干式复合膜剥离强度不够的成因及对策
http://www.packltd.cn 时间:2018年12月5日 关注数:1091 次 |
摘要：复合膜成品出现粘接力降低，剥离强度不良，与多种因素有关。诸如：胶粘剂的影响；复合基材表面张力值不合要求，影响剥离强度、操作工艺不规范；烘干温度的影响、热钢辊温度不合适；及薄膜基材添加剂的影响等等。现分别给予分析并找到合适的解决办法使剥离强度不良故障现象降到最低点。
复合膜成品出现粘接力降低，剥离强度不良，与多种因素有关。诸如：胶粘剂的影响；复合基材表面张力值不合要求，影响剥离强度、操作工艺不规范；烘干温度的影响、热钢辊温度不合适；及薄膜基材添加剂的影响等等。现分别给予分析并找到合适的解决办法使剥离强度不良故障现象降到最低点。
1、胶粘剂的品种、质量与要复合的基材不相适应影响剥离强度：
不同用途的复合膜就选择相适应的基材和胶粘剂。例如：没有铝箔参与复合时，用通用型胶粘剂即可。若有铝箔复合时，而且最终用途是包装含有液体的酸辣食品时，就要选用抗酸辣物质的铝箔专用胶粘剂。在选择铝箔专胶粘剂时，还应优先考虑分子量稍大、分子量分布比较均匀、溶剂释放性好、涂布性能佳的胶粘剂。分子量小的胶粘剂虽然涂布性能较好，但分子活动能力强，会透过极薄的铝层，造成剥离强度下降，粘接力降低。如果复合袋要经过高温蒸煮杀菌，则应选用耐高温（121℃或135℃）蒸煮型粘胶剂，绝不能使用一般的胶粘剂，一般的胶粘剂不耐温，复合薄膜通常不到80℃便会分层，根本达不到包装对剥离强度的要求。
对于15μmPA/70μmLDPE的复合结构，采用 300型PU-1875聚氨脂胶粘剂，效果不错。使用该胶粘剂须注意几点：1）薄膜电晕处理后表面张力应达到3.8达因以上，才能得到理想 的粘接效果；2）稀释剂常采用醋酸乙脂或乙酸乙酯，其中水含量不得超过万分之三，醇含量不得超过万分之二；3）胶液中切忌混进含有活性氢的溶剂。诸如：水、酒精、胺类；如果用新东方PU-1875型胶粘剂的配比为主剂：固化剂：醋酸乙酯=1：0.2：1.8（重量比）时性能最佳。
2、胶粘剂对油墨的渗透不佳：
胶粘剂对油墨的渗透不佳，浮在油墨的表面，而油墨与基材之间的附着牢度又不好，也会导致复合薄膜分层，表现在有油墨的地方，特别是多色套印部位。油墨被胶粘剂拉下来。使用高固含量胶粘剂时，将干燥速度放慢一点，让胶粘剂有充分的时间向墨层渗透，到达承印基材表面。适当增加上胶量，都有利于提高复合牢度。选用适当的油墨，以及提高承印基材的表面张力，使油墨附着牢度提高，也是解决问题的方法之一。在复合过程中，要求胶粘剂变质、浊白、被乳化则不能再使用，所以配制胶粘剂时一定要根据需要适量配制。油墨、薄膜、胶沾剂为组成复合包装结构的三大原料,油墨的好坏可影响到复合包装的复合牢度,适用于复合包装油墨主要有普通苯溶剂复合油墨、聚胺脂通用型复合油墨、无苯复合油墨、醇溶复合油墨等，应根据不同的包装要求来选择合适的油墨、工艺要求来选择油墨，一般都不会有问题.
在油墨品种中一些染料油墨、金银油墨、珠光油墨对复合强度影响较大,我们在选择油墨上亦要加以留意，例如:从油墨类型、细度或在涂布胶沾剂上加以留意改进.
3、上胶量不足，涂布不均将直接影响粘接力，影响剥离强度：
胶粘剂涂布量不足，涂布不均匀也会导致剥离强度降低，粘接力降低。新类型胶粘剂中最易出现，不可忽视，在使用新型胶粘剂时，主胶的浓度高低将直接影响剥离强度。我们注意到，BOPP/OPP、BOPP/VMOPP复合薄膜中若内层厚度在超过30μm时，剥离强度最容易下降。可在复合过程中先取一小段复合成品进行剥离试验，同时做好相应的记录。上胶量的多少由网纹辊的网穴容积决定的，又与作业浓度不可分。如果胶粘剂配比浓度高，基材张力值合适，上胶量也适中，复合膜的剥离强度仍然不理想，则应考虑更换网纹辊，以增大上胶量，纹辊一般规格有80线、100线、120线、140线、165线不等，根据实际复合物、上胶量、后加工、保存期进行调整或选择。
4、稀释剂纯度不够高，将影响复合剥离强度：
稀释剂的作用是增加胶粘剂的流动度，提高铺展性，更好地涂布均匀，使其胶液更好地与基材发生浸润。如果稀释剂的纯度不高，含有水、醇等活性特质，会消耗掉一部分固化剂，造成胶粘剂中主剂与固化剂实际比例失调，粘结力下降。在选用溶剂时，有三点可借鉴：1）进货时必须选择正规、质量有保障的生产商；2）进货后进行每桶抽检，发现含有水或醇类活性物质，必须禁止使用。只有使用纯度高的溶剂，才能保证复合薄膜具有较强的粘接力；3）使用前的检测，溶剂必须干净，若发生有污脏等现象，最好过滤或另行处理，谨防影响涂布效果，影响剥离强度。根据国标GB3728--91工业乙酸乙酯标准使用。
5、烘干温度的影响:
复合过程中，烘干道的热压辊温度应根据实际情况作调节，通常热压辊温度宜控制在50-70℃为宜。烘干装置中要求溶剂挥发越完全，其剥离强度也会相应提高，温度失控同样影响剥离强度，粘接力也会降低。一般进烘口温度在60℃为宜，二区、三区则相应提高，如果进烘口温度过高，只烘干胶膜表层，内层无法烘干，不仅影响剥离强度，而且将产生异味。
6、塑料薄膜的电晕处理不够，影响剥离强度 :
塑料薄膜表面电晕处理不好，表面张力低，就会导致墨层附着牢度低，复合膜粘结强度低，在薄膜投入前应认真检测其表面张力值务必提高到 38达因以上，最好能达到40~42达因，因为38达因的薄膜根本就不能使油墨和胶粘剂完全铺展，复合后的成品当然达不到剥离强度的要求。检测薄膜表面张力的方法通常有两种：1）达因药液或笔测试，通常呈红色，如果用达因药液（笔）笔画在薄膜上的笔液不收缩，均匀，无断层，则说明薄膜的表面张力已经达到使用要求；相反，笔液收缩，消失、不均匀、不连续，则说明处理不够；2）用BOPP单面胶布测试，将BOPP单面胶布贴在待测薄膜表面再撕开，电晕处理好的通常剥离声音小，粘贴牢固，相反则粘贴不牢，容易剥离。这种测试方法要依靠经验，不适合测试PET、PA等薄 膜。电晕处理不符合要求的基材决不能进行复合，因为复合后肯定达不包装产品对剥离强度的要求。常用基材的表面张力值为：BOPP38、PET50、PA52以上达因。
7、溶剂残留量太高影响剥离强度，影响粘接力:
残留溶剂太多，复合后会形成许多微小气泡，使相邻的复合基材脱离、分层，气泡越多，剥离强度越低，要提高剥离强度，就必须减少气泡的产生。气泡的产生与许多因素有关，诸如上胶不均匀，烘干道温度过低，热压辊温度偏低及室内温度不合适、空气中湿度偏大、溶剂纯度等。通常，室内温度宜控制在 23-25℃，相对湿度应控制在50-60%为宜。另外，避免使用高沸点溶剂，也可减少气泡的产生。总之为提高剥离强度，提高粘接力应尽可能降低残留溶剂。
8、熟化不完全影响到剥离强度:
熟化的主要目的就是使主剂和固化剂再一定时间内充分反应，达到最佳复合强度；其次是去除低沸点的残留溶剂，如醋酸乙酯等。
熟化控制主要是熟化温度和熟化时间的控制，熟化温度和熟化时间是由所用粘合剂性能和产品最终性能要求所确定的。不同的粘合剂品种有不同的熟化温度和时间。熟化温度太低，低于20℃，粘合剂的反应极缓慢；熟化温度太高，基材膜添加剂析出，影响复合膜性能和增加异味，如熟化时间太长也会影响复合膜性能并增加异味，这主要是聚乙烯薄膜中的加工助剂析出造成的。
若使用双组份反应型胶粘剂，复合后经熟化，以达到剥离强度要求。如果熟化不完全，剥离强度同样会降低，熟化不完全有两层意思：1）熟化温 度偏低；2）熟化时间不够。一般来说，复合成品应放在50-60℃的环境中熟化48小时以上，有的甚至需要更长的时间才能达到满意的效果。我们注意到，低温存放时间再长，复合薄膜的最终剥离强度也不能达到3.5N/15m，若环境温度提高到55℃同样存度4天，剥离强度可高达6N/15mm。
9、塑料薄膜中添加剂的影响
塑料薄膜中的添加剂也会影响到粘接牢度，而且这种影响要一定时期后才表现出来，一般在7天以后，而且有逐步下降的趁势。聚乙烯、聚丙烯等薄膜在造粒或制膜时，多半要加入一些辅助剂，诸如：抗氧剂、稳定剂、防粘剂、开口剂等。这些添加剂都是低分子物质，随着时间的推移，会从薄膜的内部逐渐向表面渗透，仔细观察时可发现一层很薄的粉末或石蜡物质，用手摸时会粘在手上，滑滑的、白白的。如果用布块浸醋酸乙脂擦拭，便会抹掉。
我们通过观察发现，刚复合好的薄膜短时 间内迁移出来的添加剂量并不多，还不至于引起粘结牢度下降。但时间长了，迁移出的添加剂就把胶膜与该基膜隔离开来，破坏了原有的粘结状态，使复合牢度降低。解决这种故障应把好进料关，选择不用添加剂或少用添加剂的原料，在加工制膜时，更不应人为地加入开口剂。
曾经出现过这样一种故障：加工出的洗衣粉包装 袋当时并没有出现粘接牢度不良问题，然而成品袋经装入洗衣粉后，存放一段时间就出现了印刷基材和复合基材分层的现象，甚至热封处还出现破裂，造成洗衣粉外泄。所包装的洗衣粉主要成为阴离子表面活性剂、衣物荧光剂、非离子表面活性剂、碱性缓冲剂、水软化剂及高效污渍悬浮剂等。经分析故障原因时认为：PET12μ/LDPE80μm复合结构是符合要求的，针对洗衣粉的成分，决定首先从油墨入手解决问题。于是选择了专用PET印刷油墨进行印刷，而后 从胶粘剂入手，再次复合、固化后，进行剥离强度测试，再装入该种洗衣粉进行存放，挤压测试，结果故障消除，包装袋不再分层，而且剥离强度符合要求，可见根据不同的内容物选择复合基材、油墨是解决软包装溶剂残留量控制的最佳选择。
10、 薄膜质量：
薄膜在复合包装中一般分为印刷用途与复合用途两种.薄膜的表面张力,即处理度也是影响复合牢度的一种因素.如果印刷薄膜处理度不足,复合的油墨与薄膜附着牢度不足，在复合上胶熟化后,进行拉力测试就容易造成油墨转移，从而降低复合牢度,如果是复合用薄膜处理度不足,就会造成胶粘剂与复合基材离层.
在复合镀铝膜、纯铝箔时,薄膜表面长时间存放氧化,镀铝、纯铝的质量差,亦会造成复合牢度下降,表面的氧化会造成表面极性低,处理度下降,复合后易离层,如果镀铝所用PET、CPP处理度差,质量差亦会造成复合后镀铝层脱落等问题.
还有一种情况是薄膜产生过程中添加剂的影响,如增塑剂、抗氧化剂，增加这些添加物会影响到薄膜的表面极性或会缓慢释出,影响胶粘剂和油墨的粘合效果,从而影响复合牢度。另外, 薄膜的平整度和粗糙度也会影响到复合牢度。
11、复合工艺：
胶粘剂的涂布很大程度影响复合包装的复合牢度,我们会因不同产品结构和基材选用不用胶粘剂,亦需根据不同结构,基材来调整复合工艺,一般复合工艺的胶粘剂的涂布量为2.5-3.5克/平方米干胶量左右,但在复合镀铝膜或纯铝箔时,需加大上胶量至此3.5-4克/平方米的干胶量,水煮`蒸煮结构外层上胶量必须大于4.0克/平方米,内层可达4-5~5.0克/平方米干胶量为佳。胶粘剂干式复合的干燥温度一般在60-90℃,复合温度一般在50-80℃左右,太低温度粘合效果不理想,太高温度复合后薄膜易产生卷曲现象,熟化条件在40-50℃环境下熟化24小时,蒸煮`水煮复合包装要熟化超过48小时以上，如果淋膜挤出PE或PP胶粘复合,树脂质量、温度、压力、匀胶辊、AC剂的使用都会影响牢度,应加以注意.
12、包装内容物及其它：
复合包装袋生产后虽然复合牢度可以达到标准,但有些包装物亦可使复合牢度降低：如一些含水、含油、含酸、含辣、含碱、含挥发刺激性气体释放出的食品、物品等。例如:胡椒、大米、炸鸡、香粉等等,都可能发生这种情况,在大米中的某些酸性或脂类物质会使胶水中的聚氨酯系列物质与之反应，部分胶水已交联固化后的大分子团会被反应分解，直致复合强度急剧下降，造成复合层离层脱落。这就要我们在生产这类包装复合袋时从结构和油墨选择上加以提前考虑和试验.可在基材上选择隔性更好的材料,或以多层结构加以保证,选择耐抗性更好的油墨、胶粘剂等进行控制。选择抗介质性好的胶粘剂是一个较为关键的控制点。
(来自:包装园地软包装)
