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问题描述
据客户反映，一款复合结构为OPP/纸张/PE的自动包装卷膜在生产过程中热封刀处外层出现了较为严重的脱层现象，而且脱层现象发生在纸张与油墨之间，油墨与OPP印刷膜之间没有出现脱层现象。根据客户反映的情况，我们将出现脱层现象的包装卷膜在温度为150℃、时间为0.5s、压力为0.3MPa的热封条件下进行热封，发现横封位置确实出现了大面积脱层现象。
经分析，我们初步认定脱层现象是由于面层胶黏剂不耐热封刀的热量而导致的。随即我们检查了该卷膜产品的生产工艺流程，如图1所示。其中，PE薄膜涂布水性丙烯酸胶黏剂（工作浓度为30%，湿胶量为6.0g/m2，涂胶辊线数为160线/英寸）后，在半烘干状态下与纸张复合，在45℃的环境中熟化12～16小时后，再与涂布了双组分聚氨酯胶黏剂的OPP印刷膜进行复合（涂胶辊线数为140线/英寸），熟化20小时后进行分切即制得成品卷膜。
图1 该卷膜产品的生产工艺流程
通过查找该批产品的生产报表，发现当时将多个品牌的双组分聚氨酯胶黏剂掺混在一起使用，我们推断极有可能是由于双组分聚氨酯胶黏剂的主剂与固化剂的配比不恰当，导致熟化后胶层的耐热性不够，从而产生脱层问题。
检测与分析
为了确定脱层问题产生的原因是否与我们的判断一致，同时进一步确定双组分聚氨酯胶黏剂的合理配比值，我们进行了大量的检测和试验。
在原生产过程中，双组分聚氨酯胶黏剂的配比为主剂∶固化剂∶乙酸乙酯=5∶0.8∶9。考虑到由于纸张中含有的水分在复合过程中会对固化剂产生一定的消耗，因此在接下来的生产中，我们首先将双组分聚氨酯胶黏剂的配比调整为主剂∶固化剂∶乙酸乙酯=5∶1∶8，并适当提高了其工作浓度，上胶量也由1.8g/m2增加至2.4g/m2。
在新的生产条件下，我们对半成品的含水量进行了检测，发现其水分含量都在1g/m2以上，有的甚至达到1.7g/m2；接下来又对下机后未经熟化和分切的复合膜的溶剂残留量进行了检测，结果为：甲醇1.2473mg/m2、异丙醇0.1334mg/m2、乙酸乙酯24.0335mg/m2、甲苯2.3313mg/m2，溶剂残留总量为27.746mg/m2。从这两项检测结果来看，复合设备的干燥能力不太理想：复合膜中的醇类溶剂残留量较大，会与双组分聚氨酯胶黏剂中的固化剂发生反应，过高的水分含量也会消耗部分固化剂，从而使胶层中的固化剂比例失调，严重时胶黏剂的交联度和耐热性就会变差。
随后，我们又对分切后的成品卷膜进行了热封性试验，3个试样的热封压力和热封时间相同（均为0.3MPa和0.5s），但热封温度不同（分别为150℃、135℃和125℃）。结果显示，热封温度为135℃和150℃的试样的油墨部位出现了大面积脱层现象，而没有印刷油墨的光膜处则没有脱层现象；热封温度为125℃的试样的油墨部位没有脱层现象。从试验情况来看，油墨部位胶层的耐热性明显较光膜部位的胶层差，这是由于乙酸乙酯是氯化聚丙烯树脂的真溶剂，因此油墨对乙酸乙酯的吸附性较强，从而油墨部位较光膜部位更加不易充分干燥，胶层中会残留较多的水分和醇类等低挥发性物质，对固化剂产生消耗，导致双组分聚氨酯胶黏剂交联不充分，从而产品的耐热性也会大幅度降低。这就是为什么这类产品的脱层现象总是在油墨部位最先出现且表现最为突出的原因。
解决方法
基于以上原因，我们将双组分聚氨酯胶黏剂的配比重新调整为主剂∶固化剂∶乙酯=5∶1.125∶8，增加了固化剂的使用量，以部分补偿醇类、水分对固化剂的消耗量，并对复合设备的相关参数进行调整，控制复合速度，提高干燥效果，以从整体上降低此类纸塑复合卷膜热封脱层问题发生的几率。
另一个值得注意的问题
在生产中我们还发现，复合结构同样为OPP/纸张/PE的产品，如果内外两层均采用双组分聚氨酯胶黏剂进行复合，并不会出现上文所述的热封脱层问题。这主要是由于水性胶黏剂和溶剂型胶黏剂的特性不同造成的。水性胶黏剂在复合过程中会残留较多的醇类，产品的平均含水量为1.5g/m2，而且不同部位的含水量也不一致（如经熟化后中间部位的含水量一般偏高），这些都会对双组分聚氨酯胶黏剂的固化剂产生消耗。而采用溶剂型胶黏剂复合时则不会发生这种问题。
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