复合技术概述

1、编者：许虎 时间：2017/2/7 复合：实际上是“层合”的意思，是将不同 性质的薄膜通过一定的方式时期粘结在一起， 经过封合，形成多功能性材料。 复合的方式： 1.干式复合 2.湿式复合 3.挤出复合 4.共挤复合 1.定义： 它是在塑料薄膜上涂布一层溶剂型胶黏剂，经干 燥除去溶剂，之后在热压状态下与其它基材复合 2.用途： 适用于多种复合膜基材以及薄膜与铝箔，纸之间 的复合生产 3.工艺流程图： （二）干法复合机的基本结构（二）干法复合机的基本结构 干法复合机通常由两套放卷装置，一套涂胶装置、干燥装干法复合机通常由两套放卷装置，一套涂胶装置、干燥装 置、复合装置和收卷装置等组成。辅助装置有

2、薄膜的传置、复合装置和收卷装置等组成。辅助装置有薄膜的传 递、张力调节。进位控制器及电晕处理装置等。递、张力调节。进位控制器及电晕处理装置等。 1 1涂布机涂布机 2 2放卷机放卷机 3 3干燥通道干燥通道 4 4收卷机收卷机 5 5冷却工位冷却工位 6 6复合机复合机 7 7放卷机放卷机 主要结构的功能与注意要点主要结构的功能与注意要点 1.涂胶装置有网纹辊刮刀式、网纹辊橡胶辊式等几种形式。涂胶装置有网纹辊刮刀式、网纹辊橡胶辊式等几种形式。 最常用的是网纹辊刮刀式涂胶装置最常用的是网纹辊刮刀式涂胶装置。它是由一个表面刻。它是由一个表面刻 有网纹的金属辊和一个橡胶反压辊组成。有网纹的金属辊和一

3、个橡胶反压辊组成。 常用的网纹辊网线约为常用的网纹辊网线约为3555l/cm；网点深度为；网点深度为2O 6m；黑白比为；黑白比为1 38；网点形状有斜槽型、斗型、倒；网点形状有斜槽型、斗型、倒 四角锥型等。通过更换不同网点深度和网线的网纹辊，四角锥型等。通过更换不同网点深度和网线的网纹辊， 可得到所需要的涂胶量。涂布量（于物质）一般为可得到所需要的涂胶量。涂布量（于物质）一般为25g m2，粘合剂的浓度为，粘合剂的浓度为1530。 1-网纹辊网纹辊 2-反压辊反压辊 3-刮刀刮刀 网纹辊刮刀式涂胶装置网纹辊刮刀式涂胶装置 3 2.干燥装置干燥装置 它由烘道、电加热器、鼓风机和排风机等组成。它

4、由烘道、电加热器、鼓风机和排风机等组成。 烘道烘道采用拱门隧道式或水平隧道式，以防止基材采用拱门隧道式或水平隧道式，以防止基材 在干燥过程中卷起。在干燥过程中卷起。 鼓风机鼓风机鼓出的风经过电热器加热后，均匀地吹向鼓出的风经过电热器加热后，均匀地吹向 涂胶基材上，热空气流动的方向与基材的运行方涂胶基材上，热空气流动的方向与基材的运行方 向相反。鼓风的目的是使烘道内空气流动，横向向相反。鼓风的目的是使烘道内空气流动，横向 温度分布均匀。温度分布均匀。 排风机排风机通过风管将挥发的溶剂蒸气排出或进行回通过风管将挥发的溶剂蒸气排出或进行回 收。收。 3.复合装置复合装置 是将已涂胶并经过烘干处理的基

5、材与另一基材进是将已涂胶并经过烘干处理的基材与另一基材进 行复合。它由一对复合夹辊即一个加热钢辊和一行复合。它由一对复合夹辊即一个加热钢辊和一 个橡胶辊组成。个橡胶辊组成。 复合钢辊内可通入热油、蒸气或过热水加热；也复合钢辊内可通入热油、蒸气或过热水加热；也 可采用电阻丝加热。可采用电阻丝加热。? 复合橡胶辊则需要通冷却水以保护面层。 ? （三）干法复合工艺（三）干法复合工艺 用印刷的薄膜作第一基材，经过涂胶装置将粘合用印刷的薄膜作第一基材，经过涂胶装置将粘合 剂均匀地涂布在第一基材的印刷面上，然后将其剂均匀地涂布在第一基材的印刷面上，然后将其 通过烘道，使粘合剂中的溶剂挥发掉，再经过复通过烘

6、道，使粘合剂中的溶剂挥发掉，再经过复 合夹辊在加热合夹辊在加热?加压下与第二基材复合在一起，加压下与第二基材复合在一起， 冷却后冷却后?卷取即成复合膜卷。复合膜卷还需进卷取即成复合膜卷。复合膜卷还需进 一步固化，即进行熟化处理，以达到应有的性能。一步固化，即进行熟化处理，以达到应有的性能。 1 1第一基膜放卷第一基膜放卷 2 2涂胶涂胶 3 3烘道烘道 4 4复合辊复合辊 5 5第二基膜放卷第二基膜放卷 6 6复合收卷复合收卷 熟化也叫固化，就是把已复合好的膜放进烘 房（熟化室），使粘合剂的主剂、固化剂反 应交联并被复合基材表面相互作用的过程。 熟化的主要目的就是使主剂和固化剂在一定 时间内充

7、分反应，达到最佳复合强度；其次 是去除低沸点的残留溶剂，如醋酸乙酯等。 工艺控制要点工艺控制要点 1.涂布量：涂布量：当涂布量不足时，复合薄膜的粘合强度差、耐当涂布量不足时，复合薄膜的粘合强度差、耐 蒸煮性和热封强度降低；当涂布量过多时，会使薄膜发蒸煮性和热封强度降低；当涂布量过多时，会使薄膜发 皱变硬，开口性变差，同时溶剂不易挥发彻底，胶层中皱变硬，开口性变差，同时溶剂不易挥发彻底，胶层中 也会残存溶剂。也会残存溶剂。 2.干燥温度：干燥温度：烘造温度从基材进口到出口之间由低到高设烘造温度从基材进口到出口之间由低到高设 置，在基材刚进入烘道即蒸发区时，粘合剂中的溶剂蒸置，在基材刚进入烘道即蒸

8、发区时，粘合剂中的溶剂蒸 发容易，温度应低一点，使其慢慢蒸发；当基材进人硬发容易，温度应低一点，使其慢慢蒸发；当基材进人硬 化区时，因溶剂不断蒸发以及粘合剂两组分间的反应，化区时，因溶剂不断蒸发以及粘合剂两组分间的反应， 使粘合剂的粘度逐渐升高，溶剂再继续蒸发困难，此时使粘合剂的粘度逐渐升高，溶剂再继续蒸发困难，此时 应提高洪道温度；当基材进入最后一区时，应进一步提应提高洪道温度；当基材进入最后一区时，应进一步提 高烘道温度，以使粘合剂中残余的溶剂完全蒸发掉，形高烘道温度，以使粘合剂中残余的溶剂完全蒸发掉，形 成有一定粘性的胶层。成有一定粘性的胶层。 3.复合温度和压力：复合温度和压力：适当提

9、高复合温度和压力，有助于提适当提高复合温度和压力，有助于提 高粘合剂的流动性和对第二基材的润湿性，从而使复合高粘合剂的流动性和对第二基材的润湿性，从而使复合 强度提高。但复合温度过高，会使基材的透明性降低。强度提高。但复合温度过高，会使基材的透明性降低。 4.熟化温度和时间：熟化温度和时间：粘合剂在将两基材复合后并未完全固粘合剂在将两基材复合后并未完全固 化，因此复合后的薄膜还需要经过熟化处理，使其充分化，因此复合后的薄膜还需要经过熟化处理，使其充分 交联固化，达到应有的粘合强度和各项性能。适当提高交联固化，达到应有的粘合强度和各项性能。适当提高 熟化温度，能增加复合强度，缩短熟化时间熟化温度

10、，能增加复合强度，缩短熟化时间. 1.化学键力 化学键力存在于原子或离子之间，包括离子键力. 共价键力.金属键力 绝大多数有机化合物的分子都是通过共价键组成，带有化学活性基团 的胶黏剂分子与带有活性基团的被黏物分子之间也可能出现共价键 粘结。 离子键力是带正电荷的正离子和带负电荷的负离子之间的相互作用 力。离子键力有时存在于某些无机胶黏剂与无机材料表面之间的界 面区内 2.分子间力分子间力 分子间的作用力包括取向力.诱导力.色散力（以上诸力 合称范德华力）和氢键力。 3.机械力 机械粘结力的本质是摩擦力，在黏合多孔材料.布.织物 及纸等时，机械作用力是很重要的. 在机械力作用下，胶黏剂充满被黏

11、物表面缝隙或凹凸 处，固化后在界面产生啮合力。 胶黏剂与被黏物表面通过界面相互吸引和粘结作用的力 称为黏结力. 影响胶接强度的因素： 1.1.粗糙度和表面形态粗糙度和表面形态 在黏结体系呈良好湿润的前提良好湿润的前提下，糙化增大实际面积，有利于胶接强度的提高。 2.2.弱界面层弱界面层 A.A.弱界面层的产生弱界面层的产生是由于被黏物，胶黏剂，环境或它们共同作用的结果是由于被黏物，胶黏剂，环境或它们共同作用的结果 B.B.弱界面层：弱界面层：当被黏物，胶黏剂及环境中的低分子物或杂质，通过渗析，吸附及聚当被黏物，胶黏剂及环境中的低分子物或杂质，通过渗析，吸附及聚 集过程，在部分或全部界面内产生了

12、这些低分子物的富集区，即弱界层面。集过程，在部分或全部界面内产生了这些低分子物的富集区，即弱界层面。( (它它 是破坏粘结牢度的重要因素之一）是破坏粘结牢度的重要因素之一） C.C.弱界面层产生于下述三种情况：弱界面层产生于下述三种情况： a.a.胶黏剂与被黏物之间的粘结力主要来源于分子间力的作用，即物理吸附力胶黏剂与被黏物之间的粘结力主要来源于分子间力的作用，即物理吸附力 b.b.低分子物在胶黏剂或被黏物中发生渗析，低分子物迁移到界面形成富集区低分子物在胶黏剂或被黏物中发生渗析，低分子物迁移到界面形成富集区 c.c.低分子物分子对被黏物表面具有比胶黏剂分子更强的吸附力，使被黏物表面产生新的吸

13、附低分子物分子对被黏物表面具有比胶黏剂分子更强的吸附力，使被黏物表面产生新的吸附 平衡，并形成低分子物的吸附层，对胶黏剂分子起解吸附作用。平衡，并形成低分子物的吸附层，对胶黏剂分子起解吸附作用。 3.内应力 a.胶层在固化过程中因体积收缩而产生的收缩应力 b.由于胶层与被黏物两者的膨胀系数不同，在受热或冷却时 产生的热应力。 4.环境影响： a.如果被黏物表面有油迹，油层的表面张力表面张力低于胶黏剂的表面张力，故 油层比胶黏剂更容易湿润被黏物的表面，故油层比胶黏剂更容易湿润被 黏物的表面，并形成一个不易清除的吸附层（在检测时候为何要把钢板 表面擦拭干净？） b.极性表面对水的吸附力比一般胶黏剂

14、强，吸附的水分不能被胶黏剂解极性表面对水的吸附力比一般胶黏剂强，吸附的水分不能被胶黏剂解 吸附。水分或其他低分子物质对胶粘剂层本身还有渗透吸附。水分或其他低分子物质对胶粘剂层本身还有渗透. .腐蚀及膨胀作用腐蚀及膨胀作用 （为何控制湿度？）（为何控制湿度？） c.胶黏剂层或被黏物内的液体或气体，在受热或受冷的情况下会有所移 动.（为何控制温度？） 1.1.在粘结过程中，胶黏剂必须是容易流动的液态物在粘结过程中，胶黏剂必须是容易流动的液态物 质。质。 实际工艺上又往往要求胶黏剂有一定的黏度和初始粘结力。实际工艺上又往往要求胶黏剂有一定的黏度和初始粘结力。 压敏胶压敏胶就是高黏度的流体或一种在压力

15、下容易产生流动、变形流动、变形的半固体 物质。 2.胶黏剂和被黏物表面之间能够湿润胶黏剂和被黏物表面之间能够湿润。这样，胶黏剂分子与被黏物表面 分子才有可能充分拉伸。（粘性相同，胶厚不一样，为何有的能贴住， 有的贴不住？ 3.在湿润的前提下，对被黏物表面进行适当的糙化，增加胶黏剂和被黏 物的面积，有利于黏结。（测试钢板表面会粗糙处理？） 被黏物表面的缝隙可视做毛细管。对毛细管表面呈湿润状态的液体能在 毛细管内自动上升；反之，非湿润的液体能在毛细管内自动下降。因此，因此， 在非湿润的被黏物表面越光滑越好。在非湿润的被黏物表面越光滑越好。 4.4.粘结力是建立胶接接头的重要因素，同时，胶层或被黏物

16、本身要具有 一定的内聚强度. 5.降低残留内应力对粘结力的破坏。 固化过程中，由于胶黏剂本身和胶层以及被黏物间的膨胀系数不同；胶 接接头内会产生收缩应力和热应力，必须设法降低残留应力对黏结力的 破坏坏作用。（在测试中经常有没有发现刚从熟化室出来的产品立即检 测的粘性会相差很大？） 6.避免粘结界面区弱界面层或胶黏剂内的气孔及其 他缺陷导致的内应力或负荷应力的集中现象. 1.内聚破坏： 胶接接头在外力作用下的破坏，称为内聚破坏。 一般由构成接头的胶层、被黏物、胶黏剂与被黏物的界面区 三个环节中的薄弱环节开始。 在外力作用下，胶接接头的破坏完全发生于胶黏剂相。呈内 聚破坏的胶接接头的胶接强度约等于

17、胶层的内聚强度。 2.黏附破坏： 黏结破坏指胶黏剂和被黏物界面发生目视可见的破坏现象。 胶接接头在外力作用下的破坏，完全发生于胶黏剂与被贴物的界面区，即胶层完胶接接头在外力作用下的破坏，完全发生于胶黏剂与被贴物的界面区，即胶层完 全从界面上脱开。全从界面上脱开。 3.混合破坏 在外力作用下，胶接接头的破坏兼有内聚破坏和界面破坏两种类型，是 内聚破坏和界面破坏之间的过渡状态。 同一种接头（其弱界面层相同），由于胶层厚度或破坏（加荷）速度不同， 往往存在内聚破坏-混合破坏-界面破坏的有规则的转化过程 一.塑料薄膜 1.薄膜表面清洁度 塑料表面容易吸附油脂和其他低分子物质。这些附着物质影响胶 黏剂对

18、塑料表面的浸润，减少胶黏剂和被黏物的相互接触，严重影响塑料 的粘结性能。 2.塑料表面能 高能表面利于液体在上面展开，而低能表面将液体在上面形成不连续的液 滴. 为了使胶黏剂能在被黏塑料表面上展开，塑料就是有足够的表面能。 为了使塑料表面能够被胶黏剂浸润，塑料的临界表面能应接近或大于胶黏 剂表面张力。 a.a.为提高低表面能塑料的胶接强度，必须提高塑料的表面能，然后用表面为提高低表面能塑料的胶接强度，必须提高塑料的表面能，然后用表面 张力较低的胶黏剂（极性胶黏剂）粘结。张力较低的胶黏剂（极性胶黏剂）粘结。 b.b.塑料的表面能主要取决于塑料表面的化学结构，表面处理就是通过不同塑料的表面能主要取

19、决于塑料表面的化学结构，表面处理就是通过不同 程度地改变塑料表面化学结构，来提高塑料的表面能程度地改变塑料表面化学结构，来提高塑料的表面能 3.表面极性 一般情况下，胶接接头主要是靠胶黏剂同被粘物分子之间次一般情况下，胶接接头主要是靠胶黏剂同被粘物分子之间次 价力作用结合起来，形成化学键的主键力结合是很少的。价力作用结合起来，形成化学键的主键力结合是很少的。 为得到较高的胶接强度，胶黏剂必须浸润被黏物表 面。极性胶黏剂对非极性塑料表面的润湿性差，两 者分子间作用力很弱。 （一）聚乙烯薄膜（一）聚乙烯薄膜（PE） 低密度聚乙烯薄膜（低密度聚乙烯薄膜（LDPE）：柔韧而透明、无毒；）：柔韧而透明、

20、无毒； 具有防潮、耐水、耐化学药品性；热封性和热黏具有防潮、耐水、耐化学药品性；热封性和热黏 合性能好，且价格便宜，合性能好，且价格便宜，常用作复合薄膜的热封常用作复合薄膜的热封 层，许多复合薄膜都采用一层或多层层，许多复合薄膜都采用一层或多层LDPE薄膜作薄膜作 为结构层。为结构层。LDPE的耐热温度和强度不高，不能用的耐热温度和强度不高，不能用 作蒸煮袋的热封层作蒸煮袋的热封层。 高密度聚乙烯薄膜（高密度聚乙烯薄膜（HDPE）：耐热性好，机械强）：耐热性好，机械强 度高，耐化学药品性和耐油性均优于度高，耐化学药品性和耐油性均优于LDPE，可用可用 作蒸煮袋的热封层作蒸煮袋的热封层。 聚乙烯

21、薄膜属非极性材料，在复合或或印刷前一聚乙烯薄膜属非极性材料，在复合或或印刷前一 般需要表明处理。般需要表明处理。 （二）聚丙烯薄膜（二）聚丙烯薄膜（PP） 挤出流延聚丙烯薄膜（挤出流延聚丙烯薄膜（CPP）：）：挤出机先将原料树脂熔化，挤出机先将原料树脂熔化， 熔融树脂经机头流延到表面光洁的冷却辊上迅速冷却成熔融树脂经机头流延到表面光洁的冷却辊上迅速冷却成 薄膜。经厚度测量、牵引、电晕处理、展平后，切去边薄膜。经厚度测量、牵引、电晕处理、展平后，切去边 缘较厚的边料，再次展开并收卷为薄膜卷。缘较厚的边料，再次展开并收卷为薄膜卷。 特点：具有较好的热封性，可用作蒸煮袋等复合薄膜的特点：具有较好的热

22、封性，可用作蒸煮袋等复合薄膜的 热封层。热封层。 双向拉伸聚丙烯薄膜（双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）：）：由聚丙烯颗粒经共挤形由聚丙烯颗粒经共挤形 成片材后，再经纵横两个方向的拉伸而制得的。成片材后，再经纵横两个方向的拉伸而制得的。 特点：优点是物理稳定性、机械强度、气密性较好，透特点：优点是物理稳定性、机械强度、气密性较好，透 明度和光泽度较高，坚韧耐磨，主要缺点是热封性差，明度和光泽度较高，坚韧耐磨，主要缺点是热封性差， 所以一般用做复合薄膜的外层薄膜，如与聚乙烯薄膜复所以一般用做复合薄膜的外层薄膜，如与聚乙烯薄膜复 合后防潮性、透明性、强度、挺度和印刷性均较理想，合后防潮性、透明性、强度

23、、挺度和印刷性均较理想， 适用于盛装干燥食品。适用于盛装干燥食品。 聚丙烯薄膜的表面为非极性，表面自由能低，对油墨和聚丙烯薄膜的表面为非极性，表面自由能低，对油墨和 胶黏剂的附着力差，在印刷和复合前需要进行表面处理。胶黏剂的附着力差，在印刷和复合前需要进行表面处理。 （三）玻璃纸（又称赛璐玢，（三）玻璃纸（又称赛璐玢，PT） 玻璃纸是一种是以棉浆、木浆等天然纤维为原料，用胶玻璃纸是一种是以棉浆、木浆等天然纤维为原料，用胶 黏法制成薄膜的。黏法制成薄膜的。 印刷性好，印刷前不需要进行表面处理。有着极其好的印刷性好，印刷前不需要进行表面处理。有着极其好的 透明度和光泽度，可以印刷出比其它塑料薄膜色

24、彩鲜艳透明度和光泽度，可以印刷出比其它塑料薄膜色彩鲜艳 的产品。无毒、无味，是传统的糖果包装纸。焚烧时无的产品。无毒、无味，是传统的糖果包装纸。焚烧时无 厌恶气味，虽然不能生物降解，但是堆放或埋入土中，厌恶气味，虽然不能生物降解，但是堆放或埋入土中， 四个月就可以完全分解，比其它塑料薄膜的环保性好。四个月就可以完全分解，比其它塑料薄膜的环保性好。 玻璃纸主要用于食品包装、糖果包装、香烟包装、药品玻璃纸主要用于食品包装、糖果包装、香烟包装、药品 包装、防潮包装、化妆品包装、收缩包装、易撕裂包装包装、防潮包装、化妆品包装、收缩包装、易撕裂包装 和开透明窗口的纸盒包装等。和开透明窗口的纸盒包装等。

25、复合中玻璃纸常用作复合薄膜的外层。复合中玻璃纸常用作复合薄膜的外层。 （四）聚酯薄膜（四）聚酯薄膜（PET） 优点：优点： 有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的35倍，耐倍，耐 折性好。折性好。 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。 具有优良的耐高、低温性能，可在具有优良的耐高、低温性能，可在120温度范围内长温度范围内长 期使用，短期使用可耐期使用，短期使用可耐150高温，可耐高温，可耐-70低温，且低温，且 高、低温时对其机械性能影响很小。高、低温时对其机械性能影响很小。 气体和水蒸气渗透率低，既有优良

26、的阻气、水、油及气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及 异味性能。异味性能。 透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。 无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。 （五）尼龙薄膜（聚酰胺（五）尼龙薄膜（聚酰胺PA薄膜）薄膜） 常用作复合薄膜的外层或中层，其复合薄膜可用于蒸煮食常用作复合薄膜的外层或中层，其复合薄膜可用于蒸煮食 品、油腻性食品的包装。品、油腻性食品的包装。 （六）聚氯乙烯薄膜（六）聚氯乙烯薄膜（PVC） 具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良

27、的几何稳 定性。定性。 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。 然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也 不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。 PVC材料用途极广，材料用途极广， 主要用于制作：主要用于制作： pvc卡片；卡片；pvc贴贴 牌；牌；pvc铁丝；铁丝；pvc窗帘；窗帘；pvc涂塑电焊网；涂塑电焊网；pvc发泡板、发泡板、 pvc吊顶、吊顶、pvc水管、水管、pvc踢脚线等以及穿线管、电缆绝踢脚线等以及穿线管、电缆绝 缘、塑料门窗、塑料袋缘、塑料门

28、窗、塑料袋 等方面。在我们的日常生活领域等方面。在我们的日常生活领域 中处处可见到中处处可见到PVC产品。产品。PVC被用来制作各种仿皮革，被用来制作各种仿皮革， 用于行李包，运动制品，如篮球、足球和橄榄球等。用于行李包，运动制品，如篮球、足球和橄榄球等。 （八）乙烯（八）乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物 具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在-50下仍能够具下仍能够具 有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性 良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混 性好，着色和成型加工性好。性好，着色和成型加工性好。 被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、