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[科普中国]-干式制程

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干式复合工艺就是把粘合剂涂布到一层薄膜上,经过烘箱干燥,再与另一层薄膜热压贴合成复合薄膜的工艺。它适用于各种基材薄膜,基材选择自由度高,可生产出各种优异性能的复合膜,如耐热、耐油、高阻隔、耐化学性薄膜等。

应用干式复合适于复合彩印包装,食品包装,复合建筑保温材料,饰面等。

准备工作分切将宽膜卷分切成所需规格的窄卷料,分切时应放适当的余量,一般第一基材比成品的宽度大10mm左右,第二基材的宽度比第一基材大10mm左右,第三基材的宽度比第二基材大10mm左右,以避免复合时,粘合剂粘脏辊筒。分切后的窄膜卷料两端要求平整,卷取张力适宜。

印刷在复合前一般先进行凹版里印印刷,除保证印刷质量外,还要求薄膜不产生皱折,收卷整齐,张力适宜。

选择粘合剂根据包装要求、原材料的特性及内容物的性能选择合适的粘合剂。1

生产操作粘合剂调配为了使复合产品得到最佳的综合性能和粘接性能,对于双组份的粘合剂,主剂和固化剂的配比必须按照厂商提供的产品说明书进行。调配操作时,先按要求称取主剂、固化剂和乙酯适量,然后将主剂倒入容器内,用乙酯将其稀释到合适,根据以往经验,估算出所做产品的粘合剂的固体含量,一般使用的粘合剂固体含量为15%~30%。加入乙酯时,要用木棒顺着同一方向搅拌直至均匀,最后加固化剂,再用木棒搅拌均匀,即可使用。

注意,在干式复合中,粘合剂涂胶量的控制十分重要,它在很大程度上影响着复合材料的质量。涂胶量过少,粘合剂不能连续成膜,出现斑点等,影响复合材料的外观质量,且粘接力差,降低复合材料的耐蒸煮性和热封强度等;涂胶量过多,不但浪费粘合剂,还会使薄膜发皱变硬,出现隧道现象,开口性变差,同时涂胶量过多,溶剂难以挥发,胶层中残存溶剂过多,会产生异味。粘合剂的涂胶量应根据基材的品种、复合材料的用途和印刷情况等决定。通常未经印刷或印刷面积小的基材,涂胶量在1.5~2.5g/m2,纸张等基材或印刷面积较大的基材,涂胶量在2.5~3.5g/m2,耐蒸煮的基材涂布量在2.5~4g/m2,铝箔蒸煮用的基材,涂布量在4g/m2以上。

具体操作①先在收卷轴上装好纸筒,再装好第一基材膜卷,按设备指定的走向穿膜,并装好第二基材膜卷,然后抬起上胶辊的一组辊筒,使基材不与上胶辊接触。

②向粘合剂盘中加入粘合剂,开启烘道加热器,启动副传动电机,调整上胶辊与网纹辊之间的压力,使胶辊上涂布一层薄而均匀的粘合剂。当烘道温度达到要求后,开冷却水,启用鼓风机和排风机,关副电机,放下上胶辊上面的辊筒,把第一基材压向胶辊,开主机,将第二基材粘在第一基材上进行复合。

③调整薄膜张力和复合压力。张力控制是复合工艺中最重要的条件之一,若张力控制不当会造成膜卷曲或膜卷发皱,从而出现制袋困难,剥离强度下降,袋子变形等一系列问题。张力的设定是由基材的种类、宽度、厚度,烘箱的温度和湿度等条件决定的。复合压力应在不损坏薄膜的情况下,尽可能地提高复合辊的温度和压力,有助于提高粘合剂的流动性,促进粘合剂迅速湿润第二基材,并进入基材表面的微孔隙中,从而使复合强度提高。通常复合温度为70~90℃。

④调整干燥温度和风速。干燥是干式复合中的重要因素,干燥直接影响到复合膜的剥离强度、透明度、并有利于增加初粘力。烘道的第一、二、三段温度一般为50~60℃,60~70℃,70~80℃,温度一定要梯级升高。第一段温度不可过高,要让溶剂逐渐溢出,否则粘合剂表面硬化,内层溶剂残留在胶内,会极大地影响复合膜强度和透明度。对于复合蒸煮用复合膜,三段温度可采用上限,烘道必须有足够的长度,通常不少于8~9m,以利于粘合剂彻底干燥,否则只能降低速度。

干燥的另一控制要点是风速,风速大小直接影响到溶剂的残留量。风速设定最低为25m / s,在出风喷嘴处测定,最好达到35m/s,这样可以形成风铲,热量直达胶膜深处,利于粘合剂的彻底干燥。另外,进风、出风的平衡也相当重要,否则易造成膜的抖动,引起皱纹,生产时预抽风一定要开。

干燥系统一定要保证粘合剂的彻底干燥,尤其在生产PET/PET铝或PET/Al等结构时,更应引起重视。因在该结构中,PET、PET铝、PET/Al都是阻隔性非常好的材料,如粘合剂未能彻底干燥,夹在两层薄膜中的残留溶剂无法快速释放出来,必将在两层薄膜之间形成气泡等。

⑤取刚生产的复合膜约1米长、全幅宽一张,在80℃的烘箱中放置30min,取出后检查其外观及剥离情况,及时发现问题,并采取相应措施。

⑥停车时,关主机、电加热器、鼓风机和排风机电源,停冷却水,用乙酯把网纹辊上胶辊等擦洗干净。网纹辊在生产停歇时不要停转,应根据生产中间的停机时间长短,适当地向粘合剂中加入一定量的乙酯,从而避免造成堵辊。在生产结束清洗网纹辊时,因为是清洗整个上胶系统,应把握的一个原则是从上到下,先清洗上面的涂胶压辊,然后再清洗网纹辊。清洗网纹辊时,应使用细的铜毛刷沾乙酯反复洗,最后用干净的干抹布擦干净。 网纹辊在使用过程中,在网眼的边角会有部分粘合剂清洗不出来,这部分粘合剂会固化在网穴的边角处,随着时间的推移还会越来越多,将严重影响涂布量的稳定。这些固化的粘合剂无法用乙酯清洗,必须用专用的网纹辊清洗剂才能清洗。1

熟化控制熟化也叫固化,就是把已复合了的膜放进熟化室,使聚氨酯粘合剂的主剂和固化剂发生交联反应,并与被复合基材表面相互作用的过程。熟化的主要目的是使主剂和固化剂在一定时间内充分反应,达到最佳复合强度;其次是去除低沸点的残留溶剂,如乙酯等。熟化控制主要是时间和温度的控制,不同的粘合剂品种有不同的熟化温度和时间。熟化温度太低(低于20℃),粘合剂的反应极慢;熟化温度太高,基材膜添加剂析出,影响复合膜性能和增加异味;熟化时间太长,影响复合膜的性能并增加异味。1

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学