無溶劑蒸煮復合膜的工藝控制
無溶劑蒸煮復合雖然有環保節能、衛生安全和和降低成本等顯著優勢,有著廣闊發展前景,但目前國內耐高溫蒸煮無溶劑膠水及復合工藝還不夠成熟,所復合的蒸煮復合膜產品在耐熱、耐介質、剝離強度等綜合性能還趕不上溶劑型膠黏劑,在使用適應性上也需要改善。
故而,對于無溶劑蒸煮復合膜,無論是從膠水的選型和工藝的確定,都應該謹慎去測試和驗證,不可未經小試就大批量投入生產。
一般來說,企業在使用耐高溫無溶劑復合工藝時,從材料方面來說,應注意以下幾點:
1、PET
電暈處理值達不到50mN/m以上時,會影響復合的剝離強度,因此在上機使用前要做檢測。
2、AL
如果油污嚴重,會產生復合牢度不高,特別是經高溫蒸煮后,會發生脫層剝離的不良現象。因此鋁箔應選擇表面清潔度高,沒有油污灰塵,表面張力在72mN/m以上的A級品,上機使用時要檢查。
3、BOPA
由于分子結構中的酰胺基,使其保持極高的極性和表面張力,可達52mN/m,當其作為高溫蒸煮復合膜中間層時,其非電暈面的濕潤張力如果達不到48mN/m以上時,其非電暈面的復合牢度會得不到保證,容易導致復合膜蒸煮分層;同時因為分子結構中有大量的酰胺基極性基團,導致其表面極易吸收同樣極性很大的水分子,在用耐高溫蒸煮雙組份聚氨酯膠粘劑去進行復合時,也容易導致復合不牢。
4、RCPP
對于RCPP,一是必須注意它的表面濕潤張力,上機復合前要逐卷檢測,如果在40mN/m以上,可以放心使用,若只有38mN/m,則需要驗證后再確定是否使用;二是要關注RCPP膜表面是否有析出,有析出時,會導致復合剝離力下降甚至分層,同時影響復合外觀及產品衛生性,三是試驗通過的RCPP型號、配方未經過試驗不能變更,避免因RCPP性能達不到要求而影響復合剝離力和高溫蒸煮分層。
5、油墨
一定要選用耐高溫蒸煮油墨,否則耐高溫蒸煮無溶劑復合產品在蒸煮時會由于油墨不良分層。
蒸煮產品使用無溶劑復合生產的廠家相對來說還是很少,雖然很多廠家進行試驗都能滿足要求,但批量生產的穩定性和風險性還有待商討。
以蒸煮溫度來區分,目前無溶劑蒸煮工藝主要適用于121℃蒸煮產品,135℃蒸煮類產品還很少使用,這主要是因為無溶劑膠黏劑和無溶劑工藝還不是非常成熟,還需要膠黏劑進一步提高和完善。即使是121℃透明類的蒸煮產品,若是在生產操作過程中控制不當,也會出現蒸煮后破袋、分層等異常現象。一般來說,我們可以從材料、溫濕度、上膠量、收卷和熟化等方面加強管控。
一、材料厚薄偏差要小
因無溶劑蒸煮復合膜復合上膠量非常小,只有干式復合的1/2~1/3,即2g/㎡左右,因而要求各層材料的厚薄偏差要非常小,尤其是內層材料RCPP的厚薄控制。一般來說無溶劑復合蒸煮產品,內層材質都會在50um以上,而上膠量也只有1.5~2.5um厚度左右。若是材料厚薄偏差很大,則會造成復合半成品收卷后,無溶劑膠黏劑在卷膜內相互流動,進而造成材料薄的位置上膠量變大,材料厚的位置上膠量變小。這是因為材料厚的位置相比材料薄的位置收卷內應力大,從而會造成膠水由材料厚的地方向材料薄的地方流動,造成熟化后產品局部位置蒸煮效果不合格或分層等現象。
二、溫濕度對固化的影響
無溶劑膠黏劑的熟化過程實際上就是無溶劑主劑的NCO基團和固化劑的OH基團在一定溫濕度下的反應過程,所以無溶劑膠黏劑的反應完全程度受到主劑固化劑比例和濕度影響,而高溫蒸煮產品因上膠量比普通的產品偏大,主劑固化劑比例和濕度對膠黏劑固化的影響也就更大。因而在實際生產時,要根據不同地區不同季節調整相應的主劑固化劑比例。
如冬季干燥季節和夏季梅雨季節,因空氣中濕度相差很大,同一產品在這兩個季節生產時要對膠水的比例做輕微調整,否則會出現膠黏劑反應不完全現象,進而影響蒸煮復合膜產品蒸煮后的效果。
三、上膠量均衡和收卷系統
眾所周知,無溶劑復合工藝的一個弊端是復合半成品下機后,膠水無初粘力而且還具有流動性,因而無溶劑工藝對設備的收卷系統要求就非常高。若機器的收卷系統不好,則會出現下機后膠水往端面流出、收卷不齊、卷底皺等現象。
無溶劑蒸煮工藝因成品后續的加工性,決定了蒸煮產品的上膠量比普通產品要高25%~40%,所以相比普通產品更易出現膠水流出現象。
除了無溶劑的收卷系統之外,無溶劑復合時縱向和橫向上膠量的均勻性也非常重要,若上膠量不均衡,雖然膠水會有一定的流動性來彌補,但還是不能完全避免成品時局部上膠量偏小,從而影響蒸煮復合膜成品的蒸煮性能。
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