复合膜剥离强度在熟化环节的衰减分析

时间:2011-01-20 15:07:08来源:科印传媒《印刷技术》作者:伍秋涛
  笔者所在公司在生产一款复合结构为牛皮纸/PE/VMPET//PE的产品时,工艺流程为“先在VMPET和内层PE之间进行干式复合,熟化后再与牛皮纸进行挤出PE复合”。客户要求从封边位置撕开复合产品后的见纸率在80%以上,但在质检过程中发现,部分复合产品撕开后VMPET与内层PE层间分离,封边处不见纸,如图1所示。

图1
  经测试,撕开不见纸的复合包装袋VMPET//PE的层间剥离强度比较低,有时要比撕开见纸复合包装袋的剥离强度低一半左右。而且据目测,剥离时胶黏剂均转移到PE一侧,也就是说是从VMPET与胶黏剂的黏结界面上剥离破坏的。由此判定该复合产品撕开后封边处不见纸的主要原因是VMPET//PE之间的剥离强度较差,如何提高VMPET与胶黏剂黏结界面之间的剥离强度是解决此问题的关键。

  质量跟踪检测
  该产品生产工艺参数如下所述。
  (1)使用某品牌的酯溶性双组分聚氨酯胶黏剂,配比为主剂∶固化剂=20:(4.20~4.28)。
  (2)干式复合机的生产速度为60m/min,涂胶辊线数为120lpi,上胶量为2.8-3.0g/m2,三段干燥温度分别为60℃、70℃、80℃。
  (3)熟化温度为55℃,熟化时间为60h。但笔者发现熟化室的温度并不均匀。当设定温度为57℃、显示温度为52℃时,检测到熟化室内最高温度为56℃,最低温度为52℃,探头处温度为53℃,与显示温度接近。在实际使用过程中,熟化室的显示温度有时会达到57℃,也就是说此时熟化室内局部温度最高可达到61℃。
  由于按此工艺条件生产的复合产品剥离强度相当不稳定,而且剥离强度并未随熟化时间的延长而提高,有部分试样反而出现了剥离强度衰减现象。因此笔者在试验时有意将熟化时间缩短,并对采用不同熟化时间生产出的VMPET//PE复合产品的剥离强度进行了对比。
  1.熟化时间为24h
  VMPET//PE复合产品下机后在熟化室里熟化24h。经检测,其样品的横向剥离强度平均值在4.87N/15mm以上,大部分样品无法正常剥离,纵向剥离强度平均值为2.28N/15mm。
  将熟化后的VMPET//PE复合产品上机,经过挤出PE复合后,样品的横向剥离强度平均值为5.50N/15mm,纵向剥离强度平均值为2.43N/15mm。可以看出,挤出复合时PE熔层的高温并没有对VMPET//PE的层间剥离强度产生明显影响。
  再将复合膜制袋,手撕时封边处全部见纸,也即复合产品完全满足客户提出的质量要求。
  2.熟化时间为36h
  VMPET//PE复合产品下机后在熟化室里熟化36h。经检测,样品的横向剥离强度平均值为4.70N/15mm,纵向剥离强度平均值为3.40N/15mm。经过挤出PE复合后,样品的横向剥离强度平均值为5.40N/15mm,纵向剥离强度平均值为2.91N/15mm,也能满足客户的质量要求。
  3.熟化时间超过36h
  试验证明,当熟化时间超过36h后,VMPET//PE复合产品的剥离强度明显降低。比如将熟化时间设置为42h时,样品的横向剥离强度平均值为1.34N/15mm,纵向剥离强度平均值为1.31N/15mm,明显为不合格品。
  值得注意的是,在试验过程中,“批次质量不稳定”的现象十分突出。比如将熟化时间设置为36h时,对该批次的19卷复合产品进行全检,发现其中有8卷复合产品不合格。笔者推断这应该是由于熟化室的温度不均匀、局部温度偏高导致的。

  工艺调整与检测分析
  1.信息咨询及思考
  通过上述试验,可以初步确定熟化时间、熟化温度等因素会对复合产品的剥离强度产生影响。但是否还存在别的影响因素呢?我公司向胶黏剂供应商的技术人员就复合产品存在的质量问题及胶黏剂特性进行了咨询,了解到以下信息和建议。
  (1)以前我公司生产同类复合产品时,使用的是A型号胶黏剂,但由于我公司的工艺条件不是特别理想,担心挤出复合过程的高温会降低复合产品的剥离强度,因此向胶黏剂供应商提出了提高胶黏剂耐热性的要求。为此供应商提供了目前我公司使用的B型号胶黏剂(除耐热性外,其余性能与A型号基本相同)。B型号胶黏剂完全熟化需要48h,但供应商指出实际上在熟化24h后就会有比较好的剥离强度,将熟化时间控制在30h以内就能满足生产需求。

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