干式复合膜的加工工艺与性能关系.doc

干式复合膜的加工工艺与性能关系卓创资讯本网编辑 编辑于：2006-12-29 8:47:01 【大 中 小】【关闭】 复合膜间的剥离强度是衡量薄膜复合质量的主要指标之一。影响剥离强度的因素很多，主要有聚烯烃薄膜表面润湿能力、粘合剂的种类和配比、涂覆量、干燥温度、复合温度、复合压力、熟化温度和时间，基材表面清洁度等。 干式复合基膜电晕处理的影响 薄膜涂胶面的表面张力应在40155Ncm 以上，如基膜表面张力不足40105Ncm 的，则要进行表面处理。塑料薄膜最常用的方法是电晕处理法，它是在1540kV 的高压和5110kHz的高频下进行电晕放电，放电时的电火花冲击薄膜的表面，提高了薄膜的表面能。电晕处理后的塑料薄膜表面，可以用润湿试剂来判定处理结果，使用脱脂棉浸渍相应标号的试剂在薄膜表面涂抹，如试剂能均匀分散在薄膜表面，则说明表面已达到湿润试剂标号，如表面呈一滴滴的水珠，则处理表面达不到试剂标号，应重新处理。 干法复合用的粘合剂的影响 双液型聚氨酯粘合剂 双液型粘合剂中，甲组分是组合型聚醚或聚酯，而乙组分是具有高度反应能力的二异氰酸酯，二个组分按一定的比例混合后就发生交联反应，二个组分都以乙酸乙酯为溶剂。一般来讲，性能上聚酯型的比聚醚型的好，粘结力高，可使用在120以上的高温蒸煮袋的生产中，而聚醚型的聚氨酯只能使用在100以下的复合袋的生产中。如果异氰酸基团NCO 直接同苯环相接，即芳香族异氰酸酯，生成的聚氯酯有较大的毒性，但粘结力较脂肪族的高。脂肪族聚氨酯其毒性比芳香族聚氨酯小。在双液型粘合剂的使用过程中，甲乙二种组分的配比是不能更改的，乙组分是固化剂，其用量是粘合剂的生产厂家根据化学反应和甲乙组分的固含量准确计算了的，而乙酸乙酯是可以根据涂胶辊的具体情况和所需浓度来改变的。乙酸乙酯中不能含有过高的水分，因为水分会同异氰酸酯基团反应，使之不再交联，破坏了已经计算好的配比，使另一组分剩余，影响粘结力，也增加了毒性。粘合剂的交联固化反应是固化剂末端的异氰酸基团同主剂末端的羟基化学反应的结果。 一液型聚氨酯粘合剂一液型的聚氨酯粘合剂，由于没有固化剂，末端的异氰酸基团靠薄膜表面上吸附了的水分发生交联固化作用。为此，在室内比较干燥，薄膜也比较干燥，涂布量多的情况下，固化将不充分。为了充分固化，一液型粘合剂固化时间要大大提高，且固化室要有充分的水汽。总的讲来，一液型粘合剂的粘结力较低，涂布量不能太大，只能使用在要求不高的复合膜的生产上，对于真空包装、高温蒸煮袋包装是不适合的。 无溶剂聚氯酯粘合剂 由于粘度高，使用时要加热，但是，可减少使用溶剂的成本，没有环境污染的问题。 快速固化粘合剂 一般双组分粘合剂复合好后，要在50左右的环境中放置48 小时以上，然后才可取出来分切制袋，降低了生产效率，而且不能满足激烈的市场时间竞争要求，快速固化粘合剂只要在50左右的环境中放置48 小时就可以分切。 抗介质侵蚀粘合剂 主要应用在液体农药的包装上，还用在食品和化妆品上等其他方面，品种有抗酸、抗碱、抗盐、抗辛辣、耐油、耐香料、耐表面活性剂侵蚀的粘合剂。 此外，干法复合也有使用无溶剂、低公害的水溶性粘合剂和醇溶性粘合剂，如特殊交联型的醋酸乙烯共聚乳胶、醇溶性聚氨酯粘合剂。双液型或单液型的溶剂型或水溶性丙烯酸酚乳胶，都有较好的粘结强度。高固含量粘合剂（固含量在50%70%），可以减少溶剂的使用量，要求粘合剂的粘度较低，不发生涂布困难的问题。 总之，粘合剂的品种、质量与要复合的基材不相适应时。必须根据基材和复合薄膜的最终用途来选用适当的粘合剂品种。例如，当没有铝箔参与复合时，用通用型粘合剂；若有铝箔，而且最终用途是包装含有液体的、有酸辣的食品如榨菜、雪菜、果汁等食品时，就要选用抗酸辣的铝箔专用粘合剂，又如若复合袋要经过蒸煮杀菌，则要选用耐高温（121或135）蒸煮型粘合剂，绝不能用一般粘合剂。否则一旦装入含酸性的食品后，例如榨菜、雪菜、酸辣菜、果汁等，存放一段时间后复合薄膜的粘接牢度将大大降低，严重时会使内层材料脱层分离，影响被包装食品的品质。 涂布量的影响 涂布量的多少，在一定范围内可以说是与复合薄膜的粘结强度成正比例的，复合膜层间剥离强度随涂胶量的增加而增加，但到了一定的程度后就不成正比了，而是趋于平稳。干法复合时粘合剂的涂布主要使用凹眼涂布辊，使用凹眼涂布可以准确地控制涂胶量。 使用凹眼涂布辊时的涂胶量可按下式计算： 涂布时粘合剂粘度太高，则粘合剂不容易从凹眼中转移到薄膜上，如粘度太低，则粘合剂会自动从凹眼流出，也不能正常涂布，一般要求粘合剂的粘度在1530 秒（3Zahn 杯），这时的粘合剂固含量大约为20%35%左右。 干燥的影响 干燥是干法复合的重要工序，它对复合薄膜的透明度、粘接牢度、气味、卫生性能都有直接的影响。 涂胶后的干燥是在干法复合装置的烘道里进行的。烘道应分三段加热，三段的热风温度应可以自由设定和控制。具体操作时，进口处到出门处的温度分布应遵循低 高低的原则，可以使薄膜在烘道中受热均匀，彻底干燥，如果涂粘合剂一开始就遇到高温，易在表面生成一层粘合剂膜，妨碍了溶剂的挥发，使溶剂的残留量增加。 烘道温度的设定，应根据基材的耐热性、复合时基膜的线速度、所使用的溶剂种类等综合考虑。总的原则是控制干燥后的残留溶剂量要符合标准的要求。油墨中使用过沸点比较高的甲苯、丁醇等溶剂后，应提高一些温度。但也不能一味追求干燥速度，提高烘道温度而使基膜因受高热而变形收缩。一般来说，在一定运转张力作用下，经烘道加热后，基膜的横向要有少量收缩，其收缩率一般不超过2%，这是正常现象。如果基膜收缩率大，残留溶剂太多时，则应放慢运转的线速度，适当降低温度，减低运转张力，加大排风量，这样也可达到残留溶剂合格的目的。残留溶剂的多少，对复合牢度、表面质量、复合薄膜的异味及卫生性能都有直接影响了。 复合温度等的影响 将涂胶干燥后的基材跟另一种未涂胶的基材，经复合装置加热、加压贴合起来，就基本上完成了复合过程。在这复合工序中，应注意的问题是两种基材的张力控制、复合钢辊表面温度和复合的压力。 复合钢辊表面的温度高低对复合薄膜的牢度、外观有直接影响。一般来说，当粘合剂中无溶剂存在且冷却到室温时，该胶已无粘性或粘性不足，就这样去复合，其牢度不好。只有将干了的粘合剂加热到一定的温度时，它才重新被活化，而具有良好的粘性，这时进行复合，才能达到理想的牢度。复合钢辊表面的温度多数控制在6585，这要由基材运转的线速度、基材的导热性、基材的厚度、粘合剂的“活化”性能等综合因素去确定。若速度快、导热性好、基膜较厚，则复合钢辊的表面温度应高一些，反之就可低一些。复合时压力要适中，太大时基材有被压延变形的可能，太小了又可能会出现贴合不够紧密，牢度不好，甚至出现小气泡。第一基材与第二基材复合好后，经从复合钢辊上剥离开来，进入一个直径较大的冷却钢辊对复合膜进行冷却后，再收卷起来。 冷却的作用有两点：一是让复合膜冷却定形，收卷时更平整、不发皱，因为刚从热的复合钢辊上剥离下来时，复合膜的温度往往高达6070，复合膜的刚性差，发软，特别是塑塑复合的场合，更是如此。如果不冷却就收卷，可能起皱，而冷却后，复合膜的刚性好一点，挺刮一点，收卷时不易起皱。 二是让粘合剂冷却，产生更大的内聚力，不让二种基材产生相对位移，避免起皱，产生“隧道”现象。因为原来要让粘合剂产生“活性”，具有粘性才将复合钢辊表面温度提高的，一旦粘住后，又希望粘合剂能固化，内聚力要大，要把二种基材粘牢，不产生相对位移，这样才能保证复合牢度。而降低温度是增加粘合剂内聚力的一种方法。复合薄膜的收卷要尽量卷紧一点，不要太松，特别是使用初粘力不够大的粘合剂时，更应如此。因为初粘力小的粘合剂，刚复合后还未交联固化，不能使二种基材粘牢，如果张力又控制不妥，一种要收缩（往往是LDPE），另一种又不收缩，这样就要产生起皱、“隧道”、分层剥离等缺陷，特别是横向的皱纹更可能出现。如果收卷张力足够大，卷得很紧，收缩不起来，那就不会有上述问题。待粘合剂固化后，粘接牢度足够大，能粘牢二种基材而不再发生相对位移后，将它放松，就可以进行下一道工序的操作了。 熟化温度和时间的影响 熟化的目的是让双组份聚氨酯粘合剂的主剂与固化剂产生化学反应，使分子生成网状交联结构，从而有更高的复合牢度、更好的耐热性和抗介质侵蚀的稳定性。复合好后，如果熟化不完全，就不会达到最终的粘接牢度值。一般来说，复合好后应放在5060环境中熟化48 小时以上，有的甚至要求5 天才能达到最好的结果。例如，铝箔与聚乙烯之间的牢度，在35下4 天后的剥离力只有2.8N15mm，若在45下4 天，则可达3.5N15mm；若提高到55，同样是4 天，就可高达6N15mm，由此可见熟化温度很重要。 若所用的基材耐热性好，例如耐高温蒸煮膜，是由PET、OPA、AL 和CPP 复合的，那就可以让其在较高温度下快速熟化，例如，5060时要48h 以上，70时只要24h，而80时则只要68h。但熟化室的温度太高了，进料出料都不方便。总之，在复合薄膜的制造工艺选择过程中，注意了以上影响因素，合理选择工艺条件，是不难制造出符合使用要求的合格的产品的。工业用1200mm铝塑复合膜，4层PETALPAPE，求单价计算方式。如果要求不高，一般干基上胶量在2.5g/平米左右，现在的胶水75含量的在22元/公斤，醋酸乙脂的价格在13元/公斤。胶水的价格加上电费、人工费大约0.2元/平米。总的成本如下：PET按照厚度12u计算，每平米16.8g，0.3元；AI的厚度7u，每平米18.9g，0.66元；PA厚度15u