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无溶剂复合工艺三大技术风险控制要点

时间:2017-06-22 11:27:41来源:科印网作者:伍秋涛、李俊、林武辉

  无溶剂复合工艺显著的优势有降低成本、高效节能、生产安全稳定、提升产品质量等,是一种值得大力倡导、极具实用价值的生产工艺。随着技术的不断成熟,相信该工艺将会成为软包装企业复合工序的主流选择。然而,当前无溶剂复合工艺还没有达到成熟阶段,软包装企业在应用过程中仍然存在一些容易被忽视的技术风险,从而导致质量问题的出现。为此,笔者总结了3个较为常见的无溶剂复合技术风险控制要点,并对其原因进行了分析,在此与行业人士分享。

  要点一:无溶剂复合中增加A胶量的技术风险

  无溶剂复合双组分(A胶和B胶)胶黏剂混配比例一般是指A胶和B胶的重量比,而不是二者的体积比。双组分胶黏剂的混配比例一般由胶黏剂生产厂家来确定,因为不同品牌、不同用途胶黏剂的配比一般也不同。虽然目前国内无溶剂胶黏剂生产厂家有很多,但A胶和B胶重量比的选项并不多,比较常见的A∶B有100∶80、100∶75、100∶50、100∶45等。但在软包装企业实际的无溶剂复合生产中,双组分胶黏剂的配比会出现失调的情况,这就会对软包装产品无溶剂复合质量产生影响。

  案例:复合结构为OPP/VMPET/PE的软包装袋,经过印刷、无溶剂复合工序后都没有出现质量问题,但在分切制袋后,其封边却出现了卷边现象。

  该结构复合软包装袋采用的是某品牌低黏度无溶剂胶黏剂,实际复合生产中A、B胶的配比为100∶67(注意:根据上文所述,与之比较接近的正常配比为100∶75)。在分析故障原因时,笔者发现袋子卷边的同时还伴随内层胶黏剂不干的现象。原本以为是复合膜熟化程度不完全所致,后延长熟化时间再进行分切制袋,袋子卷边问题依然存在,且开口性也严重变差。

  在干式复合工艺中存在“提高固化剂(-NCO组分)可以提高复合强度”的说法,行业人士很容易将这种思路也“复制”到无溶剂复合工艺中,从而导致了较严重的质量事故。

  事实上,在无溶剂复合工艺中,无论是-OH过量还是-NCO过量,都可能导致无溶剂胶黏剂不干的现象,只是-OH过量造成的是永久性不干,而-NCO过量造成的是短暂性不干,其还可以与空气中的水分子发生反应而继续固化。判断二者的简单方法是,将不干的复合层剥离开来,暴露放置在空气中,如果24小时后胶层变干,则说明-NCO组分过量;依然有黏性,则说明-OH组分过量。

  通过上述分析,再来判断案例的原因,同时结合A、B胶的配比情况,不难发现袋子卷边主要是由A胶(即-NCO)过量引起的,由于无溶剂复合膜卷较大,通常延长熟化时间效果并不明显(在这里一定要与熟化温度低的情况区别开来),必须再引入能与-NCO反应的水分来参与交联固化反应。

  有人说,在熟化室内放置几桶水来控制熟化室的相对湿度,可达到引入与-NCO反应的水分的效果。但笔者认为,这样做只对复合膜卷端面及表面的熟化有帮助,对复合膜卷中部的影响很小,因为在熟化环境中,空气中的水分很难渗入复合膜卷中部,反而会使整体熟化效果出现偏差。

  笔者认为比较行之有效的作法是,将复合膜卷在分切机上进行一次倒卷再进行熟化,同时增加车间环境的湿度(使用加湿器),使得复合膜层间及表面吸附一部分水分,在熟化时这些水分会渗入到胶层与过量的-NCO发生交联固化反应,从而使未干胶层进一步充分固化,进而有效解除软包装袋卷边现象。

  要点二:无溶剂复合中PE薄膜剥离强度衰减的风险控制

  薄膜吹塑中会添加一定量的爽滑剂,以降低薄膜之间、薄膜与设备之间的摩擦力,使薄膜表面更为光滑,使得复合膜在生产过程以及包装机上运行更为顺畅。通常情况下,PE薄膜中会适度添加过量爽滑剂,这样能在一定程度上解决无溶剂复合膜熟化后摩擦系数异常增大的现象,但这也会导致复合膜的剥离强度发生衰减,严重时,在熟化完成时就能检测到复合膜剥离强度不达标,而大部分情况是在复合膜放置过程中或者软包装袋的流通过程中,才出现剥离强度的衰减。笔者在此分析两个实际案例作为参考。

  案例1:复合结构为BOPA/PE光膜

  主要参数:某品牌无溶剂胶黏剂,涂胶量为1.5g/m2,40℃温度下熟化24小时。

  该复合膜剥离强度的跟踪检测数据如下:

  10月13日检测:横向剥离强度为15.37N/m。

  11月4日检测:横向剥离强度为4.62N/m,将复合层剥离开来后,PE薄膜表面有一层用手可擦拭掉的雾状物质,如图1所示。

  11月18日检测:横向剥离强度为4.69N/m,与上次检测数据接近,说明复合膜的剥离强度达到了稳定值。

  通常,软包装企业只对熟化后不久的复合膜剥离强度进行检测,很少会跟踪测试放置过程中的复合膜或流通过程中的软包装袋的剥离强度是否出现衰减,在此应该引起注意。

  案例2:复合结构为消光OPP/PET/抗静电PE

  主要参数:某品牌无溶剂胶黏剂,涂胶量为1.5g/m2,42℃温度下熟化24小时。


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