干式复合为什么用一分钟将奶油抹平视频辊会把油墨打掉

干法复合故障原因及解决方法
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干法复合故障原因及解决方法
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干法复合是制造高级复合包装材料的方法,是目前应用最广、产量最大、质量最高的生产方法。由于它既牵涉到基材,又涉及到油墨、溶剂、胶粘剂,甚至设备和工艺、气候环境的许多方面,所以常常会出现这样那样的质量问题。
1、配胶时使用的溶剂
由于聚氨酯胶粘剂的化学特性,在配制胶液时不允许使用含有水、醇、胺、酸等活泼氢或反应性基团的溶剂,而只能用纯度高的酯、酮、烃(烷烃或芳烃)等惰性溶剂,还要考虑产品的卫生安全性和避免异味、臭味。有毒性的芳香烃如甲苯、二甲苯要尽量少用,臭味很重的甲乙酮(即丁酮)也要少用,这些有问题的溶剂最好不用。有时候不得不用,那就要在干燥上下功夫,要保证它们尽可能按发干净,残留量尽量少。
经济发达国家人们的卫生意识强,控制管理严格,对包装材料的卫生性能、异味、臭味非常敏感,稍有问题都不能过关。所以若用于出口产品的包装,就要特别注意。近年来在出口产品中,常常会因包装材料本身的残留溶剂中芳香烃含量太高,装入食品后,它通过内层材料迁移到食品中去,被食品吸附,导致食品有异味或毒性,因国外不能接受而遭到现场销毁。有时还会碰到这样一个问题:复合包装袋在室温下闻不出有异味,但当包装还带有热量的食品(如刚从加工线上做出烘烤好的饼干)时,等冷却后再去品尝,就会出现异味,这是因为温度高时促进了残留溶剂的迁移。
这个异味问题,往往不单是胶粘剂及其所使用的溶剂引起的,因为许多厂只用乙酸乙酯溶剂,但包装袋上还残留有甲苯、丁醇或二甲苯的臭味异味,这是印刷油墨的缘故。现在的复合印刷油墨大多采用&复合油墨&,即所谓的&里印油墨&。这种油墨中使用的溶剂,除了乙酸乙酯外,还有丁酮、甲苯、二甲苯、丁醇等高沸点、有臭味和有毒性的溶剂。由于油墨中的颜料颗粒很小、比表面积很大、吸附能力很强,虽然在印刷时已经加热干燥,但由于时间短、速度快,往往干燥得不彻底,残留溶剂太多,特别是大面积多套色印刷时更是如此。这些残留溶剂带到复合工序中来,经复合后更难跑掉,只好慢慢迁移渗透,既向外逃逸,也向内容物扩散,所以会出现上述问题。
解决这个问题的办法有以下两种。
①严格确定干燥工艺,使残留溶剂量降到最小的程度。例如,美、日要求残留溶剂在3mg/㎡以下,因为量少了就觉察不到了,但这还不是从根本上解决问题的办法。
②要从根本上解决问题,就得使用不含上述有毒性、有异味、有臭味的高沸点油墨、溶剂和胶粘剂,而只采用沸点低的乙酸乙酯、酒精、丙酮、异丙醇等无毒、低毒、无异味臭味的溶剂。双组分高性能、万用型的聚氨酯油墨不必用芳香烃溶剂,醇溶性油墨也没有上述缺点。如果油墨没有问题,残留溶剂量又少,那就不必担心了。现在,无溶剂复合新技术已得到应用,若印刷后不存有残留溶剂,用无溶剂胶粘剂复合,是最理想的办法了。只要选料恰当合理、设备功能齐全、工艺控制适当,残留溶剂问题是完全可以解决的。
有关溶剂的另一个问题,是不滥用、不乱用。曾经有一个单位,为了节省成本,用工业级的香蕉水稀释胶粘剂,结果造成胶液分层,很快变混浊、发白,导致不能使用,所以适得其反,不但没有省钱,反而浪费更大。还有,因为做复合包装材料的厂自己印刷、复合,仓库里既有乙酸乙酯,又有甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、丁酮等,如果管理不善,发错溶剂或领错料,使用不当,也会出现问题,需特别注意,最好把复合车间要用的乙酸乙酯存放在单独的仓库里,不要与其他溶剂混放,要加强管理,提高识别能力。
有些胶粘剂供应商提出,必须用含水量在300mg/kg以下的乙酸乙酯作为稀释溶剂,否则出了质量事故就与他无关。这是由他的产品的性质决定要那么严格的。300mg/kg以下就是小于3&10的负四次方,这在我国似乎很难买到,若有,价格也肯定很高。而一些好的胶粘剂,只要求含水量水量不大于0.2%的乙酸乙酯就行了。
2、上胶量的控制
这里说的控制有两层意思,一是上胶量的多少,另一个是均匀不均匀的问题。
上胶量的多少基本上由凹版辊网点深度和胶液浓度决定。但当这两个因素固定后对凹版辊上胶来说,还多少受橡胶压辊的软硬程度、压力和刮刀压力的影响。刮刀的压力小甚至压不紧,或有机械杂质顶起来造成缝隙,则上胶量多。而橡胶压辊很软,弹性很好,且压力很大,则上胶也少。这一点可从橡胶重压下挤入到凹版辊的网点深处去,把胶液赶出去一部分。
对干法复合来说,上胶均匀与否是保证质量统一的根本手段,如果机械精密度不高,刮刀不平直,或左或右有机械杂质夹在版辊与刀面之间,甚至左右两边的压力不相同,都会造成上胶不均匀,最后使复合物的剥离强度不均匀。极端的情况下,上胶太少的地方剥离强度不合格,造成报废。
解决的办法与凹版印刷中上墨量不均匀的解决办法相同:
①& & 刮刀要经常检查,保证刀刃的平直度。
②& & 刀架与版辊平行度可靠,不要一前一后、一上一下。
③& & 刀架与版辊间经常检查,清除夹在二者间的机械杂质。胶液要清澈均匀,无机械杂质。
④& & 橡胶压辊左右两边的压力要均等,橡胶辊本身的弹性硬度要均一,也就是说制造橡胶时炼胶混料要均匀,硫化条件要均一,任何一点的质量都要相同。
3、操作过程中胶液变浊变白
这可能是使用的溶剂中含有水、醇、酸或氨等杂质,应仔细检查原材料质量。另外,当高温多雨时,由于涂胶后溶剂挥发吸热而使导辊和基膜变冷,空气中的水分在导辊表面和基膜上凝结成水滴,再沿着基膜或通过导辊回滴到胶盘中,使胶盘中的胶液含水量越来越多,造成变浊发白。在没有去湿恒湿装置的条件下,就要对导辊经常揩拭,除去水滴,防止冷凝水的侵入。还有一种可能,就是使用快速热化的胶粘剂时,这种胶熟化太快(4~6h),配好的胶液在气温高和湿气重的时候只要几个小时就产生交联固化了,造成操作溶液过早变浊发白。因此,过分追求快速固化也是不明智的,选用胶粘剂时应充分注意。
4、基膜的表面处理
从处理效果上看,是薄膜刚吹塑出来或流延出来时趁热进行处理较好。若冷却后再处理,用同样的功率效果就差,若要达到同样的效果则要增加功率或放慢薄膜运行的速度,但生产率就低了,所以要求趁热处理。只有万一贮存时间长了,表面张力太低,才不得不在冷的条件下进行处理。
从经验上看,处理后若绕过很多金属导辊,然后再收卷的话,表面张力会有些降低,接触的金属导辊越多下降得越多。所以,应尽量减少金属导辊,或用橡胶代替金属辊。
塑料膜中的添加剂,例如爽滑剂、抗静电剂等低分子物质,会引起电晕处理值的快速降低,所以添加剂多的材料应该在处理后尽快及时使用,不要存放太久。
表面处理后的表面张力有一个时效问题,当刚刚处理好时,能达到40mN/m 或42mN/m,但过几天以后,再去检测时,会下降到39mN/m左右,再过一两个星期,又会下降一些,因此,加工好的薄膜最好在7天以内用完,保存期超过1个月时表面张力会下降到38mN/m以下,在粘接、印刷方面就不太理想。
常常发现表面处理后的同一卷膜中表面张力不均匀,有些地方低,有些地方高,有时会发现一段高一段低,至于一段的表面张力好像没有处理一样,粘接牢度和印刷牢度都非常差。这是由于电压不稳定或临时停电,无电火花发生,停止了处理的故障造成的。因为电火花发生器是高压放电装置,若所用的电压不稳定,有时高有时低,则电火花的强度也跟着发生波动,会时高时低,至于断断续续,表面张力也就不均匀,有高有低。为了解决这个问题,就要让电源电压稳定,最好是加装一个稳压电源。
另一种情况是当用检测笔(液)去测量处理过的膜时,会发现纵向方向有一条一条张力较低的现象,或者半边高、半边低。这是由于电火花发生器(刀或丝)与被处理的薄膜不平行,或者发生器的局部被灰尘污染,造成集中放电,局部特别强,另的地方就偏弱,从纵向看就有条状不均匀现象。所以在开机之前要校准发生器与膜之间的平行性及相互间的距离,不要一边近、一边远、。另外,要清除粘接在发生器(刀或丝)上的灰尘,以便让它均匀放电。
一般情况下,表面张力高,印刷和复合粘接的牢度都好,但也不是越高越好,到一定程度就可以了,太高反而不利。据资料报道,对聚烯烃来说,表面张力提高到48mN/m以前,粘接牢度是与表面张力的高低成正比的,但超过48mN/m后,粘接牢度反而下降。因此,建议不要超过这个数值。从实际经验与条件的许可情况来看,聚乙烯和聚丙烯的表面张力维持在40~44mN/m就足够了,要求低一点的话,38~40mN/m也可以。
电晕处理到表面张力超过48mN/m后粘接牢度反而会下降,可能是由于处理得太厉害后,聚烯烃表面层分子氧化、降解,使其本身强度下降所致。虽然表面一层与胶粘剂粘得很牢,但当测验剥离强度时,被拉破、断裂的是聚烯烃表面层与内部之间的结合部位,并不是胶粘剂与聚烯烃之间的强度。被氧化或降解了的那一层材料本身的内聚力小、抗张强度低,所以表现出来的剥离力就小。
5、关于复合物的透明度问题
许多包装要求具有高透明度,使用大面积的空白基膜BOPP和CPP复合,但有时会出现透明度不良,其原因如下:
①胶粘剂本身颜色太深,深黄色、黄红色,有时甚至是酱油汤那样的暗红色,留在胶膜上也是相应的颜色。因此,在要求高透明度的场合下,要选用微黄色甚至无色的高透明度的胶粘剂。
②胶液中混有灰尘等微粒,或车间环境的空气中尘埃太多,上胶后烘道里吹进去的热风中也有灰尘,被粘在胶层面上,复合时夹在两片基膜中间,有许多小点,造成不透明。这就要将胶液用180目的金属或尼龙网过滤,除去胶液中的不溶性微粒,也要注意车间的清洁卫生,地面要光洁,不毛糙,无浮尘,空气中的灰尘要少,烘道的进风口呵用高目数的过滤网或其他过滤材料清除热风中的尘埃,每次开机前要将过滤网拆下来清理,保持干净。
③基膜的表面张力不高,胶液对它不能均匀浸润,要收缩,干燥后造成胶膜不均匀,看上去是一点一点,透明度不好。这就要表面张力大于38mN/m的薄膜,或重新进行处理,合格后再用。
④胶粘剂的流动性不足,展平性差,特别是用低固含高粘度、初粘和高的胶粘剂时,常有此故障。这时要改用流动性好的胶粘剂,或使用一点能提高展平性的溶剂,但要防止残留溶剂太多而出现的异味臭味问题。
⑤上胶量不足,有空白处,夹有小空气泡,造成花斑或不透明。应检查上胶量,使其足够并保持均匀。
⑥胶粘剂胶液本身吸湿,已变浊,有不溶解物。应重新配胶,并使用不含水、醇、酸、胺等活性基团的溶剂。特别是在使用剩余胶液时,一定要仔细检查,在确认无沉淀、无混浊时才可再用。
⑦一开始进入烘道时的温度太高,干燥太快,使胶液层表面的溶剂迅速蒸发,造成表面层胶液浓度的局部提高,表面结皮,当热量深入到胶液层内部后,皮膜下面的溶剂汽化,冲破胶膜,形成火山喷口那样的环状物,一圈一圈的,也使胶层不均匀,也称橘子皮状,造成不透明。因此烘道温度自入口到出口处应逐步提高,由低到高,有一个梯度,让溶剂有秩序地连续地由内部向外部蒸发。另外,可用不同沸点的溶剂混合起来,在受热蒸发时胶层表面的高沸点溶剂保留时间较长,不致表层结膜结皮。但同样要注意保证残留溶剂量合格,不要存在臭味异味。
⑧复合时的橡胶辊有缺陷,某一点压不着,形成空当,不透明。所以要经常检查,若有缺陷,哪怕是很小,也要换好的。
6、复合膜有小气泡的问题
复合物中若有小气泡,不透明,发雾,不但影响外观质量,而且还影响复合物的剥离强度,使其降低,是十分不良的现象。
①基膜表面张力太小,浸润性差,上胶不均匀,没胶的地方产生空当、气泡。这就要用表面张力大于38mN/m的薄膜,或重新进行处理,合格后再用。
②复合辊的压力不足,或复合钢辊表面温度太低,胶粘剂活化不足,流动性不足,网点一样的一点一点胶粒流不平,有微小空隙,造成极小的气泡。这时应提高复合钢辊表面温度,提高压力。最好是在涂胶基膜进入烘道前用反转的&均胶棒&将胶粒刮平。
③复合辊与膜之间的角度不适宜,包角过大,特别是对刚性较大的材料,易引起皱折至于小泡。应仔细调整角度,改变包角,尽量按切线方向进入复合辊。
④有灰尘粘接在膜的表面,该尘粒将两层膜顶起,周围形成一圈空当,空环粗看是一点一点气泡,仔细看中间有一黑点。若有这种现象,应注意环境清洁,保持空气清新。
⑤胶粘剂中混入有微量水分,胶粘剂中的&NCO与水反应生成二氧化碳气体,产生气泡。因此,在要在溶剂、环境湿度上保持干燥,消除产生二氧化碳的原因。
⑥残留溶剂多,且该溶剂的透过性差,溶剂汽化形成气泡,夹在两层薄膜之间。所以要控制残留溶剂量,或用该溶剂透过率大的基膜去复合。
7、复合物发皱的问题
复合好的产品出现横向皱纹,特别是卷筒的两端较为多见。这种皱纹以一种基材平整,另一种基材空起,形成&隧道&式的占大多数。在皱纹突起部分,两层膜相互分离,没有粘牢。产生这种现象的原因有以下几种。
①两种基膜在复合时的张力不适应,其中一种太大,另一种太小。复合好后,原来张力太大的膜要收缩,另一种原来张力小的膜不收缩,造成相对位移,产生皱纹。例如,当用OPP与铝箔进行复合时,OPP涂胶后进到烘道里加热干燥,如果放卷张力大,拉得很紧,加上在烘道内受热,往往被拉长。另一种基材铝箔放卷张力不能太大,且它的延伸率很小,当它复合以后,受冷却而引起OPP膜收缩,导致皱纹,铝箔突起,横向出现一条一条的铝箔突起状的&隧道&。如果是这种原因,由应调整两种基膜的放卷张力,使它们相互适应。降低烘道的温度也是一个办法,因为温度越高,膜的伸长率越大,冷却后收缩越多,出现皱纹的机会也越多,但又要保证残留溶剂量合格,因此要互相兼顾好。
②残留溶剂太多,胶粘剂干燥不足,粘接力太小,给两种基材的相互位移提供可能,只要相互间的张力差一点,一种膜要多收缩一点,也会产生皱纹。这就要从控制残留溶剂量着手去解决。
③胶粘剂本身的初粘力不足,凝聚力太小。这不是能从复合工艺本身可彻底彻底解决的,而要从胶粘剂本身的质量上改进。当今的潮流是时兴高固量、低粘度的胶粘剂,这是为了适应大型高速干法复合机生产工艺的需要和减少有机溶剂对大气的排放,减少环境污染,少用稀释剂,降低生产成本。以前普遍采用20%固体含量的操作溶液,上胶量是4 g/㎡(干基)的话,总涂胶液量就是20g/㎡,在这20g总量中,有机溶剂占16g,干燥时变成气体排放到空气中去了,一方面污染环境,另一方面白白浪费,成本增高。现在,大多采用30%~35%固体含量的操作溶液,有的甚至高达45%,同样上胶量是4g/㎡,胶液涂布量就减少到13g/㎡或9g/㎡,有机溶剂量比前面的少了很多,优点是明显的。但是,往往低粘度胶粘剂的分子量较小,内聚力不大,一定要待它固化交联生成大分子结构时才有理想的粘接力,而刚复合时表现出来的初粘力很小,粘力不足,当一种基材要收缩时,两种基材间很易产生相对位移,出现皱纹或&隧道&。因此,要从胶粘剂合成入手,制出粘度既小初粘力又大的低粘度、高固体含量的产品。作为复合材料生产厂,应该在众多的胶粘剂中挑选这种产品,以保证产品的质量。
④涂胶量不足、不均匀,引起粘接力不好。涂胶不均匀引起局部地方出现皱纹。应经常检查复合物的上胶量够不够、是否均匀,若在这方面有问题,就应从涂胶器和胶液浓度等方面改进,使其能达到要求时为止。
⑤收卷张力太小,卷的不紧,复合后有松弛现象,会给要收缩的基材提供了收缩的可能。因此当2种或3种基材复合好后,收卷张力要大,让它卷紧压实,初粘力不足,也不会出现皱纹。因为在卷紧压实状态下放到熟化室里去让胶粘剂充分交联固化后,粘接力大大提高了,两种基材之间再也不会产生相对位移,所以再放松下来也不会出现皱纹。故不管哪一种原因,复合后的收卷张力加大总是有好处的。但要防止靠卷芯处松而外圈太紧引起的&压痕&现象。
8、粘接牢度不好的问题
复合物经正常的工艺过程,又在50~60℃环境中熟化好以后,粘接牢度不好、剥离强度不高,质量不符合要求。这里的原因较多,情况较复杂,必须充分注意。
①胶粘剂的品种、质量与要复合的基材不相适应。必须由基材和复合物的最终用途来选择适当的胶粘剂品种。例如,当没有铝箔参与复合时,可选择通用型胶粘剂;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胶粘剂;若复合袋要经高温蒸煮杀菌,就要选用耐高温(121℃或135℃)蒸煮型胶粘剂,而且还要区别适应含铝箔的耐高温胶和仅仅适应塑料用的耐高温胶,绝对不能用一般性胶粘剂。当然,同一类胶粘剂中不同牌号也有质量上的差异,过分追求便宜,就可能在质量上得不到充分保障。
②复合时的钢辊表面温度太低,以致胶粘剂活化不足,复合时的粘性不高,对第二基材的浸润不佳,粘接力不好,造成两种基材之间不能非常好地密着,影响了粘接牢度。这就要按正常的复合工艺要求,使复合钢辊的表面温度经常保持在75~85℃。
③上胶量不足。过分追求成本的降低,上胶量太少,往往会得不偿失,造成次品或废品。上胶量不足的原因,除了网点深度和胶液浓度因素外,大多与网辊清洗不净、网点被堵塞有关。因为每次用溶剂冲洗、揩擦,是不能将网点里面剩余胶液彻底洗净的。这少量未洗净的胶要交联固化,越积越多,网点深度就逐步变浅,导致上胶量减少。为此,可用高效洗版液对已被堵塞的上胶网辊进行清洗,上海的TH-9800洗版液可以十分快速方便地对其进行高效清洗,使其恢复到同新的一样。
用TH-9800洗版液清洗被堵塞的上胶网线辊时,不必将版辊拆下来浸泡,只要用刷子蘸少量洗版液涂到上胶辊上,过5~10min后,原来网点深处无法用溶剂洗净的已固化了的残胶就会变成疏松状物质从网点处胶离开来,然后用湿毛巾或湿沙团擦去粉状物,最后再用乙酸乙酯揩擦,除去水分,该网线辊就像新的一样。整个过程只需用0.1~0.2kg洗版液,用20~30min的时间。
④胶粘剂对油墨的渗透不佳,浮在油墨的表面,而油墨与基材之间的牢度不好,剥离时油墨被胶粘剂拉下来,表现在有油墨的地方,特别是多套色、油墨层较厚的地方粘接牢度不好,发生油墨层转移。这时应选用低粘度、高固量胶粘剂,干燥速度慢一点,让胶液有充分的时间进行渗透,达到基材表面,另外还要适当增加上胶量。当然,选用适当的油墨,提高基材的表面张力,使印刷油墨的附着牢度提高也是解决问题的方法之一。
⑤薄膜表面的电晕处理不好,表面张力小于38mN/m,导致印刷和复合的粘接牢度都不好。应认真检测基材的表面张力,务必提高到38mN/m以上,最好能达到40~42mN/m。因为38mN/m是最低要求,若提高到40~42mN/m,才算良好。
⑥残留溶剂太多,复合后汽化造成许多微小的气泡,使两种基材分层脱离。测定剥离强度时,虽然试条宽度是15mm,但真正有胶粘剂粘着的部分却小于15mm,其余是气泡隔开的地方,所以测得的剥离强度就偏低,微小的气泡越多剥离强度就越小。可提高烘道温度或减慢复合运转的线速度,也可以避免使用高沸点的溶剂,特别是用避免印刷油墨中使用高沸点溶剂的办法来解决。
⑦复合好后,熟化不完全,还未达到最终的粘接牢度值。所谓熟化不完全有两个意思:一是熟化的温度偏低,另一个是熟化的时间太短。一般来说,复合好后应尽快放到50~60℃环境中熟化48h以上,有的甚至要求5天才能达到最好的结果。若低温存放,不仅时间很长,而且最终剥离强度也没有在加温状态下熟化的好。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2.8N/15mm,若在45℃下4天,则可达3.5N/15mm,若提高到55℃,同样是4天,就可高达4~5N/15mm。由此可见,熟化温度很重要。
复合好后尽快放到熟化室也很重要,若过了十几个小时再放进去熟化,效果就会差很大,剥离力要小2~3N/15mm,这一点要充分注意。
⑧稀释剂的纯度不高,含有水、醇等活性物质,消耗掉了一部分固化剂,造成胶粘剂中主剂与固化剂的实际比例不适当,粘接力下降。所以,在选用溶剂时,要严格注意它的质量,严格防止水分的侵入。有些胶粘剂要求溶剂的水分含量小于0.03%,则LY型胶粘剂只要求小于0.2%,用工业一级品就可以了。必要时,可增加固化剂的用量,以补充被水分消耗掉的那部分。
⑨薄膜中的添加剂影响到粘接牢度下降,而且这种影响要到一定时期之后才表现出来,一般是7天以后,而且有逐步降低的趋势。因为聚乙烯或聚丙烯在加工造粒或加工制膜时大多要加入一些诸如热稳定剂、抗氧剂或防粘剂、开口爽滑剂之类的添加剂,这些添加剂又都是低分子量物质,如开口爽滑剂,大多是油酸酰胺或芥酸酰胺之类,加工好膜以后,随着时间的推移会从膜的内部向两个界面迁移渗出,仔细观察时可发现一层很薄的粉末状或石蜡状物,用手去擦可以抹去,用酒精可清除掉。刚复合好的不长时期内,迁移出来的数量还不多,不足以引起粘接牢度的下降。但时间越长迁移出来的量也越多,把胶膜与该基膜隔开来,破坏了原有的粘接状态,使复合牢度降低。为了避免这种现象,应从树脂的牌号上进行仔细的调查,选用不用添加剂或少用添加剂的原料,在加工制膜时再也不要人为地加入很多的开口滑爽剂(如油酸酰胺、脂肪酸盐类等)。据资料介绍,添加剂总量在0.03%者属低爽滑型,粘接牢度较好;0.05%者为中爽滑型,牢度会出问题;而0.08%以上的属高爽滑型,很难保持好的牢度。
还有一种情况是空袋未装食品时粘接力很好,也不会随时间延长而下降,但一旦装入含酸性的食品,例如榨菜、雪菜、酸辣菜、糖醋烹调菜、果汁或表面活性剂等,存放一段时间后复合物的粘接牢度大大降低,严重时会发现内层材料脱层分离,影响被包装食品的品质,这种现象在含铝箔的复合材料中尤为突出。这是由于酸性食品中有乳酸、乙酸、维生素C(即抗坏血酸)等低分子量有机酸,这些酸会慢慢透过内层的聚乙烯或聚丙烯膜参透、迁移到夹层中去,而与内层相巾的恰恰是阻隔性能最好的铝箔,这些有机酸再也不能透过铝箔向外迁移了,就累积在铝箔与内膜的或胶膜之间。正好铝是一种活性金属,很易与这些有机酸发生化学作用,生成低分子量的有机酸铝盐,导致内层材料与铝箔之间的剥离强度降低。细心的顾客有时会发现小包装榨菜拆开时,内膜与铝箔已分层剥离,就是这个原因引起的。
为了保证所制造的复合包装材料能满足苛刻条件的要求,在选用胶粘剂时一定要根据复合物的结构和它的最终用途去考虑,以避免质量事故。
9、胶液飞丝的问题
在大型高速的干法复合机进行生产时,有时会出现胶液在上胶辊那里飞丝、拉丝,或者基膜与版辊分离时拉丝。这是由于胶粘剂本身的粘度太大,再加上固体含量太高而引起的。所以,选用高固量、低粘度型产品,不仅对环境保护和生产成本有好处,操作性能也更好,不会有这种胶液飞丝或拉丝的现象,是今后发展的方向。
10、胶液成雾状堆积在刮刀背的问题
在高速运转时,有胶液呈雾状逐步多起来,堆积在刮刀背面,而且越来越多,不得不经常去揩拭清除。这是由于刮刀与凹版辊之间的接触角度不适而引起的。如果刀刃口几乎顶着凹版辊。凹版辊的表面是不平滑的,当它高速转动时会引起有弹性的刮刀片的震动或跳动,除了有很大的噪声外,还使胶液被弹起来,变成雾状,再沉降堆积在刮刀的背面。只要把刮刀的位置调整到与凹版辊几乎是切线方向位置,让刀刃口不要指向辊心,就能解决这个问题。
11、胶盘中的胶液泡沫多的问题
在高速运转时,胶液被凹版辊的高速转动所搅拌并带到一定高度后,多余部分回落下来的冲击使大量空气夹带在胶液中,出现很多泡沫。这种泡有时转移到被涂胶的基材上,形成一点点空白无胶的地方,使表面发花,影响外观质量,也导致粘接牢度不高。如果出现这种情况,应改用高固量低粘度型胶粘剂,或者对高粘度的胶粘剂设法降低它的固体含量,让胶液变稀,粘度变小,使泡沫易破裂。还有,当用循环泵补加胶液时,输液管出口应尽量与胶盘中胶粘剂液面接近,不要离得太高,不要让补充的胶液从很高的地方冲下去,使由于冲击引起的的泡沫少一些。胶盘中的胶液面也尽量维持高一些,尽量接近刮刀的位置,让刮下来的多余胶液的落差小一点,冲击就不大,泡沫也会少了。
12、复合后油墨层转移的的问题
许多包装材料都有精美的图案和必要的文字说明,它们都是用油墨印刷上去的,且油墨层都在表膜与次层膜之间。由于墨层是被表膜保护着的,所以不怕磨损、刮落,没有表印刷油墨易掉下来的缺点。但是,有时会出现复合后在剥离时油墨层要转移,与原来的承印基膜间(一般多为BOPP,PETP或OPA膜)的牢度很差,表现出来的剥离力也会很低的现象。还有一种情况是复合袋在装入某些内容物后,特别是有芳香性、辛辣性或表面活性物质的内容物经一两周或个把月贮存后,油墨层会自动分层,甚至表现出油墨发粘的现象。
出现油墨层不牢,在剥离时墨层要转移的原因主要如下。
①印刷前基膜的表面处理强度不够,表面张力偏低,甚至小于38mN/m。虽然采用的油墨都是里印油墨,但它本身的印刷牢度就不高,用胶带去拉剥时很容易被拉下来。如果是这种情况,就必须改用表面张力符合印刷要求的基膜,最起码要大于38mN/m,或重新处理到大于38mN/m。
②油墨的印刷牢度合格,用胶带去拉剥时拉不下来,但复合后再去剥离时墨层又会转移,剥离力也很低。这种现象就不是基膜的表面张力大小的原因了。油墨与基材之间的牢度是靠油墨中的连结料与基材间的亲和力来实现的,这种亲和力是极性吸引、偶极矩力、分子间引力或色散力等综合体现,严格来讲是一种物理作用力,而不是化学结构的化学键力。而复合时使用的胶粘剂与两种被粘物间的牢度,除了有与油墨相同的物理作用力外,还要加上另一比物理作用力大得多的化学键结合力。因此,油墨层通过胶粘剂与次层膜间的牢度一般都大于油墨层本身与承印基膜间的牢度,所以在剥离时大多表现出油墨层会离开原来的承印基膜而发生转移,但是,好的油墨就表现出较高的剥离力,也不会100%转移。不好的油墨才会100%转移,剥离力很小。
③必须采用专用油墨才能从根本上保证质量。首先,在复合材料中必须采用里印的复合油墨,不能用表印油墨。里印油墨的连结料是用氯化丙烯、氯化EVA、氯醋共聚体再加上MP-45树脂(里印油墨专用的进口油墨)等组成的,它对目前复合材料中使用最多的BOPP膜有很好的亲和力,只要BOPP膜的表面张力高一点,印刷牢度都比较满意,特别是聚氨酯油墨质量更好。而表印油墨的连结料大多是单一的聚酰胺树脂,这种油墨旅游活动适宜用在复合制品的里印方面。因为考虑到成本的原因,到今为止,还有些小厂用表印油墨做复合制品,他们的产品绝大部分都出现墨层转移、剥离力特别小的现象。
里印的更高档的复合油墨是双组分的聚氨酯油墨,它和复合时使用的双组分聚氨酯胶粘剂属同一个类型,对各种承印基膜的牢度比前一种里印油墨大得多,且对BOPP、PETP、OPA、铝箔等基材均有理想的印刷牢度,又与复合胶粘剂十分适应,只要使用配比得当,该墨还具有耐高温、抗介质侵蚀性能力,是解决墨层转移、剥离力小的最理想的油墨。
④在确定了油墨类型是单组分里印复合油墨的前提下,想进一步提高印刷牢度,避免100%的墨层转移,保持稍高的剥离强度,则可在复合油墨中加入5%质量分数的&固化剂&。这种&固化剂&就是万用型多功能的双组分油墨中的固化剂,一般来讲,也就是干式复合中使用的双组分聚氨酯胶粘剂中的&固化剂&。采用此法的单位反馈的信息显示,这种办法有实际的效果。但是,这里必须说明:只有在质量好的里印油墨中且不含醇的情况下才能用这种办法,如果油墨中含有醇等活泼氢的溶剂时,是不能用这种办法的。
⑤除了油墨的因素外,也可以在选择复合用的胶粘剂时采用渗透性强、参增加油墨与承印基膜牢度的胶粘剂品种。这种胶粘剂中含有一种分子量较小的胶料,在溶剂的带动下比大分子量的胶料更易透过墨层到达基膜表面,让油墨不仅靠它本身与基膜间的物理结合作用力,而且还再加上胶粘剂的化学键力而达到更高的牢度。
不同的基材应采用与之适应的专用油墨。目前大量使用的里印油墨比较适应BOPP基膜的印刷与复合,而不适应PETP、OPA、铝箔或PVC基膜上印刷。对于后面这些基材,要采用深日油墨公司或上海DIC油墨公司的百年欣型专用油墨,亦可采用江门东洋油墨公司的LAMISTAR专用油墨,或日本东洋油墨公司的MUTIS-SET型专用油墨,而绝对不能采用表印油墨。
若包装了具有侵蚀作用的内容物后,由于内容物介质对油墨产生作用而致其发粘、离层等不良现象,则应慎重考虑调换抗介质型的高质量油墨。因为这种现象是无法在复合袋出厂前控制发现的质量事故,是在包装好商品贮存相当长时期后才会出现,到这时,造成的损失就无法挽回了。故在这种情况下选用油墨,一定要更加小心,更加谨慎。
13、复合后镀铝层转移的问题
同复合后的油墨层转移情况一样,近年来不少单位碰到这种质量事故的困扰。产生这个现象的原因,从根本上讲还是镀铝层本身与被镀的基膜之间牢度不够。所谓镀铝膜,是在高真空状态下将铝金属的&蒸汽&附着、沉积、堆砌到被镀基膜上去的产品,就像水蒸气附着在物体上一样,纯粹是一个简单的物理作用。当然,由于铝金属蒸气的温度很高,达几百摄氏度,当它与被镀基膜表面接触时,高温能使基膜产生熔接的可能,产生较牢固的结合。但由于被镀基膜不同,其熔化温度也不同,聚乙烯、聚丙烯低一点,尼龙、聚酯高一点,因此,不同的基膜熔接所产生的牢度也不一样,熔化温度高者牢度差一些,熔化温度低者牢度好一些。所以,一般用压敏胶带检验时,镀铝聚乙烯要牢一些,镀铝聚酯要差一点。
不管基材是何种物质,要增加镀层的牢度,则必须在基膜上先涂一层起粘接作用的&底油&(亦叫底胶)。国外已普遍采用,且已将这个工艺和材料介绍给了我国的镀铝膜生产单位。
14、复合后胶层固化不充分、胶层发粘的问题
有时,有些单位发现复合物经过正常的熟化工艺后剥离力不够高、胶层固化不充分甚至还会明显发粘,像压敏胶那样,特别在制袋时发现热封口处甚至有离层的质量事故,造成一定程度的损失。
从根本上讲,胶粘剂交联固化不充分、不完全的根本原因是主剂与固化剂没有按比例反应,固化剂中能与主剂中的活泼氢反应的有效活性基太少,总体表现是主剂&过量&,固化剂&不足&。
双组分聚氨酯胶粘剂的主剂是含许多活泼氢结构的、特别是端基为羟基(&OH)结构的中等分子量物质,若有足够量的能与它的活泼氢反应的固化剂工混接触,就会自动反应,使分子量成倍地增加,由原来中等程度相对分子质量物质变为大分子物质,若有支链结构,还会生成立体网状结构的高分子胶膜,让原来还有粘性、强度不高有胶膜变成不再发粘、抗张强度很高的弹性体或半弹性体高分子胶膜,从而具有很好的粘接力和抗热耐介质性能。而另一个组分固化剂,应该是具有支链的三官能团以上结构的含有能与任何活泼氢物质反应的物质。这种固化剂与主剂混合在一起后,固化剂中的有效活性基&NCO就会与主剂中的活泼氢自动起化学反应。
如果固化剂的量足够,就会充分反应、完全固化,从理论上讲是会变成立体交叉的网状结构物质,变为强韧牢固的物质,它就不会再像压敏胶那样发粘。
以软性复合材料做成的的包装袋又称为软罐头,必须要求胶膜在具有足够的物理机械强度性能的同时还要具有很好的柔软性。因此,干式复合包装上用的双组分聚氨酯胶粘剂中主剂与固化剂的比例就不能突破同时满足上述两个要求的界限。不同型号的胶粘剂,其两个组分可能由于原材料不同和配方不同而使其分子结构中的官能度和活泼氢数量有所不同,再加上固体含量的差异,所以,不同型号的胶粘剂,其最适合复合软包装要求时主剂与固化剂的比例也会不同。这个最适合的比例,胶粘剂生产供应商都会有指导性的数据提供,按这个比例去配胶不会有什么质量问事故。但由于使用胶粘剂单位的许多条件胶粘剂生产供应商无法掌握和控制,所以该数据也不是绝对的,最好还是使用者在该数据指导下自己通过试验后再确定一个最适合本身条件的比例,这是十分必要的。
现实生活中确实偶尔出现这种固化不完全、胶层仍发粘的现象,引起这种现象的原因有以下5种。
①气候条件恶劣,在黄梅季节、多雨潮湿的4~7月期间,由于空气中的水分含量高,相对湿度超过80%,而基膜保管不妥、不够干燥,表面吸留了水汽,有一个分子层或更多的水,额外消耗了本应让它同主剂分子反应的固化剂,造成主剂与固化剂的真实比例失调,主剂相对过剩,所以就交联固化不完全,胶层要发粘。解决的办法是每年的4~7月要特别注意对基材的干燥保存,若已发现吸留水太多,则应先让其在干复机上在加热干燥状态下空走一次,用热风将它表面的吸留水赶走,干燥后马上用防潮的膜材包装起来保存,最好在里面放一些吸水干燥剂,或者马上就使用。
②容易吸水的玻璃纸不仅在其表面有很多吸留水,且在其内部也因吸潮而导致含水量太高,这么多的水肯定会对胶粘剂原来的协调的比例起到破坏作用。
③稀释溶剂中含水量偏高或含有其他活泼氢的物质,它们也要消耗固化剂,造成真实比例失调。因此,在选购和使用稀释剂时应严格控制质量,不用含醇、氨或含水量大于0.2%的乙酸乙酯。最好的办法应该尽量减少所有材料中的水分和活泼氢。
④还有一个原因,就是操作工在配制胶液的时候固化剂的量用少了。要避免这种原因造成的质量事故,有3个解决办法。一是配胶时仔细、耐心,倒完固化剂后再用稀释剂洗刷包装听,洗下来的溶液再加入到配胶桶中去。二是要求供应商用降低固体含量而减低固化剂粘度的办法,以重新确定混合比例的定量包装系统供货的方式来方便使用者。
⑤最后一个特殊原因,是个别供应商为了降低成本进行市场竞争,暗中降低固化剂的固体含量,偷工减料,欺骗用户。
鉴于目前供应商的素质不同、产品的质量也不同,为了预防弄虚作假、偷工减料,造成意想不到的质量事故,建议用户建立必要的检测手段,对购进来的胶粘剂进行重点项目的检测,以防止盲目使用造成损失。
以上叙述了14种有可能碰到的质量事故,分析了产生的原因,提出了供参考的解决办法。在新材料、新技术、新设备日新月异飞速发展的21世纪,在实际生产中肯定还有新情况、新问题出现,这要靠行业内的专业人员不断探索研究去解决,只有这样才能赶上时代的步伐,适应时代的需求。}

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