋁膜或純鋁箔時(shí),需加大上膠量至此3.5-4克/平方米的干膠量,水煮`蒸煮結(jié)構(gòu)外層上膠量必須大于4.0克/平方米,內(nèi)層可達(dá)4-5~5.0克/平方米干膠量為佳。膠粘劑干式復(fù)合的干燥溫度一般在60-90℃,復(fù)合溫度一般在50-80℃左右,太低溫度粘合效果不理想,太高溫度復(fù)合后薄膜易產(chǎn)生卷曲現(xiàn)象,熟化條件在40-50℃環(huán)境下熟化24小時(shí),蒸煮`水煮復(fù)合包裝要熟化超過48小時(shí)以上，如果淋膜擠出PE或PP膠粘復(fù)合,樹脂質(zhì)量、溫度、壓力、勻膠輥、AC劑的使用都會(huì)影響牢度,應(yīng)加以注意.
12、包裝內(nèi)容物及其它：
復(fù)合包裝袋生產(chǎn)后雖然復(fù)合牢度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),但有些包裝物亦可使復(fù)合牢度降低：如一些含水、含油、含酸、含辣、含堿、含揮發(fā)刺激性氣體釋放出的食品、物品等。例如:胡椒、大米、炸雞、香粉等等,都可能發(fā)生這種情況,在大米中的某些酸性或脂類物質(zhì)會(huì)使膠水中的聚氨酯系列物質(zhì)與之反應(yīng)，部分膠水已交聯(lián)固化后的大分子團(tuán)會(huì)被反應(yīng)分解，直致復(fù)合強(qiáng)度急劇下降，造成復(fù)合層離層脫落。這就要我們?cè)谏a(chǎn)這類包裝復(fù)合袋時(shí)從結(jié)構(gòu)和油墨選擇上加以提前考慮和試驗(yàn).可在基材上選擇隔性更好的材料,或以多層結(jié)構(gòu)加以保證,選擇耐抗性更好的油墨、膠粘劑等進(jìn)行控制。選擇抗介質(zhì)性好的膠粘劑是一個(gè)較為關(guān)鍵的控制點(diǎn)。
(來自:包裝園地軟包裝)
