軟包裝干式復合膜粘接力降低、剝離度不良的成因及對策
復合膜成品出現粘接力降低,剝離強度不良,與多種因素有關。諸如:膠粘劑的影響,復合基材表面張力值不合要求,影響剝離強度,操作工藝不規范,烘干溫度的影響、熱鋼輥溫度不合適,及薄膜基材添加劑的影響等等?,F分別給予分析并找到合適的解決辦法使剝離強度不良故障現象降到最低點。
膠粘劑的品種、質量與要復合的基材不相適應影響剝離強度
不同用途的復合膜應選擇相適應的基材和膠粘劑。例如:沒有鋁箔參與復合時,用通用型膠粘劑即可。若有鋁箔復合時,而且最終用途是包裝含有液體的酸辣食品(如榨菜、果汁、醬油、花生等食品)時,就要選用抗酸辣物質的鋁箔專用膠粘劑。在選擇鋁箔專膠粘劑時,還應優先考慮分子量稍大、分子量分布比較均勻,溶劑釋放性好,涂布性能佳的膠粘劑。分子量小的膠粘劑雖然涂布性能較好,但分子活動能力強,會透過極薄的鋁層,造成剝離強度下降,粘接力降低。如果復合袋要經過高溫蒸煮殺菌,則應選用耐高溫(121℃或135℃)蒸煮型膠粘劑,絕不能使用一般的膠粘劑,一般的膠粘劑不耐溫、復合薄膜通常不到80℃便會分層,根本達不到包裝對剝離強度的要求。我司對于高溫蒸煮殺菌的包裝常采用由浙江新東方油墨集團華光樹脂公司生產的PU1750和PU1875膠粘劑,效果不錯,在PET/CPP結構中可達10-12N/15mm,在PET/AL、NY/AL結構中復合強度達10-12N/15MM。
對于15μPA/70μmLDPE的復合結構,采用不著300型PU-1875聚氨脂膠粘劑,效果不錯,使用該膠粘劑須注意幾點:1)薄膜電暈處理后表面經籮筐應達到3.8×10ˉ2N/m以上,才能得到理想的粘接效果;2)稀釋劑常采用醋酸乙脂或乙酸乙酯,其中水含量不得超過萬分之三,醇含量不得超過萬分之二;3)膠液中切忌混進含有活性氫的溶劑。諸如:水、酒精、胺類;4)PU-1875型膠粘劑的配比為主劑:固化劑:醋酸乙脂=1:0.2:1.8(重量比)時性能最佳。
膠粘劑對油墨的滲透不佳,浮在油墨的表面,而油墨與基材之間的附著牢度又不好,也會導致復合薄膜分層,表現在有油墨的地方,特別是多色套印部位。油墨被膠粘劑拉下來。使用高固含量膠粘劑有充分的時間向墨層滲透,到達承印基材表面。適當增加上膠量,都有利于提高復合牢度。選用適當的油墨,以及提高承印基材的表面張力,使油墨附著牢度提高,也是解決問題的方法之一。在復合過程中,要求膠粘劑流動性優良,展平性良好,如膠粘劑變質、濁白,被乳化則不能再使用,所以配制膠粘劑時一定要根據需要適量配制。
上膠量不足,涂布不均將直接影響粘接力,影響剝離強度
膠粘劑涂布量不足,涂布不均勻也會導致剝離強度降低,粘接力降低,這一點在使用單組份熱熔型膠粘劑中最易出現,不可忽視,在使用單組份熱熔劑型膠粘劑時,主膠的濃度高低將直接影響剝離強度,我們注意到,BOPP/OPP、BOPP/VMOPP、BOPP/OPP復合薄膜中若內層厚度在超過30μm時,剝離強度最容易下降。若使用單組份膠粘劑,復合過程中應先取一小段復合成品進行剝離試驗,同時做好相應的記錄,一般情況下主膠:乙酯的配比為50:50,效果者不錯。上膠量的多少由網紋輥的網穴容積決定的,又與作業濃度密不可分。如果膠粘劑配比濃度高,基材張力值合適,上膠量也適中,復合膜的剝離強度仍然不理想,則應考慮更換網紋輥,以增大上膠量,紋輥一般規格有80μm、100μm、120μm、140μm不等,根據實際復合物調整或選擇。
稀釋劑純度不夠高,將影響復合剝離強度
稀釋劑的作用是增加膠粘劑的流動度,提高鋪展性,更好地涂布均勻,使其膠液更好地與基材發生浸潤,如果稀釋劑的純度不高,含有水、醇等活性物質,會消耗掉一部分固化劑,造成膠粘劑中主劑與固化劑實際比例失調,粘結力下降,在選用溶劑時,有三點值得同行借鑒:1)進貨進必須選擇正規、質量有保障的生產商;2)進貨后進行每桶抽檢,發現含有水或醇類活性物質,必須禁止使用,只有使用純度高的溶劑,才能保證復合膜具有較強的粘接力;3)使用前的檢測,溶劑必須干凈,若發生有污臟等現象,最好過濾或另行處理,謹防影響涂布效果,影響剝離強度。
烘干溫度的影響
復合過程中,烘干道的熱壓輥溫度應根據實際情況作調節,通常熱壓輥溫度宜控制在50-70℃為宜。烘干裝置中要求溶劑揮發越完全,其剝離強度也會相應提高,溫度失控同樣影響剝離強度,粘接力也會降低。一般進烘口溫度在60℃為宜,二區、三區則相應提高,如果進烘口溫度過高,只烘干膠膜表面,內層無法烘干,不僅影響剝離強度,而且將產生異味。
塑料薄膜的電暈處理不夠,影響剝離強度
塑料薄膜表面電暈處理不好,表面張力低,就會導致墨層附著牢度低,復合膜粘結強度低,在薄膜投入前應認真檢測其表面張力值務必提高到3.8×10ˉ2N/m以上,最好能達到4.0-4.2×10ˉ2N/m,因為3.8×10ˉ2N/m只是最低要求,表面張力值低于3.8×10ˉ2N/m的薄膜根本就不能使油墨和膠粘劑完全鋪展,復合后的成品當然達不到剝離強度的要求。檢測薄膜表面張力的方法通常有兩種:1)達因筆測試,達因筆的筆液通常呈紅色,規格有3.8×10ˉ2N/m、4.0×10ˉ2N/m、4.2×10ˉ2N/m、4.4×10ˉ2N/m以及4.8×10ˉ2N/m這五種,如果用達因筆在薄膜上的筆液不收縮,均勻,無斷層,則說明薄膜的表面張力已經達到使用要求,相反,筆液收縮,消失,不均勻,不連續,則說明處理不夠;2)用BOPP單面膠布測試,將BOPP單面膠布貼在待測薄膜表面再撕開,電暈處理好的通常剝離聲音小,粘貼牢固,相反則粘貼不牢,容易剝離,這種測試方法要依靠經驗,不適合測試PET、PA等薄膜。電暈處理不符合要求的基材決不能進行復合,因為復合后肯定達不到包裝產品對剝離強度的要求。常用基材的表面張力值為:BOPP3.8×10ˉ2N/m、PET5.0×10ˉ2N/m、PA5.2×10ˉ2N/m。
溶劑殘留量太高影響剝離強度,影響粘接力
殘留溶劑太多,復合后會形成許多微小氣泡,使相鄰的復合基材脫離、分層、氣泡越多,剝離強度越低,要提高剝離強度,就必須減少氣泡的產生。氣泡的產生與許多因素有關,諸如上膠不均勻,烘干道溫度過低,熱壓輥溫度偏低及室內溫濕度不合適等,通常,室內溫度宜控制在23-25℃,相對濕度應控制在50%-60%為宜,另外,避免使用高沸點溶劑,也可減少氣泡的產生??傊疄樘岣邉冸x強度,提高粘接力應盡可能降低殘留溶劑。
熟化不完全影響剝離強度
若使用雙組份反應型膠粘劑,復合后還需要固化(又稱熟化),以達到剝離強度要求。如果熟化不完全剝離強度同樣會降低,熟化不完全有兩層意思:1)熟化溫度偏低;2)熟化時間不夠,一般來說:復合成品應放在50-60℃的環境中熟化48小時以上,有的甚至需要更長的時間才能達到滿意的效果。我們注意到,低溫存放時間再長,復合薄膜的最終剝離強度也不能達到3.5N/15m,若環境溫度提高到55℃,同樣存放4天,剝離強度可高達6N/15mm。
塑料薄膜中添加劑的影響
塑料薄膜中的添加劑也會影響到粘接牢度,而且這種影響要一定時間后才表現出來,一般7天以后,而且有逐步下降的趨勢。聚乙烯,聚丙烯等薄膜在造?;蛑颇r,多半要加入一些輔助劑,諸如:抗氧劑、穩定劑、防粘劑、開口劑等。這些添加劑都是低分子物質,隨著時間的推移,會從薄膜的內部逐漸向表面滲透,仔細觀察時可發現一層很薄的粉末或石蠟物質,用手摸時會粘在手上,滑滑的,白白的,如果用布塊浸醋酸乙脂擦拭,便會抹掉。我們通過觀察發現,剛復合好的薄膜短時間內遷移出來的添加劑量并不多,還不至于引起粘結牢度下降,但時間長了,遷移出的添加劑就把膠膜與該基膜隔離開來。破壞了了原有的粘結狀態,使復合牢度降低。解決這種故障應把好進料關,選擇不用添加劑或少用添加劑的原料,在加工制膜時,更不應人為的加入開口劑。曾經出現過這樣一種故障,加工出的洗衣粉包裝袋當時并沒出現粘接牢度不良問題,然而成品袋經裝入洗衣粉后,存放一段時間就出現了印刷基材和復合基材分層的現象,甚至熱封處還出現破裂,造成洗衣粉外泄。所包裝的洗衣粉主要成為陰離子表面活性劑、衣物熒光劑、非離子表面活性劑、堿性緩沖劑、水軟化劑及高效污漬懸浮劑等。技術部經分析故障原因時認為;PET12μ/LDPE80μm復合結構是符合要求的,針對洗衣粉的成份,決定首先從油墨入手解決問題。于是選擇了專用PET印刷油墨進行印刷,而后從膠粘劑入手,再次復合、固化后,進行剝離強度測試,再裝入該種洗衣粉進行存放,擠壓測試,結果故障消除,包裝袋不再分層,而且剝離強度符合要求,可見根據不同的內容物選擇復合基材、油墨是解決剝離強度不良的一種方法。
導致復合薄膜粘結力下降,剝離強度不良的因素很多,膠粘劑配比失調,上膠量不足,涂布不均以及熱太輥溫度偏低等都有可能造成復合膜剝離強度降低,要使復合成品具備較大的粘結力和優良的剝離強度,必須把好每一關,不僅要從選材、油墨、稀釋劑、膠粘劑等方面做到質量過硬,還要在操作時認真,負責的態度。
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