BOPA//BOPA復(fù)合牢度差原因
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摘要：塑、塑印刷復(fù)合中產(chǎn)生剝離強(qiáng)度差的原因很多，在材料組合復(fù)合中，經(jīng)常會遇到這樣的質(zhì)量故障：BOPA//BOPA剛復(fù)合時兩層間的牢度還不錯，上膠量也算足夠，一旦熟化制袋后查剝離牢度則發(fā)現(xiàn)很低，而且經(jīng)常是油墨常被復(fù)合面吸附，印刷膜出現(xiàn)空白現(xiàn)象的故障。
---BOPA組合產(chǎn)生質(zhì)量問題案例系列
塑、塑印刷復(fù)合中產(chǎn)生剝離強(qiáng)度差的原因很多，在材料組合復(fù)合中，經(jīng)常會遇到這樣的質(zhì)量故障：BOPA//BOPA剛復(fù)合時兩層間的牢度還不錯，上膠量也算足夠，一旦熟化制袋后查剝離牢度則發(fā)現(xiàn)很低，而且經(jīng)常是油墨常被復(fù)合面吸附，印刷膜出現(xiàn)空白現(xiàn)象的故障。查電暈面值、上膠量、熟化時間均查不出原因。為什么？其實在PET//PET、PET//BOPA組合，也都有此種現(xiàn)象發(fā)生。
一、首先了解油墨對薄膜的附著和膠粘劑粘合的原理
1、聚氨酯油墨附著分析
首先對聚氨酯油墨體系與BOPA等薄膜能進(jìn)行分析，油墨用聚氨酯樹脂分子鏈段中含有氨基甲酸酯等極性基團(tuán)，這種基團(tuán)與多種極性基材如BOPA、PET等塑料表面的極性基團(tuán)形成氫鍵，進(jìn)而形成具有一定連接強(qiáng)度的接頭，在薄膜表面具有優(yōu)異的附著牢度。
但是，BOPA薄膜用聚氨酯油墨印刷并用棸氨酯膠粘劑復(fù)合經(jīng)常出現(xiàn)不干或復(fù)合牢度低現(xiàn)象在于：聚氨酯油墨的組成：顏料、聚氨酯樹脂、助劑、溶劑等。聚氨酯油墨的稀釋溶劑組成成份一般有：丁酮、乙酯、異丙醇等。BOPA膜或PET膜所用的印刷油墨為聚氨酯油墨，連結(jié)料含有羥基，若沒有加固化劑，當(dāng)膠粘劑中的固化劑被其他因素消耗至臨界狀態(tài)時，再加上油墨中羥基的消耗，造成油墨部分起皺或剝離強(qiáng)度降低。帶－OH 的醇類及帶－NH2（氨基）的物質(zhì)對復(fù)合后加工干擾較大。油墨中聚氨酯樹脂本身也是－OH 封端，也能與聚氨酯粘合劑固化劑起反應(yīng)這樣就會引起不干現(xiàn)象。
2、膠粘劑膠粘的基本原理
一般BOPA//BOPA都是用聚氨酯粘合劑，聚氨酯粘合劑主劑以－OH 封端的高分子聚酯、聚氨酯化合物，本身具有一定粘性，聚氨酯粘合劑固化劑含－NCO（異氰根）封端聚氨酯化合物。只有通過與固化劑內(nèi)的異氰根反應(yīng)，產(chǎn)生網(wǎng)狀交鏈結(jié)構(gòu)，才有較高剝離強(qiáng)度。而異氰根極易跟含有羥基、氨基的物質(zhì)（水分、醇類、胺類）起反應(yīng)。
除本身因素外還有兩個基本要點：
1)濕氣：即固體表面有液體擴(kuò)散現(xiàn)象，當(dāng)液體的表面張力小于薄膜的表面張力的話，液體就會擴(kuò)散到薄膜表面變成很濕的狀態(tài)。
2)表面潤濕張力：表面潤濕張力如果大的話，表面容易濕，也就容易粘接材料。因此，除了膠粘劑本身的質(zhì)量因數(shù)外，對BOPA膜的表面潤濕張力應(yīng)在52mN/m～58 mN/m。這樣，對于在使用吸潮大的BOPA薄膜時，空氣中的濕度和膜本身的含水率就顯得非常重要。
二、BOPA//BOPA產(chǎn)生復(fù)合牢度差原因分析
對于BOPA//BOPA或BOPA//PET產(chǎn)生分層或復(fù)合牢度差，首先應(yīng)看分層的界面，再用膠粘劑試劑測膠面附著在哪一邊，含膠量多少等，然后再進(jìn)行具體分析，一般產(chǎn)生BOPA//BOPA或BOPA//PET分層原因有：
1、BOPA和PET膜都是屬于鋼性材料，挺度大，兩種材料復(fù)合后產(chǎn)生中間空間大，因此復(fù)合牢度偏差，嚴(yán)重時產(chǎn)生離層現(xiàn)象。并且，BOPA膜和PET膜都具有優(yōu)秀的阻隔性和抗?jié)B漏性，故溶劑很難滲入，相對于對油墨和溶劑吸入性差。
2、由于油墨與基材的附著力主要是來自分子間的吸附力，而膠粘劑與油墨表面粘合是通過化學(xué)鍵的作用，其粘合力遠(yuǎn)大于油墨在基材表面的附著力，油墨的表面張力低。油墨粘度過低, 油墨中的樹脂的含量太少, 或樹脂質(zhì)量有問題產(chǎn)生油墨和膠黏劑不匹配，使得膠黏劑對油墨的滲透性能不好，出現(xiàn)排斥現(xiàn)象，膠黏劑濃度過高、黏度過大、容易將油墨反粘到膠液層中，使印刷層的墨膜轉(zhuǎn)移。另一方面，主要原因還是印刷選擇油墨不對油墨質(zhì)量差，粘合劑反應(yīng)內(nèi)應(yīng)力將油墨與膜的粘接力破壞掉。這主要出現(xiàn)在PET、BOPA印刷上，因PET、BOPA是專用油墨即雙組份聚氨酯型，成本較高，現(xiàn)油墨廠出產(chǎn)一種單組份非聚氨酯類BOPA、PET油墨，不能滿足內(nèi)聚力較大的粘合劑品種。
3、基材與基材之間產(chǎn)生粘結(jié)，是依靠交聯(lián)聚合物的化學(xué)鍵力及高分子間的范徳華兩種不同力量的合力，這兩種不同力由此產(chǎn)生的強(qiáng)度分別稱為結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度和非結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度，而產(chǎn)生層間分離過程也要克服這兩種力的合力。因此要區(qū)分是結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度差還是非結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度差。層間分離過程中需要克服化學(xué)鍵力和高分子間的范德華力的合力(范德華力：分子間的作用力，把分子聚集在一起的作用力 )
4、尼龍膜吸潮后，使薄膜表面形成一層簿簿的水膜阻隔油墨的附著，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線產(chǎn)生很大變化。這些水分子起到了增塑劑的作用，使材料軟化產(chǎn)生油墨的脫層。此外由于油墨所含有的微量水分（如顏料中所含水分），特別是復(fù)合時使用的乙酸乙酯水分含量超標(biāo)時更加重。
5、薄膜添加劑太多, （超過500PPm，一般應(yīng)在300ppm）經(jīng)過烘干箱遇高溫, 低分子添加劑上浮形成一層阻隔層而影響油墨的附著或表面潤濕張力度偏低（PET小于50mN/m、BOPA小于54mN/m）, 油墨附著不上，印刷殘留溶劑太多油墨干燥不良, 影響油墨的附著。
三、減少復(fù)合強(qiáng)度偏差對策
1、粘性是一種物質(zhì)的粘著性，即在既定速度下，分離兩個一定單位面積的平面所離的力。若油墨對薄膜的粘性低于臨界值，墨膜就會轉(zhuǎn)移并粘附于膠膜上。鍵能和鍵強(qiáng)對于油墨和塑料薄膜之間的附著力有密切的關(guān)系。因此對選擇優(yōu)質(zhì)的聚氨酯樹脂油墨，對防止復(fù)合離層有著關(guān)健作用。
2、薄膜在加工時要加入熱穩(wěn)定劑、爽滑劑等，這些物質(zhì)會不斷從膜內(nèi)部向表面轉(zhuǎn)移滲出，如果助劑量大，會引起剝離強(qiáng)度大幅度下降，一般添加劑加入量不得超過500ppm。
3、在保證熱封強(qiáng)度的同時減少膠粘劑的剛性(收縮應(yīng)力)可以提高復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度。在高溫高濕天氣，對于膠粘劑調(diào)配中固化劑的增加應(yīng)慎重。
4、選用膠層柔軟性較好的膠粘劑品種，在防止固化不完全的前提下，適當(dāng)減少固化劑用量，降低交聯(lián)密度，縮短配制好的粘合劑存放時間，配制粘合劑時做到減少每次配制量，增加配制次數(shù)，縮短存放時間，同時適當(dāng)提高烘道溫度和熟化室溫度但避免溫度過高導(dǎo)致各類添加劑析出，減少殘留溶劑量。
5、必須對復(fù)合環(huán)境進(jìn)行控制，加強(qiáng)室內(nèi)空氣流通，但不要對著印版和復(fù)合機(jī)上膠輥筒吹風(fēng)。隨時注意膠槽附近的刮刀及導(dǎo)輥有無水珠產(chǎn)生，并即時擦干。膠槽附近局部溫度過低，宜引起水蒸氣凝結(jié)；一般生產(chǎn)車間溫度控制在18～23℃、相對濕度為50～60%。
6、在實際使用中，有將PET或BOPA用反面印刷效果比處理面好的經(jīng)驗值，原因在于膜生產(chǎn)廠家過于追求薄膜的表面處理，將膜電暈處理過頭了使膜面產(chǎn)生破壞作用。
(來自:包裝企業(yè)網(wǎng))
