在軟包行業(yè)中，復(fù)合方法有干法復(fù)合(dry lamination)、濕法復(fù)合(wet lamination)、擠出復(fù)合(extrusion lamination)和共擠出復(fù)合(coextru-lamination)等。其中，干法復(fù)合是指被復(fù)合材料間所用粘合劑層壓成型時(shí)已不含揮發(fā)物質(zhì)(如溶劑等)的復(fù)合膜制造方法。
在軟包裝行業(yè)中，根據(jù)不同的產(chǎn)品特性、成本或者材料組合，我們選擇不同的復(fù)合方法。目前，我國(guó)市場(chǎng)相對(duì)應(yīng)用比較廣泛的還是干式復(fù)合，也是應(yīng)用時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)的復(fù)合方法之一。
一、干式復(fù)合的特點(diǎn)
1、干式復(fù)合與擠出復(fù)合的優(yōu)缺點(diǎn)
干式復(fù)合適合品種多、生產(chǎn)量小的復(fù)合膜生產(chǎn)，適合大部分產(chǎn)品要求，生產(chǎn)成本高，在正常工藝條件下，剝離強(qiáng)度(塑/塑復(fù)合)一般都在1~5N/15min，其常用的膠黏劑，有溶劑揮發(fā)造成的環(huán)境污染及安全操作和勞動(dòng)衛(wèi)生問(wèn)題，亦容易產(chǎn)生溶劑殘留，薄膜的厚薄均勻度決定于所選基材質(zhì)量，無(wú)法調(diào)整，但生產(chǎn)操作容易，對(duì)工人的技術(shù)要求不高，工藝技術(shù)改變不大;擠出復(fù)合最適合于大量連續(xù)性的生產(chǎn)，生產(chǎn)成本相對(duì)較低，在一般工藝條件下剝離強(qiáng)度(塑/塑復(fù)合)一般在0.7~2N/15min，適用于一般的輕包裝類產(chǎn)品。擠出復(fù)合基本用水性涂劑，涂布量很少?zèng)]有溶劑殘留，衛(wèi)生性能較好，能夠在線調(diào)整薄膜厚薄均勻度和平均厚度，但其生產(chǎn)操作比較復(fù)雜，對(duì)工人的技術(shù)要求較高，需要經(jīng)常調(diào)整生產(chǎn)工藝，同時(shí)存在環(huán)境溫度較高及有時(shí)有煙霧產(chǎn)生的問(wèn)題。
共擠復(fù)合的優(yōu)點(diǎn)：不用膠水、成本低，沒(méi)有有機(jī)溶劑排放，環(huán)保;缺點(diǎn)：材料限制，紙塑、鋁塑不能用，膜之間不能印刷。
2、干式復(fù)合常用膠水
(1)水性膠水：目前有丙烯酸樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂兩大類，這類產(chǎn)品只適合干雜等輕質(zhì)包裝。
(2)醇溶型膠水：市面上有丙烯酸單組分膠水和聚氨酯雙組分膠水兩大類，醇溶丙烯酸單組分膠主要用于一些卷膜和珠光膜，而醇溶聚氨酯雙組分膠水可以用于大多數(shù)普通塑料包裝，強(qiáng)度低，使用范圍較小。
(3)酯溶型聚氨酯膠水：使用范圍廣，可以用于目前市面上大多數(shù)塑塑復(fù)合、紙塑復(fù)合、塑料鋁箔復(fù)合等。
(4)無(wú)溶劑膠水：環(huán)保，無(wú)溶劑殘留，膠水本身初粘力差，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，目前行業(yè)中都在向無(wú)溶劑方向進(jìn)發(fā)，逐漸普及。
二、干式復(fù)合常用聚氨酯膠黏劑的制造原理、熟化機(jī)理及使用注意
雙組分聚氨酯膠黏劑的主劑通常是含有羥基的改性聚酯多元醇，固化劑往往是多元醇和異氰酸酯的合成物。兩組分按比例混合后，主劑的-OH與固化劑的-NCO基進(jìn)一步氨酯化反應(yīng)。主劑的分子量將決定復(fù)合工藝的適性，分子量小的粘合劑，涂布性能、流平性好，但初粘強(qiáng)度低，反之，分子量大、初粘性好，但流平性差，會(huì)對(duì)產(chǎn)品的透明度、柔軟性等產(chǎn)生影響，膠黏劑主劑分子量還會(huì)影響熟化后最終達(dá)到的性能指標(biāo)，適當(dāng)?shù)姆肿恿渴侵鲃┰O(shè)計(jì)的關(guān)鍵。固化劑含有-NCO要具有高度的活潑性，能與醇、水等含活潑氫的物質(zhì)反應(yīng)。
1、配膠的標(biāo)準(zhǔn)方法及注意事項(xiàng)
(1)標(biāo)準(zhǔn)的配制方法，是先將主劑倒入配膠桶，倒入約1/3溶劑稀釋，攪拌均勻后，加入固化劑，邊加邊攪拌，均勻后再加入剩余溶劑。為避免人為操作缺陷，有些廠家會(huì)購(gòu)置攪拌機(jī)，將所配制的膠水進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?/p>
(2)、注意事項(xiàng)：
①使用配制膠水的工具需要清潔，避免有雜質(zhì)混入。
?、谂浜媚z水，需放置15min使用，脫泡，初步交聯(lián)。
?、凵a(chǎn)過(guò)程中，要使用循環(huán)泵(膠水濃度比較均勻)來(lái)進(jìn)行膠水的添加。
?、苋軇┑馁|(zhì)量要求：水分、酸等含量(總含量不得超過(guò)0.05%)。
三、干式復(fù)合生產(chǎn)控制要點(diǎn)
1、干式復(fù)合過(guò)程中網(wǎng)紋輥上膠一般需配置多套網(wǎng)紋輥
?????????
2、標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)
?、?gòu)?fù)合關(guān)鍵參數(shù)：
烘箱溫度：50~60℃;60~70℃;70~80℃;復(fù)合壓輥溫度：50~80℃;復(fù)合壓力：在不損壞薄膜的情況下，應(yīng)盡可能提高復(fù)合輥壓力。
?、诠袒瘲l件：固化溫度：40~55℃;固化時(shí)間：10~96h。
雙組分膠在復(fù)合下機(jī)后并不立即具有理想的粘結(jié)強(qiáng)度，需要將制品送入固化室在40~55℃下熟化10~96h，(普通透明袋12~24 h ，鋁箔袋24~36 h ，多層復(fù)合蒸煮袋96 h 為宜)，根據(jù)不同的膠水，有不同的熟化時(shí)間和溫度，熟化室的熱能均衡非常關(guān)鍵，即設(shè)計(jì)熟化室時(shí)，需要將熱量盡可能地設(shè)計(jì)熱能循環(huán)，四周環(huán)風(fēng)，同時(shí)，熟化室的定時(shí)排風(fēng)也很重要，足夠的排風(fēng)可以減少固化時(shí)間，而且能夠進(jìn)一步降低溶劑的殘留。
3、機(jī)械工藝
烘道入口溫度要設(shè)計(jì)梯度溫度，不能太高，入口溫度太高，膠水層面易結(jié)皮，膠水內(nèi)部溶劑容易被密封住，形成氣化，當(dāng)溶劑氣化達(dá)到一定程度，將會(huì)沖破結(jié)皮層形成火山口一樣的環(huán)狀物，致使產(chǎn)品的透明度大打折扣。復(fù)合橡膠壓輥某個(gè)點(diǎn)的硬度不夠或者有凹陷時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致該點(diǎn)部位壓不上，形成空膠點(diǎn)，出現(xiàn)類似漏復(fù)點(diǎn)。上膠壓輥，如果有異物在上面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)異物點(diǎn)壓力處出現(xiàn)空膠現(xiàn)象，即上膠不良。
復(fù)合車間的整體環(huán)境空氣的潔凈度要求，相對(duì)于其他車間會(huì)高很多，一旦環(huán)境空氣中塵埃較多，上膠后烘道里進(jìn)風(fēng)處有灰塵，較容易粘附在膠層表面上，在復(fù)合兩層基膜之間形成異物點(diǎn)。要減少塵埃所造成的問(wèn)題，需要將進(jìn)風(fēng)口處加裝高目數(shù)的濾網(wǎng)，清除或減少進(jìn)風(fēng)流中所攜帶的塵埃。
四、干式復(fù)合常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及解決方法
1、復(fù)合袋開(kāi)口性不好
(1)膠水部分成分與內(nèi)層薄膜爽滑劑起反應(yīng)，使得膜的原有爽滑度降低。
(2)上膠量偏大、熟化溫度太高。
(3)熟化后沒(méi)有完全冷卻后制袋。如果已經(jīng)出現(xiàn)該情況，制袋后用高壓氣槍對(duì)其口吹氣，能夠有效改善其開(kāi)口性。
2、復(fù)合膜干不透
復(fù)合產(chǎn)品經(jīng)一定的溫度、時(shí)間熟化后，復(fù)合膜層間剝離膠層仍然具有一定粘性，即復(fù)合膜剝離后，膜與膜重新貼合在一起時(shí)仍然粘合在一起的現(xiàn)象(正常熟化透的產(chǎn)品，剝離后，是不能重新粘合的)。復(fù)合膜膠水干不透將直接影響復(fù)合膜剝離強(qiáng)度，而輕微的不干現(xiàn)象，在制袋后熱封強(qiáng)度較差，層間剝離后有粘性，熱封的地方容易出現(xiàn)褶皺。快的時(shí)候，一兩個(gè)小時(shí)后，袋子封邊，便會(huì)呈現(xiàn)出來(lái)，遲的，存放一個(gè)星期或半個(gè)月后，才出現(xiàn)包裝袋褶皺現(xiàn)象，甚至有的，在只要被彎折過(guò)的位置都會(huì)出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。
一般而言，膠水干不透現(xiàn)象主要有兩個(gè)方面原因：一方面是上膠中的總體含量中，水分含量超標(biāo)，另一方面是膠水配置過(guò)程中的固化劑不夠所致。這兩種原因都會(huì)讓固化劑量的不足與主劑起交聯(lián)反應(yīng)。聚氨酯膠粘劑主劑是一種以—OH封端的高分子聚酯、聚氨酯化合物，本身具有一定的粘性，聚氨酯膠粘劑主劑只有與固化劑內(nèi)的異氰酸根反應(yīng)，產(chǎn)生網(wǎng)狀交鏈結(jié)構(gòu)，才具有較高剝離強(qiáng)度。一個(gè)水分子能夠與兩個(gè)—NCO基團(tuán)起反應(yīng)，一個(gè)水分子的分子量是18，一個(gè)—NCO基團(tuán)的分子量是42，也就是說(shuō)18g水能夠與42×2=84g—NCO基團(tuán)反應(yīng)。一般干式復(fù)合用聚氨酯膠粘劑的固化劑的含量為70%，70%固化劑—NCO的含量是12%左右。那么18g水要消耗掉75%的固化劑的量是84/12%=700g。我們假設(shè)20公斤乙酸乙酯含水量0.2%，那么20kg的乙酸乙酯內(nèi)含有水分是20g，如果完全反應(yīng)，那就要消耗掉固化劑1.55kg。正常20kg粘合劑主劑，配備4kg的固化劑，如果乙酸乙酯的水分含量是0.2%，那么固化劑被反應(yīng)消耗的量是一個(gè)不可思議的量。
復(fù)合膜膠水干不透現(xiàn)象的解決措施：
①降低乙酸乙酯中水、醇的總含量(水分、醇類的總含量在0.05%以下)。
?、诋?dāng)使用易吸潮的尼龍等薄膜時(shí)提高固化劑比例(5%~10%)，“梅雨”季節(jié)，放入熟化室一段時(shí)間，再行生產(chǎn)。
③盡量降低印刷油墨中殘留溶劑的量，加強(qiáng)在線溶劑殘留的監(jiān)測(cè)。
?、芸s短已配制的膠黏劑存放時(shí)間，配制膠黏劑時(shí)做到減少每次配制量，增加配比次數(shù)，縮短存放時(shí)間，同時(shí)提高烘道溫度，減少殘留溶劑量。
3、復(fù)合膜透明度降低
(1)膠粘劑本身問(wèn)題：膠黏劑顏色太深，偏深黃色或黃紅色，烘干后，這部分偏深的顏色會(huì)相應(yīng)地留在薄膜上，因此，要求復(fù)合成品具有高透明度時(shí)，要選用微黃，甚至無(wú)色的膠黏劑，正確選用雙組分膠黏劑，可以減少?gòu)?fù)合成品出現(xiàn)“霧狀”的幾率，甚至消除“霧狀”現(xiàn)象。
(2)基材的表面張力影響：薄膜表面張力不符合要求時(shí)，膠液對(duì)它不能均勻浸潤(rùn)，干燥后造成膠膜不均勻使其透明度不好，因此復(fù)合膜的表面張力盡可能達(dá)到38達(dá)因以上為佳，如果表面張力不高，就須進(jìn)行處理。處理的目的是使表面粗糙化，表面起毛，增加表面積凹性。當(dāng)膠粘劑與其表面接觸時(shí)，可產(chǎn)生良好的浸潤(rùn)效果。黏合劑會(huì)滲透凹溝去，增加黏貼牢度。
(3)、膠黏劑的流動(dòng)性不足及展平性差的影響、上膠量不足或過(guò)高的影響等。
4、剝離強(qiáng)度差
(1)固化不完全。固化完全是指羥基100%固化，然而，在實(shí)際生活中由于乙酯中的雜質(zhì)消耗了部分-NCO基，導(dǎo)致主劑和固化劑配比失衡，或者固化劑少加，或所加固化劑與油墨中的羥基反應(yīng)，導(dǎo)致固化劑不足，造成固化不完全。
(2)基材濕潤(rùn)張力不夠，使粘合劑不能充分潤(rùn)濕被涂布表面，從而造成剝離強(qiáng)度差。
(3)膠與油墨相容性不好。
(4)涂布量不夠，不但會(huì)產(chǎn)生氣泡，也會(huì)使剝離強(qiáng)度下降，但若涂布量太大，會(huì)使油墨從印刷基材上脫落。
(5)水煮或蒸煮后剝離強(qiáng)度降低。由于BOPA易吸潮，經(jīng)水煮后有時(shí)強(qiáng)度會(huì)降低，所以除了選用合適的蒸煮膠外，還要考慮尼龍的干燥狀態(tài)、實(shí)際應(yīng)用條件，要充分估計(jì)尼龍吸潮會(huì)導(dǎo)致剝離強(qiáng)度的下降。
5、產(chǎn)生氣泡
(1)上膠量不足產(chǎn)生的氣泡。上膠量不夠是一個(gè)相對(duì)的概念，不印刷的復(fù)合膜，上膠量在1.8~2.2g/m2之間，印刷復(fù)合膜最好是2.8 g/m2左右。決定上膠量的因素除了剝離強(qiáng)度外，涂布的流平性是重要的因素，而涂布的流平性除了上膠量對(duì)它有影響外，是否采用勻膠輥、基材、膠的表面張力、膠的粘度都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。
(2)干燥不良產(chǎn)生的氣泡。透明的復(fù)合膜上表面為“霧蒙蒙”的，透明度差。調(diào)節(jié)干燥能力首先取決于設(shè)備的干燥系統(tǒng)，其次考慮上膠量，上膠量越大對(duì)干燥能力要求就越高。
(3)上膠網(wǎng)線輥堵版產(chǎn)生的氣泡。涂布輥長(zhǎng)時(shí)間未用洗版液清洗，而造成堵版。因?yàn)槊看螐?fù)合后不可能把網(wǎng)紋輥中的殘膠完全清洗干凈，殘膠日復(fù)一日地在網(wǎng)孔底沉積并固化，上膠量慢慢變少，小氣泡也漸漸產(chǎn)生，由少變多，由小變大。
(4)復(fù)合熱輥和壓輥不平整產(chǎn)生氣泡，不平整的地方帶進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣泡，這類氣泡周期性的出現(xiàn)。另一類重要卻容易被忽視的原因是壓輥的兩端軸承部分磨損或有微小氣泡，造成與熱輥之間的不平行，也會(huì)產(chǎn)生氣泡。
(5)因熟化溫度不夠，未能消除氣泡。同樣的溫度，分子量大的膠流動(dòng)性差，應(yīng)適當(dāng)?shù)奶岣邷囟?。熟化室溫度不夠消除不了氣泡，?fù)合熱輥溫度不夠也會(huì)產(chǎn)生氣泡，加熱的目的是使干固的膠黏劑溶化，流動(dòng)，消除小孔洞，小縫隙，在壓力下排出空氣，使二層膜緊密熱合。
(6)設(shè)備工藝原因。產(chǎn)生這類氣泡的原因是膠黏劑未干透，有的是油墨溶劑干燥不充分造成，經(jīng)常出現(xiàn)在大面積疊印的部分。
五、高溫高濕天氣對(duì)干式復(fù)合的影響及注意事項(xiàng)
目前，干式復(fù)合所使用的大多是雙組分反應(yīng)型的聚酯、聚氨酯系的粘合劑，但它的性能一般與異氰酸酯的選擇、聚酯多元醇的分子結(jié)構(gòu)、聚合度、官能團(tuán)以及混合比等條件不同而有所差異。雙組分粘合劑反應(yīng)是由高分子末端部分含羥基成分的主劑與分子結(jié)構(gòu)中含異氰酸酯基成份的固化劑起交聯(lián)固化反應(yīng)，結(jié)合成有較高緊密度的聚氨酯，含異氰酸酯基成分的固化劑具有較強(qiáng)的活性與含有羥基、胺基的物質(zhì)起反應(yīng)，且反應(yīng)速率比與高分子聚酯、聚氨酯主劑反應(yīng)快10倍以上。這也是大多數(shù)聚氨酯粘合劑廠家在使用說(shuō)明上對(duì)稀釋劑(溶劑)中的水、醇、胺類作限制的原因。
在干式復(fù)合過(guò)程中，濕度較高時(shí)對(duì)復(fù)合膜所造成的影響則有多方面，比如：
a、膠水干不透，復(fù)合熟化后仍然保持粘性，造成剝離強(qiáng)度降低，甚至不能使用;
b、交聯(lián)速度減慢，粘合劑初粘力降低，容易引起復(fù)合膜起隧道現(xiàn)象;
c、高溫蒸煮膜袋，在高溫蒸煮過(guò)程中里層、破袋現(xiàn)象增多;復(fù)合膜容易起斑點(diǎn)、白點(diǎn)和晶點(diǎn)等。
針對(duì)高溫高濕天氣對(duì)干式復(fù)合的影響，在生產(chǎn)過(guò)程中要進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防措施：
①須對(duì)各種薄膜進(jìn)行控制，比如尼龍等易吸潮薄膜，在保管存放時(shí)，要用金屬鋁箔或阻隔性高的薄膜將尼龍薄膜密封好放在干燥環(huán)境的貨架上，如果遇上“梅雨”季節(jié)，對(duì)于做高溫蒸煮類產(chǎn)品的尼龍膜，在復(fù)合或印刷前，放在40℃上下的熟化室存放4~8H，在使用時(shí)再提出使用，效果會(huì)比較理想。對(duì)于所使用的薄膜均不能直接堆放于地面。
?、趯?duì)于膠水的稀釋劑(乙酸乙酯)，在采購(gòu)要求上，要進(jìn)行質(zhì)量要求控制，對(duì)于每批進(jìn)入生產(chǎn)的溶劑，均要對(duì)水分、醇的含量進(jìn)行檢驗(yàn)分析，檢驗(yàn)是否超標(biāo)，以及留樣備查。
?、凵a(chǎn)車間須對(duì)復(fù)合環(huán)境進(jìn)行控制，在室內(nèi)裝置排氣扇，加強(qiáng)室內(nèi)空氣流通，但注意不能對(duì)著復(fù)合機(jī)流線性吹，并隨時(shí)檢查導(dǎo)輥、復(fù)合輥及網(wǎng)輥上有無(wú)水珠，用干布擦拭一遍。
?、茉谂渲谜澈蟿r(shí)，配的量適當(dāng)減少，隨配隨用，不宜放置過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)配置時(shí)，保證固化劑的量，使其盡量往上限靠，在“梅雨”季節(jié)也可適當(dāng)增加固化劑量(5%~10%)，增加主劑與固化劑交聯(lián)程度。
?、莞淖儚?fù)合機(jī)排風(fēng)量，將出風(fēng)口管路增大，另外如出風(fēng)口管路較長(zhǎng)，宜在出風(fēng)口管路口安裝引風(fēng)機(jī)，這樣使出風(fēng)速度大于進(jìn)風(fēng)速度，使烘道內(nèi)形成低氣壓，宜于溶劑揮發(fā)，減少殘留溶劑。另外，對(duì)烘道內(nèi)溫度能調(diào)高則盡量調(diào)高，但不能超過(guò)薄膜承受溫度區(qū)內(nèi)為宜，另進(jìn)膜區(qū)溫度要適當(dāng)，不宜過(guò)高。
?、迯?fù)合時(shí)，隨時(shí)注意膠槽附近的刮刀及導(dǎo)輥，有無(wú)水珠產(chǎn)生，并同時(shí)降低速度，減少溶劑的殘留，高溫高濕天氣容易使膠槽內(nèi)溶劑揮發(fā)速度加快，膠槽附近局部溫度過(guò)低，易引起水蒸汽凝結(jié)，生產(chǎn)進(jìn)行中，隨時(shí)留意膠水循環(huán)泵的工作狀態(tài)，并定時(shí)測(cè)試膠水的粘度，把控膠水濃度。
六、結(jié)語(yǔ)
影響干式復(fù)合工藝質(zhì)量因素有很多，總體歸類為：1、原輔材料本身因素;2、人為操作缺陷和機(jī)械缺陷;3、硬件環(huán)境、溫濕度控制因素;4、熟化工序所產(chǎn)生的影響因素。針對(duì)這幾項(xiàng)因素，不難查核干式復(fù)合出現(xiàn)異常的原因，從而解決問(wèn)題。把握干式復(fù)合生產(chǎn)工藝，關(guān)鍵是要將每個(gè)環(huán)節(jié)規(guī)范、細(xì)化。
