干式復(fù)合是采用干式復(fù)合設(shè)備,用粘合劑將兩種或更多種薄膜粘合在一起的工藝。在塑料復(fù)合軟包裝中,干式復(fù)合是最常用的生產(chǎn)方法之一,由于其可選擇的基材面寬廣、復(fù)合強度高、方便印刷及生產(chǎn)速度快等優(yōu)點在包裝業(yè)中占有及其重要的地位。但在干式復(fù)合產(chǎn)品中,經(jīng)常會出現(xiàn)氣泡,不僅影響了產(chǎn)品的美觀,而且還影響到復(fù)合膜的阻氧性、透氣性和剝離強度,這個問題長期以來一直困擾著軟包裝的生產(chǎn)企業(yè)。導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因有許多,而且?guī)缀踉谏a(chǎn)中的每個環(huán)節(jié)都存在導(dǎo)致氣泡出現(xiàn)的因素,筆者結(jié)合多年的生產(chǎn)經(jīng)驗對此進行詳細分析,并提出相應(yīng)的解決方法。
干法復(fù)合工藝流程大致如下:原料檢驗→配膠→第一放卷→涂膠→烘干→第二放卷→復(fù)合→收卷→固化→出庫。筆者從生產(chǎn)環(huán)境及整個工藝流程來分析氣泡的成因與對策。
一、生產(chǎn)環(huán)境的影響
當環(huán)境溫度過高時,雙組分膠黏劑易濁白、粘稠、涂布性能變差,導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生。而溫度低則導(dǎo)致膠黏劑分散不好,對薄膜的潤濕和黏附性都不太好,也會導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生。一般需將車間溫度控制在18~25℃。
環(huán)境濕度太高(超過70%),在網(wǎng)紋輥與膠輥處會發(fā)生凝水現(xiàn)象,水分與固化劑發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生二氧化碳,最終導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生。另外塑料薄膜容易吸附空氣中的水分,尤其是吸濕性大的塑料薄膜,如尼龍和玻璃紙等,致使復(fù)合后形成氣泡。須將相對濕度保持在60%~70%為宜。
空氣中含有大量的灰塵、雜質(zhì)等粒子,這些粒子被吸附到塑料薄膜上,或者落到涂布輥、復(fù)合輥、膠液中均有可能導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生。因此,一定要保持車間內(nèi)清潔、衛(wèi)生,減少空氣中的浮塵,且應(yīng)經(jīng)常清掃烘道,并盡量使車間保持良好的密封狀態(tài)。
二、膜材影響
材料膜面有灰塵吸附、有顆粒雜質(zhì)、塑化不良等晶點夾在薄膜內(nèi)。
材料膜面的吸潮和材料中添加劑的析出會造成復(fù)合氣泡。
薄膜的表面張力太小,則膠黏劑在其表面的潤濕性就比較差,可能會導(dǎo)致涂膠量不足,在膠少或沒膠的地方就會產(chǎn)生氣泡。
薄膜的厚度應(yīng)當盡可能均勻一致,如果分布不均,容易造成復(fù)合壓力的不均衡,壓力小的地方就會出現(xiàn)空檔,從而形成氣泡。
避免這幾個影響的方法為做好原料檢驗,在生產(chǎn)同時最好增加在線電暈。
三、膠粘劑方面的影響
配制膠液時由于攪拌及循環(huán)而混入大量空氣,在靜止脫泡時未能及時排放出來,被關(guān)在復(fù)合膜中形成了氣泡。正確的做法為:嚴格按照使用說明書配制膠黏劑,先加主劑,再將醋酸乙酯加入并攪拌均勻,然后加入固化劑,并邊攪拌邊加入,使固化劑充滿活性,均勻分散,這有利于同印刷基材親和,減少氣泡,此外,配制好的膠液還要充分靜置脫氣,然后再倒入膠盤中使用,而且倒膠時要沿著膠盤邊緣緩慢地倒下,不能劇烈攪動膠盤內(nèi)的膠液,以免由于空氣的混入而在復(fù)合膜中形成氣泡。
膠黏劑的粘度對膠黏劑的流動性、潤濕性、涂膠均勻度等都有著十分重要的影響。干式復(fù)合中應(yīng)當將膠黏劑的粘度值控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi),如果膠黏劑的粘度太高,分散性和流平性可能比較差,影響其在復(fù)合基材表面的潤濕性,在涂膠過程中就可能會發(fā)生漏涂和氣泡等故障。
采用雙組分二液反應(yīng)型膠黏劑時,為保證涂布均勻并有利于浸潤,需要在膠黏劑中加入稀釋劑對其進行稀釋。稀釋劑有甲苯、醋酸乙酯、甲乙酮等。甲苯由于不利于環(huán)保,而且容易導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生,正逐步被淘汰。甲乙酮由于價格偏高,且與膠黏劑的親和性也不是很好,因此使用也較少。目前使用較多的稀釋劑是醋酸乙酯。稀釋劑中不能含有水、醇、胺等。如果含水量超過0.2%,由于水的揮發(fā)速度遠低于醋酸乙酯的揮發(fā)速度,則會大大降低溶劑的揮發(fā)速度,使膠黏劑的鋪展和硬化受到影響。在對BOPP薄膜和CPP薄膜進行復(fù)合后,復(fù)合產(chǎn)品會產(chǎn)生較大的氣泡,并不規(guī)則向外擴散,而熟化后,大氣泡處的剝離強度極差,像沒有上膠一樣。因此稀釋劑的純度應(yīng)該在98%以上。
四、涂布的影響
涂膠量少也可能導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡,涂膠量不足,空隙處就會夾雜小氣泡。上膠量跟網(wǎng)線輥的形狀、深度、線數(shù)等參數(shù)有關(guān),如果網(wǎng)紋輥最深處有干固的液膠,網(wǎng)孔的容積將越來越少,上膠量就少許多;如果網(wǎng)線輥被長時間磨損,網(wǎng)紋也越來越淺,上膠量將減少,所以網(wǎng)紋輥過一段時間應(yīng)該清洗,若使用時間太長則需更換。另外上膠量跟膠液的濃度、涂布膠輥的軟硬程度、壓力大小、刮刀的角度及壓力大小有關(guān),應(yīng)根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)。
五、干燥過程的影響
干燥是干式復(fù)合中的重要因素,干燥溫度太低,膠黏劑干燥不夠充分,溶劑揮發(fā)不徹底,就會產(chǎn)生小氣泡。而干燥溫度太高,又會使膠黏劑起泡,或者使膠層表皮結(jié)膜,影響涂膠層內(nèi)部溶劑的揮發(fā),也會造成溶劑的殘留和微小氣泡的形成。一般干式復(fù)合機烘道分為3個區(qū)域,即:蒸發(fā)區(qū)、硬化區(qū)、排除異味區(qū)。在實際生產(chǎn)中,對于這3段區(qū)域的溫度,應(yīng)根據(jù)實際復(fù)合基材做相應(yīng)的調(diào)整。一般來講,3段的溫度分別控制為50~60℃,70~80℃,80~100℃,溫度呈梯度增長。嚴禁進烘道口時的初溫高,而排除異味區(qū)的溫度低,這是因為過高的初烘溫度不利于溶劑由內(nèi)向外揮發(fā),無法完全徹底烘干,而在基材表面形成“環(huán)狀物”,導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生。
六、復(fù)合時的影響
如果復(fù)合壓力太小,則復(fù)合基材之間貼合不緊密,就會導(dǎo)致小氣泡的產(chǎn)生。一般將復(fù)合壓力控制在0.15~0.4MPa范圍內(nèi)。
如果復(fù)合夾角過大,兩層復(fù)合膜中間就容易夾入空氣,從而導(dǎo)致氣泡和隧道現(xiàn)象,特別是當薄膜材料比較厚、比較硬時更容易產(chǎn)生氣泡,在此情況下復(fù)合夾角越小越好,一般以35°為宜。
復(fù)合壓輥不平整也會導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生,這類氣泡有周期性的,只要清潔異物或?qū)⒉黄秸哪z壓輥研磨或更換即可解決,要求是膠壓輥清潔、無異物、細膩圓滑。
復(fù)合熱輥溫度不夠也會產(chǎn)生氣泡,加熱的目的是使干固的膠粘劑熔化、流動、消除小孔洞、小縫隙,在壓力下排出空氣,使兩層膜緊密熨合。一般復(fù)合設(shè)備涂膠基材緊貼熱輥,熱量從膠層傳遞至CPP或PE,這類設(shè)備在第二放卷基材導(dǎo)輥之間設(shè)有預(yù)熱輥,但大多數(shù)客戶都不使用,即不加熱。當氣溫低,PE或CPP較厚時,雖然復(fù)合熱輥溫度不低,但較厚的PE或CPP熱量大,熱輥壓合過程短暫的時間不能使基材溫度迅速上升,兩層膜一邊熱一邊冷,中間的膠粘劑流動性大打折扣,這樣就容易產(chǎn)生氣泡。
七、固化時的影響
在實際生產(chǎn)中,有時干燥很充分,上膠量也不少,而剛下機的復(fù)合膜還是有氣泡,其實剛復(fù)合好的產(chǎn)品沒有一點氣泡是不太可能的,小的氣泡經(jīng)過熟化能消除,因為不含溶劑但沒有充分固化的聚氨酯膠有一定的流動性,溫度越高流動性越大,分子量越大流動性越小,固化的實質(zhì)就是分子量不斷增大的過程,熟化室中的復(fù)合膜,粘合劑在溫度的作用下緩慢流平,大氣泡縮小,小氣泡消失,直至粘合劑的分子量增大到膠不能流動為止。有時溫度不夠,時間不夠,那么很小的氣泡也消除不了。
八、結(jié)語
導(dǎo)致干式復(fù)合氣泡產(chǎn)生的原因還有很多,只要我們在實踐中認真總結(jié)經(jīng)驗,刻苦鉆研,并結(jié)合原輔材料的性質(zhì)及現(xiàn)場設(shè)備情況進行分析就能解決這些問題。