干式復合時的注意事項
干法復合作為制造復合材料的一種方法,其基本特點是:將各種基膜基材用粘合劑(膠粘劑)在“干的”狀態下進行復合,其主要工序有:⑴基材的準備;⑵膠液的配制;⑶涂膠;⑷干燥(烘干);⑸復合;⑹冷卻收卷;⑺熟化(固化)。
干法復合時,由于生產準備和生產管理的疏忽,致使某些技術條件未能達到生產要求而導致生產出的復合產品質量下降,達不到用戶的使用要求,輕則出現次、廢品,使生產成本增加;重則會失去用戶,甚至會發生經濟賠償,產生法律糾紛。因此列舉以下注意事項共參考,以防患于未然。
一、 生產前期的注意事項
1、 膠粘劑、薄膜從倉庫搬入車間時,應用抹布將其表面的灰塵、垃圾及水滴等完全擦去。
2、 使用的膠粘劑、基材、稀釋劑的品名、批號、生產廠家(或供應商)、使用量都應記錄在日報表內。
3、 在冬季,當儲藏溫度低于20℃時,應將膠粘劑提前搬運到車間里,使其液溫保持在25℃左右,有必要的話,可放入熟化室預熱。液溫過低則膠液的粘度增高,使涂布量不均,對薄膜的濕潤性也差,常成為外觀不良的原因。另外,濕潤性差導致涂布量增加,造成了生產成本也隨之增加。工廠內,膠粘劑最適宜的溫度為20℃~25℃。
4、 在夏季,由于空氣濕度大(尤其是雨天)、氣溫高,醋酸乙酯易吸水、揮發;固化劑也易吸水發生化學反應,消耗掉了一部分固化劑,造成配制的膠液主劑和固化劑比例不當,使膠層不干,復合牢度也不高。因此,在夏季應少配、勤配膠水,配好后的膠水應盡快用完。另外,配完膠后應馬上把裝主劑、固化劑和醋酸乙酯的包裝桶蓋好并密封,以防吸水、揮發。
5、 配制膠液,一定要按照說明書中提供的比例,并根據復合包裝的要求確定正確的膠夜濃度,準確稱量配制。配膠的正確步驟應是:先稱量主劑,再往稱量好的主劑中加入所需的醋酸乙酯,之后應進行5分鐘以上同一方向充分攪拌,之后再加入所需的固化劑,再向同方向進行5分鐘以上充分攪拌,并進行顏色、異物檢查,待氣泡完全消失后(大約需要5~10分鐘)即可使用。有些工人由于工作忙或嫌麻煩,干脆把三種材料先混在一起,之后再簡單攪拌幾下就算完事,這樣配制的膠液用起來是很危險的。
6、 測定膠液的液濕及荼恩粘度是否與說明書的數據相吻合(一般用荼恩杯進行秒數管理)。如不一致,應檢查配制比例是否有問題,或膠粘劑質量是否有變化。
7、 確認調和器循環槽、循環泵、膠液槽、涂布輥無異物粘附。如有凝膠物或異物應立即除去。
8、 為防止調和器循環槽、膠液槽中醋酸乙酯的揮發應蓋封,用PET或PP的板狀透明物為佳。
9、 循環槽回口處應安扎過濾器(如尼龍襪等)。
10、涂布輥用醋酸乙酯洗不干凈,應每周1~2次用洗板液清洗,以防塞板造成上膠量減少。清洗方法按洗板液說明書進行。
11、涂布輥與涂步量的關系:一般使用至300~500萬米后,應進行再鍍鉻處理以維持正常的涂步量。
12、檢查刮刀與涂布輥是否保持正常角度、有無刮傷。
13、對基材的檢查:⑴基材表面應光滑、平整,無僵塊或過多的黑黃點、晶點等;⑵涂膠表面張力應在40~44mN/m之間;⑶薄膜厚度平均誤差應在10%以內(1米寬度),厚度的測量方法是使用千分卡尺。⑷薄膜厚度平均誤差應分布均勻,分布不均,即使厚度平均誤差在10%以內也不能使用。⑸在復合張力作用下的伸長應小于1%。
二、 生產過程中的注意事項
1、 倒入膠槽中的膠液,由于暴露在空氣中,再加上涂膠輥的高速旋轉,對膠液進行攪拌,一段之間后,醋酸乙酯就會揮發,使膠液濃度提高,尤其在夏季,這就要對循環槽內的膠液一小時一次進行荼恩杯粘度測試。粘度如有上升,應用醋酸乙酯進行調整,以保證上交量一致。對于沒有循環設備的膠槽,更應勤監測膠液濃度的變化。
2、 復合速度:根據涂布輥的形狀,在能保證上膠量的情況下,平輥的最高加工速度是180m/min;凹輥是120~150m/min。在實際生產中,復合速度應根據設備的設計要求、設備精度、涂布輥種類、膠液工作濃度及基膜的種類而定。在能保證產品質量的前提下,復合速度越高,生產效率越高。
3、 烘道的干燥溫度設置一般為:第一段(入口)50~60℃;第二段70℃;第三段75~80℃,但這不是經典的??偟脑瓌t是:應根據基材的耐熱性、復合時基膜的線速度、所使用的溶劑種類綜合考慮,控制干燥后溶劑的殘留量在10mg/m2以下(日、美要求在5mg/m2以下)。如果所用的基材是耐熱性高的PETP、PT、OPA等,且復合速度較高,則烘道的溫度可相應提高。但也不能一味追求干燥而提高烘道溫度,使基膜因受高熱而收縮變形。一般來說,在一定運轉張力作用下,經烘道加熱后,基膜的橫向收縮率一般不超過2%。如果基膜的收縮率大,則烘道的溫度不能設置太高,由此而造成殘留溶劑過多時,則應放慢復合速度、減低運轉張力、加大排風量,這樣也能保證殘留溶劑不超標。另外,有的工廠的復合機,由于使用的時間太長,又沒有及時維護,常有溫空表讀數和實際溫度不相符的現象,這樣的設備是無法保證干燥合格的,應經常檢查,及時維修。
4、 對有特殊要求的復合包裝材料,如蒸煮袋、酒袋、色拉油袋等的復合,應對上膠量進行測算,以保證達到要求的上膠量,使復合牢度能滿足包裝物的特殊要求。
測量上膠量的方法是:基膜剛剛復合后剪下一塊稱重,之后剝開,去掉粘合劑,稱重,再根據面積大小即可算出上膠量。在復合輥處用硅脂在載膠膜復合,上膠量計算同上(此法適于計算較薄的膜)。
5、 張力的控制:在干式復合中,張力的控制是十分重要的,張力過小,制品易產
生皺紋;張力過大,拉伸大,破壞印刷圖案,也有可能拉斷薄膜。
各種基材張力的控制可按下式計算:
總張力N = 膜厚度(mm) × 寬度(mm)× 系數 × 9.8
一般情況下(按膜寬1米):OPP的張力在49~78.4N;PET或PA在78.4~98N
復合輥前的LDPE放卷張力:29.4~49N;鋁箔則更低一些,在29.4N左右
復合后復合膜的收卷張力為98~117.6N。張力的控制采用磁粉張力控制器或摩擦片來控制。
三、 生產結束階段
這一節講的是有關熟化(固化)當中存在的問題。
復合后的復合材料要經過熟化處理,這是每個復合包裝廠都必須面對的問題。有些彩印廠由于生產任務忙,有時產品不經熟化或熟化時間很短就進行制袋,這是很不科學的,也經常由此造成產品質量下降,甚至出現次、廢品。
絕大多數膠粘劑產品說明書上標注的熟化時間都是復合材料熟化所需的最短時間(熟化室溫度在50~60℃),如達不到這個時間,產品就不會熟化完全。只有達到完全熟化后,雙組份聚氨酯膠粘劑的主劑和固化劑才能充分進行化學反應,使其分子量成倍地增加,生成網狀交聯結構,這樣才能使復合材料有更高的復合牢度、更好的耐熱性和抗介質侵蝕的穩定性。
雙組份聚氨酯膠粘劑的化學反應,在溫度不高的情況下(如常溫)也會緩慢地進行,但速度不快,要經過7~10天的時間才能達到較完全的程度,這在工業化生產上是行不通的。常溫下熟化周期太長,效率太低,而且最終的剝離強度也沒有在加溫狀態下熟化的好。
對復合包裝材料,熟化的溫度和時間只與上膠量有關,而與基材無直接關系。上膠量越大,則在熟化溫度不變的情況下,所需的熟化時間越長。對于熟化溫度和時間的關系:溫度在50~60℃時,熟化時間需要48小時以上,70℃時只要24小時,而80℃時則只要6~8小時。熟化溫度太高時,有些塑料薄膜會產生收縮變形,甚至嚴重到粘連的地步,而且人進出也不方便。所以在大多數場合熟化溫度定在50~60℃較合適。而只有在自動化條件好、薄膜又是耐高溫材料的條件下才適合高溫快速固化。
以上是對高固含量低粘度的聚氨酯膠粘劑所講。對低固含量的雙組份膠粘劑,由于它的分子量大,生成網狀交聯結構的時間要短,因此用此種膠粘劑復合所需的熟化時間要短,具體請看產品說明書的規定。
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