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    干式復合質量控制
    時間:2013-10-16   來源: 包裝前沿   閱讀:28697次

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    國望包裝論壇集錦

    干式復合質量控制

    策劃:本刊編輯部

    主講:廣東國望呂銘華及國望技術團隊

    執行:范軍紅? 沈曉蕓

    31下午1430~1630,由《廣東包裝》、廣東包裝信息網www.wycanti.com主辦的廣東包裝軟包裝技術交流QQI、II、III、IV、V、總群再次成功舉辦QQ群在線技術交流活動,交流主題是干式復合常見問題解析,6個群約800余位群友在線參予。

    本次論壇的主講嘉賓廣東國望精細化學品有限公司的呂銘華工程師根據其多年積累的經驗,針對干式復合相關的問題逐一分析并給出解決方案,呂工主講半小時后,在接下來的一個半小時內,呂工和廣東國望技術團隊與在線群友就實際生產中碰到的各種復合工藝問題進行了自由交流、探討。

    一、廣東國望呂銘華主講·干式復合質量控制

    復合工序是塑料軟包裝非常重要的一道工序,這道工序將不同性能、起不同作用的功能性材料疊加到一起。復合是整個軟包裝生產技術核心所在。作為軟包裝的關鍵工序之一,復合質量的好壞直接關系到產品的投入和成品率,它工藝復雜、操作技能要求高,也比較容易出現各種問題。

    我們先簡單介紹一下干式復合的工藝流程(見下圖):

    我們的操作流程應該是:放卷——涂布——烘干——復合——收卷——熟化。整個復合流程非常簡單,相信大家一點都不陌生,尤其是復合操作人員。但是如何保證生產質量,提升工作效率和成品率卻需要復合人員具有非常全面的知識和豐富的經驗。

    我們就按照流程來講解每一步的質量控制注意事項:

    1、 基材

    一般來說基材是印刷或者空白的塑料薄膜,也有可能是紙張。對于任何一道工序來講,我們需要對上一工序進行檢驗,我們需要秉承上一工序是我們的供應商,下一工序是我們客戶的理念。所以,復合一開始我們必須要對基材進行質量檢驗,檢驗內容包括薄膜表面張力以及薄膜的印刷質量。這需要我們復合操作人員對于印刷有一定了解,能對顏色、套印、刀線等常見的質量問題進行檢查。在印刷工序,我們有顏色的標準樣,一些規范的企業還會有深淺樣。而在復合單元,我們卻往往忽略了制作復合的標準顏色樣本,這樣無形中使我們的復合工失去了判斷的標準,從而忽視了此項工作。

    2、 防卷張力

    防卷張力是為了讓基材能平穩進入到涂布單元,需要我們對不同基材的拉伸性能進行了解,從而避免薄膜拉伸,由于一放薄膜沒有受加溫影響,此環節一般不會產生拉伸,只需要注意放卷平穩,沒有碾折現象出現即可。

    3、涂布

    涂布單元是影響復合質量的重要因素,粘合劑的選擇是干式復合質量把關的重要環節之一,因為使用的粘合劑是將兩種和兩種以上的基材經涂覆后粘合在一起,粘合劑在干復生產中的用量少,但對復合膜質量性能有較為重要的影響,它決定了復合膜的剝離強度、透明度、熱封強度、耐熱性、抗介質性等。因此,我們在選擇粘合劑時應根據產品最終性能來確定使用粘合劑的種類。

    由于選擇粘合劑不當和操作不當造成產品報廢的現象屢見不鮮,所以我們在批量生產前,還應根據產品內容物及包裝要求檢查相應的基材指標,熟化后檢測剝離強度。制袋后按客戶要求進行模擬試驗。

    通過這些步驟確定使用的粘合劑種類后,我們再根據不同的產品結構選用不同的涂布輥以及不同的工作液濃度,使產品涂覆干基固含量得到保證。

    這里有一個很重要大家又容易忽視的一個問題,就是我們的上膠量。

    經常有客戶會問:生產什么結構的產品,上膠量應該是多少?我們的網線輥是多少線的,我應該使用多少的工作濃度?這里需要注意的是:上膠量的多與少主要是成本與質量之間的一種對立,和結構并沒太大關系。對于某一種產品結構,我們會得出一個上膠量的范圍。但是并不是每一個客戶都會把上膠量做到這個范圍內,因為大家印刷的油墨及厚度不一樣、原材料表面性能不一樣、產品后續加工條件不一樣、對產品質量的要求不一樣等不同因素太多,即使是相同的產品結構,也有可能會使用差異較大的上膠量。

    所以,上膠量的確定,需要我們技術部門對我們生產的產品進行驗證,從而最終確定我們的工藝參數。這個參數實驗出來后,要求復合工嚴格按照工藝執行。這一點必須注意。因為在實際工作中,我遇到很多很多客戶對于上膠量這個參數完全沒有監控!這樣生產出來的產品質量是沒有保障的。

    如何監控上膠量呢?有的企業根據網線輥跟工作液濃度,按照經驗公式計算上膠量。但是這只是個經驗公式,再加上網輥雕刻工藝差別很大,故而有可能實際上膠量與通過經驗公式計算出的上膠量差別很大。所以,上膠量仍然要實時測定,這實際上也是對網線輥狀態的一種監控。

    4、烘箱干燥

    烘箱干燥控制是干式復合中的重要環節,殘留溶劑直接影響到復合的剝離強度、透明度等,另外也影響到食品安全。通過干燥系統將涂布在基材上的粘合劑中的溶劑加熱蒸發并抽出,干燥溫度設定主要基于基材的耐熱性、機械線速度。通常情況下,溫度設定為三段:第一段為50~60℃;第二段為65~75℃;第三段為75~80℃,溫度一定是梯級遞增。

    5、復合

    在干式復合中,膠粘劑自烘道出來后,溶劑基本揮發完,只剩下干膠,由于干復用聚氨酯膠粘劑在烘干后在常溫下會失去粘性。為了使兩種基材能很好的貼合,必須使膠粘劑激活其粘性。因此在進行復合時,復合輥必須加熱,使其表面溫度能使膠粘劑產生活化粘性。熱覆合輥溫度一般控制在60~90℃之間為宜,必要時根據實際情況調節。在不壓傷原材料的情況下盡可能加大復合壓力,復合壓力的范圍一般為0.3~0.6Mpa。

    6、熟化

    熟化也叫固化,就是把已復合好的膜放進熟化室,使聚氨酯粘合劑的主劑和固化劑反應交聯并被復合基材表面相互作用的過程,熟化的目的就是使主劑和固化劑在一定時間內充分反應,達到較好的剝離強度。熟化控制主要是溫度和時間。有些企業為了滿足客戶的交貨時間要求,提高固化溫度,縮短固化時間來提前交貨,這種做法有時會導致產品質量不合格和報廢。因為粘合劑生產廠家很多,膠水的質量和特性不同,故不是所有的膠水都能這么干。建議以粘合劑說明書中所要求的溫度和時間控制,盡量不要提前出熟化室。因為固化一方面是提升剝離強度以及膠黏劑耐熱性。另一方面,隨著膠黏劑固化的進行,固化劑中的殘留游離TDI也在不斷下降,這對于食品安全是有積極意義的,尤其是液體包裝和高溫殺菌的包裝。

    復合過程中,影響產品質量的因素很多,除了以上分析的幾點,還包括環境溫濕度、乙酸乙酯含水量等重要的影響因素。生產中,需要大家根據自己的實際情況進行分析排查,從而生產出合格的產品。

    二、自由交流

    1、康華包裝:OPP+CPP鋁,復酒精膠。CPP鍍鋁的鋁與CPP分離,請問是什么原因?如圖所示:
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    廣東國望呂銘華:鍍鋁轉移的原因跟我們的鍍鋁膜、膠黏劑、加工工藝都有關系。建議你用鍍鋁酯溶膠,同時也重新采購一批別家的MCPP做一個對比試驗。

    A老范:材質質量可以的話,減少固化劑量,可以降低鍍鋁轉移。

    廣東國望鄭方明:醇溶膠反應性能跟酯溶膠不一樣。酯溶膠減少固化劑可以降低反應應力對鍍鋁層的破壞,醇溶膠(酒精膠)則不一樣。

    廣東國望呂銘華:對于酯溶膠是這樣,但是效果不會很明顯,同時需要主要膠黏劑固化問題,從而引起膠黏劑耐熱不好。

    廣東國望鄭方明:更大的可能是酒精膠本身的性能、鍍鋁的質量和操作工藝。

    廈門濱湖印刷:鍍鋁層轉移的問題,我們以前經常遇到。一個是鍍鋁的問題,一個是上膠量的問題。上膠量太大,鍍鋁轉移越嚴重。

    四川-李:關于鍍鋁轉移的問題,建議采取以下方式進行調整:1.適當減少固化劑的量;2.適當降低熱輥溫度;3.嚴格控制熟化時間;4.降低鍍鋁材料的張力;適當控制上膠量。

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    2、廣西風采印業三戈:PET(滿版印刷)/PETAL/IPE結構,膠水配膠增加10%的固化劑,45恒溫熟化54h,膠水仍不干,發粘,在拉力機上測剝離強度時出現斷續的鍍鋁轉移、剝離強度力值偏低。如何解決?謝謝。

    廣東國望鄭方明:膠水不干、發粘,是出在哪一層上呢?如果是外層的話,就應該是單組份聚氨酯油墨消耗膠水固化劑導致膠水不干。

    廣東國望呂銘華:發粘的是外層嗎?里層有發粘的現象嗎?尤其滿版印刷的話建議加油墨固化劑,或者是使用特殊功能膠。如果里層也有的話,已經多加10%固化劑,那需要測測乙酸乙酯含水量、含醇量,或者是膠水本身設計上交聯固化有沒問題。同時,建議膠水在配膠時要進行充分的攪拌。

    四川-李:固化劑過量也會導致發粘現象,一般膠水廠家給出的配比,都考慮了濕度變化的因素,固化劑發生固化反應,一部分靠主劑、一部分靠空氣或溶劑中的水分,假設固化劑量過大,多余的部分需要的水不夠的情況下,也可能不完全固化導致發粘,這種情況在無溶劑復合時容易發生,特別是相對濕度低于40%時,無溶劑復合經常會發生類似情況。

    3、太陽包裝朱李祥:我們復合BOPP/VMPET/CPP時復合強度不好,第二層能剝離開(VMPET/CPP),怎么解決??

    廣東國望呂銘華:1、選用質量更好的MPET。在越南用我們普通膠做此類結構時,強度非常好,很難剝離,強度可以達到4N/15mm以上。但是在國內,強度很不穩定,有時能做到3.5N/15mm,但有時2.5N/15mm都做不到,所以盡量選質量更好的MPET。2、增加對MPET在線電暈處理。3、適當增加上膠量。

    新綸科技-付強:MPET是沒有辦法在線電暈處理的。

    廣東國望呂銘華:可以的,對非處理面進行處理。

    新綸科技-付強:哦,那是可以。

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    4、潮安彩?。喝绾芜x擇抗折皺、柔軟性較好的膠黏劑?

    廣東國望鄭方明:抗褶皺,需要粘合劑有良好的初粘;柔軟性好,則要求粘合劑本身設計的柔性鏈段比例大。

    廣東國望呂銘華:我們膠黏劑結構設計上分為聚酯跟聚醚類,聚酯類由于存在苯環,空間位阻大,剛性比較大。聚醚是柔性鏈段,其柔順性更好。

    華源唐生:粘合劑是一方面,同時需要優質的材料組合,否則再好的粘合劑也沒辦法。

    廣東國望呂銘華:同意。

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    5、zxj-651363608@qq.com:在干式復合中,收卷靠紙芯處熟化后打皺。怎么解決?

    廣東國望呂銘華:這個卷心皺的問題,也是很容易出現的問題,也講過很多次了,主要三點:1、張力跟錐度的設定要適合;2、采用大管芯收卷;3、紙管的圓度跟硬度要好。

    廣東國望鄭方明:換用管徑大點的紙芯。

    軟包裝-唐晚明:控制好收卷張力是關鍵。復合成品下機后自然熟化3~4h卷心皺會適當減輕。

    新綸科技-付強:卷芯皺的因素有很多:因素一,材料構成組合不對,收縮率大和收縮率小的組合容易導致軟皺。這種情況下,盡量減小收縮率大材料的張力,或者互補;因素二,膠水的初粘力以及膠水在溫變的情況下反應速率,要看熟化后的收縮情況。因素三,材料的厚薄偏差過大,收卷張力控制的再好也無法解決。

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    6、小施:PET/VMPET/PE?會有比較多的虛皺,怎么解決?

    廣東國望呂銘華:這個主要是收卷張力跟錐度設定不當,造成了內卷外松的現象。

    軟包裝-唐晚明:虛皺即軟皺對吧?收卷張力外緊內松造成。張力控制不好造成的。

    四川-李:初始張力調大些,錐度放大。

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    7、湘-晶鑫-小張:為什么PET/VMPETBOPP/VMPET復合,前者鍍鋁層轉移更嚴重,其原因是什么??

    廣東國望呂銘華:這個主要是PET的極性比較大,剛性大,膠黏劑反應收縮時,導致膠黏劑與鍍鋁界面發生位移,導致鍍鋁轉移現象比BOPP明顯

    鴻新彩印-小周:跟膠水、膠水配比、固化時間、溫度都有關系。

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    8、柒源唐永強:PET/VMCPP結構用普通75%的膠水復合,用150線來復合,復合熟化后油墨全部轉移到鍍鋁膜上,嚴重的是PET上沒有油墨。怎么解決?

    鴻新彩印-小周:油墨要用PET專用墨,印刷好后要放一下再進入下一工序。

    柒源唐永強:我用的是聚胺脂油墨印刷的。

    廣東國望呂銘華:印刷之后,油墨附著力如何?

    四川-李:放置8小時左右再復合看看。

    柒源唐永強:印刷后油墨附著力是可以的。

    廣東國望呂銘華:有用3M測試嗎?

    柒源唐永強:有,測試符合要求。

    廣東國望呂銘華:膠水用的什么膠?

    鴻新彩印-小周:PET電暈面也很重要。

    柒源唐永強:酯溶膠。

    四川-李:上膠量多少?

    柒源唐永強:用原裝的PET材料印刷,電暈值OK。

    廣東國望呂銘華:膠黏劑工作濃度多少?

    柒源唐永強:配比是:517。

    四川-李:150線,5:1:7,上膠量應該不低于2.5g/m2。

    柒源唐永強:后面我們將固化劑減少,但還是沒有效果。

    廣東國望呂銘華:大概35%的濃度。

    四川-李:上膠量小些,檢查一下印刷膜及復合后成品的溶劑殘留量。

    廣東國望呂銘華:別的PET印刷產品上有這個問題嗎?

    鴻新彩印-小周:要用聚酯油墨。

    廣東國望鄭方明:粘合劑與油墨的粘結力比油墨在PET上的力要大多了。

    廣東國望呂銘華:這種情況,我建議你更換一款固化速度更快的粘合劑。同時下機后及時入熟化室。會有改善。一定要用GC去檢測殘留,保證殘留不能高。

    過客匆匆:在油墨里加百分之二的固化劑試試,不行的話就要更換膠水了。

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    9、軟包裝管理:復合BOPP/VMPET結構,印刷膜專色沒有托白底的,復合鍍鋁后有明顯的晶點,很密集。這是什么原因?

    廣東國望呂銘華:有平滑輥嗎?

    軟包裝管理:有,但沒有用。用了的話,油墨層會刮花。

    廣東國望呂銘華:網線輥跟濃度分別是多少?

    四川-李:油墨層刮花是平滑輥速度沒調節好或者方向不對。

    軟包裝管理:150線,配比還是5:1:7。

    四川-李:建議你使用180線,75固含量的膠按5:1:8配置,上膠量控制在2.0 g/m2左右試一下。

    軟包裝管理:我們現在經過熟化14h后,表觀的晶點有明顯地減少。

    四川-李:原因有幾種可能:上膠量過大、膠水流平性差??蛇m當提高熱輥溫度。

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