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无溶剂复合工艺详解

2021年08月18日 汕头机械设备网

无溶剂复合工艺详解

无溶剂复合工艺始于20世纪70年代,目前在欧美市场已占据相当重要的地位,与溶剂复合工艺相比,具有以下优点。

(1) 生产中不使用溶剂,避免了环境污染。

(2) 将火灾和爆炸隐患降至最低。

(3) 复合后的制品无溶剂残留,更适用于对气味非常敏感的商品包装。

(4) 无溶剂复合设备没有干燥箱,减少了能源消耗。

(5) 无溶剂复合设备装备有在线电晕处理单元,对电晕消退、爽滑剂含量高的薄膜有很好的复合性能。

(6) 复合速度快,生产效率高。

(7) 综合成本较低。

但是,实际生产中,由于无溶剂胶黏剂的初始黏度很低,操作控制难度加大,容易出现各种质量问题。在此,笔者就无溶剂复合工艺控制要点及常见问题与大家进行探讨。

工艺控制要点

1.复合基材

目前,无溶剂复合常用基材主要有BOPP、PET、OPA、VMCPP、VMPET、CPP、PE、铝箔等。复合时一般将刚性大、涂布性能好的材料(PET、BOPP、OPA、VMPET等)放在主放卷工位;将易拉伸的材料(PE、CPP、VMCPP等)放在副放卷工位。但也不是一成不变的,可以根据实际生产情况灵活选择,如印刷膜与镀铝材料复合时,为了保证复合质量和生产效率,可以把镀铝材料放到主放卷工位。

2.胶黏剂的选择

无溶剂胶黏剂主要有单组分潮气固化型胶黏剂、双组分冷涂无溶剂型胶黏剂、双组分反向热涂型胶黏剂、UV固化型胶黏剂等几种。选择胶黏剂时需要考虑的因素也很多,首先是包装内容物的种类及所用薄膜材料的种类;其次,如果印刷油墨与胶黏剂接触,还要考虑两者的相容性;再次,剥离强度要求以及热封条件等对胶黏剂的选择也有很大影响。

另外,还需要注意两个问题:一是MDI类型的异氰酸化合物会透过内层薄膜逐渐向内层表面迁移,并与水汽发生反应形成聚脲抗热封层,影响包装袋的热封质量,当聚乙烯薄膜质量较差或胶黏剂选择不当时容易发生此问题,尤其是使用双组分胶黏剂时更要注意。二是复合爽滑剂含量较高的薄膜时,由于爽滑剂迁移进胶黏剂层,可能会出现剥离强度差、热封不良、摩擦系数增大等问题,影响其在包装生产线上的操作性。因此,在复合此类薄膜时一定要注意选择合适的胶黏剂。

3.张力控制

在无溶剂复合工艺中,张力控制极为重要,必须非常精确。张力控制包括主放卷张力、涂胶后薄膜张力、副放卷张力、收卷张力、收卷锥度几个方面。一般来说,薄膜涂胶后的张力要略大于主放卷张力,收卷张力略大于放卷张力,收卷锥度控制在20%以内为好。针对不同材质的薄膜,复合过程中各部分张力大小也有所不同,甚至不同厂家生产的同一材质的薄膜,其张力也要略作调整。如PA/PE结构的复合薄膜,PE膜的张力大致在1.5~2.5N之间,PA膜的张力可以根据实际情况控制在7~15N之间。

检查张力是否合适的方法:在复合过程中停机,在收卷处用刀片在复合膜上划一个十字口,最理想的状态是划口后复合膜仍保持平整。如果复合薄膜朝某一方向卷曲,则说明该层薄膜的张力过大,应适当降低该层薄膜的张力或增大另一层薄膜的张力。

4.涂胶量的控制

涂胶量也是影响复合产品质量的关键因素。开机前,首先要调节两根计量辊(钢辊)之间的距离,左右两边的距离应保持一致,以确保涂胶均匀。而且要等计量辊完全预热以后,再调整两端的间隙。另外,涂胶辊必须保持良好的光洁度,不能有异物存在。

涂胶量的大小可根据产品要求而定,并用0.6mm、0.8mm、1mm厚的钢尺进行调整。一般情况下,复合无印刷图案的薄膜时,涂胶量可以控制在0.8~1.2g/m2;有印刷图案的薄膜,可以根据印刷面积的大小将涂胶量控制在1.5~3.0g/m2。需要注意的是,由于不同种类的油墨所用的树脂和颜料不同,所以需要的涂胶量也不同。

5.收卷及后处理

为了防止靠近卷芯的薄膜发生严重皱褶,收卷时最好用直径为6英寸的纸芯。另外,复合膜卷的表面也存在收缩问题,可以在下机前用胶带将膜卷的左右两边和中间部位粘牢,可有效减少膜卷外部的浪费,提高了产品的利用率。

由于无溶剂胶黏剂的初黏性差,而且在熟化过程中胶黏剂仍然呈半流动态,所以复合膜收卷后要轻拿轻放,如有条件最好悬挂起来,在40℃以下的环境中存放。

6.计量泵的保养

使用双组分胶黏剂时,计量泵是非常关键的部件,必须要保证计量泵运转良好。进入计量泵的压缩空气要保持干燥状态,必要时还应加装除湿装置。如果压缩空气中含有水分会产生很大影响,一方面可能造成张力的变化;另一方面会使胶泵堵塞,造成胶黏剂配比错误,同时胶黏剂也会在胶泵内固化,不易清理。

常见问题分析

1.涂布效果差

(1) 转移辊压力不够。

(2) 转移辊机械制动调节错误。

(3) 涂布辊未清理干净。

(4) 涂胶压辊、转移辊或复合辊的光洁度差。

2.薄膜边缘涂布效果差

(1) 靠近挡板的胶黏剂长时间不替换(复合有白版的产品时经常出现),只要常摆动喷胶嘴保持此处的胶黏剂新鲜即可。

(2) 复合辊或涂胶压辊两边有胶液或其他杂质。

3.收卷端面不齐

(1) 涂胶量太大。

(2) 从复合辊出来后膜卷的冷却效果差。

(3) 张力不合适。

(4) 收卷处挤压辊的平齐度差。

(5) 薄膜左右两边的涂胶量相差太大,最好将差值控制在0.2g以内。

(6) 纸芯与薄膜没对齐。

4.白斑

(1) 涂胶量低,没有足够的胶黏剂渗透到油墨中。此时表现为复合膜整体出现细小、均匀的斑点。解决办法是适当增加涂胶量,调整复合温度和复合压力。

(2) 涂胶部、复合部各辊的表面光洁度太差或粘有胶黏剂等异物。此时表现为局部间断重复出现斑点。可以通过测量重复出现的两斑点的间距来判断是哪根辊上有异物,清理干净即可。

(3) 基材膜张力不均,进入复合辊前打褶,造成局部复合效果较差,并会出现气泡,宏观表现为白斑。解决办法是调整复合前的挠度辊,使薄膜进入复合之前保持平整,可适当调整张力或更换膜卷。

(4) 复合部分或涂胶部分的压力设置不当。

(5) 油墨与胶黏剂的相容性不好,在没有胶黏剂渗透的油墨处会出现白斑,应更换合适的胶黏剂或油墨。

5.气泡

(1) 复合部或涂胶部各辊有损伤或异物。

(2) 复合压力太低。

(3) 复合速度太快,胶黏剂涂布效果不佳。可适当降低复合速度,或提高夹胶辊温度以增加胶黏剂的流动性。

6.刀线

主要原因是涂布单元各辊没有清理干净或转移辊的光滑性太差。此时应停机清理涂布单元,或更换转移辊,有时晃动计量辊也能消除刀线故障。

7.胶黏剂干燥不良

(1) 胶黏剂没有按照正确配比要求配制。

(2) 胶黏剂失效。

(3) 混合后的胶液中混入水分或大量乙酸乙酯。

来源:《印刷技术》

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