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软包装干式复合膜气泡成因分析

2021年07月23日 开封机械设备网

软包装干式复合膜气泡成因分析

软包装干式复合膜出现气泡的故障很常见,导致其产生的原因也有多种,下面将逐一讨论。

一、薄膜方面的因素

1.薄膜的表面张力

复合用薄膜的表面张力必须达到一定的数值(如聚乙烯薄膜的表面张力要求必须大于3.8×10-2N/m),如果薄膜的表面张力太小,则胶黏剂在其表面的润湿性就比较差,可能会导致涂胶量不足,在胶少或没胶的地方就会产生气泡。此外,薄膜的表面张力应当是均匀一致的,如果表面张力不均匀,则涂胶也就不均匀,容易产生空洞和气泡。因此,塑料薄膜在复合前一般都要进行表面处理,以提高其表面张力值,保证复合工艺的顺利进行。在生产之前,一定要对薄膜的表面张力进行认真仔细的检查,一旦发现其表面张力达不到要求,就必须重新进行表面处理。

2.薄膜平均厚度误差及误差分布

复合用薄膜的厚度应当尽可能均匀一致,平均厚度误差应控制在误差范围之内,越小越好,而且平均误差的分布也应当均匀,如果分布不均,厚度太大的地方就会出现凸筋,造成复合压力的不均衡,压力小的地方就会出现空档,从而形成气泡。

3.薄膜的表面清洁度

在干式复合工艺中,要进行复合的薄膜表面必须干燥、清洁。如果塑料薄膜表面不太清洁,黏附了灰尘.油脂等污物,就会使复合膜的两层基材之间无法紧密贴合,中间夹的这些异物,也会导致空档和气泡的形成。薄膜表面不清洁,除了用干净的棉布进行清洁外,还可以对薄膜重新进行电晕处理。电晕处理既可去除薄膜表面吸附的灰尘、水分及其他油垢,提高薄膜的表面张力,还可使薄膜表面有良好的粗糙度,从而能够减少气泡等故障的发生率,并进一步提高复合牢度。

4.薄膜的含水量

对于一些吸湿性较强的薄膜,如PT、NY等,如果保管不当致使其吸收了大量的水分而又未加处理就直接使用,在复合或熟化过程中水分就会逐步向外蒸发,也可能使复合膜产生气泡。因此,对于吸湿性强的薄膜一定要注意防潮,如果发现薄膜已经吸潮,可以先预热烘干,然后再进行复合。

二、油墨及印刷工艺方面的因素

1.油墨的类型和质量

正确选用油墨也可以从一定程度上控制和减少复合膜气泡的产生。如果印刷所用的油墨与复合所用的胶黏剂的亲和性比较差,就会造成油墨表面上的涂胶量少,甚至有漏涂的地方,这就容易形成气泡。如果是生产蒸煮包装膜(袋),则必须采用耐蒸煮的复合里印油墨,否则包装经过蒸煮后可能会产生气泡,甚至发生有油墨处的两层薄膜剥离、脱开的现象。因此,在实际生产中应当根据承印材料的类型、内容物的性质。后加工的条件等具体情况和要求来选择适当类型的复合里印油墨,这也是保证复合膜黏结强度的一个方面。

2.油墨的干燥性能

油墨的干燥性能是油墨的一大主要印刷适性,如果油墨干燥不良,特别是当油墨中大量地使用了甲苯、丁醇等沸点较高的溶剂时,就会有许多溶剂残留在油墨层中,经过复合工艺之后,这些残留溶剂就可能产生许多小气泡,影响复合膜的剥离强度。因此,在印刷过程中一定要对油墨的干燥性能进行严格的控制,保证油墨充分干燥。

3.印刷工艺

在印刷过程中,印刷速度和干燥温度等工艺条件也会对油墨中溶剂的挥发干燥产生一定的影响。一般来说,在设定干燥箱的温度时,必须综合考虑印刷速度、油墨的干燥速度、承印材料种类以及印刷图案的大小等因素。如果印刷速度较快,且印刷机干燥箱的温度比较低,则油墨中的溶剂可能无法完全挥发掉,这些残留的溶剂就会形成一些小泡,从而使复合膜中夹杂气泡,此时,应当降低印刷速度,并适当提高干燥温度。

三、胶黏剂方面的因素

1.胶黏剂的黏度

胶黏剂的黏度对胶黏剂的流动性、润湿性。涂胶均匀度等都有着十分重要的影响。千式复合中应当将胶黏剂的黏度值控制在适当的范围内,如果胶黏剂的黏度太高,分散性和流平性可能比较差,影响其在复合基材表面的润湿性,在涂胶过程中就

可能会发生漏涂和气泡等故障。

2.胶黏剂的类型和质量

胶黏剂的选择必须综合考虑复合基材的种类、性能、后加工条件以及复合材料的最终用途等实际情况,否则就可能影响到复合产品的质量。例如,当包装内容物具有比较强的碱性、酸性或刺激性时,所用的胶黏剂必须具有较强的抗介质性,否则就可能影响黏结牢度,局部产生小气泡,并最终引起复合膜的分层、脱胶。

3.胶液的配制

在配制双组分胶黏剂时一定要充分搅拌,使其均匀分散,这样有利于在复合薄膜上润湿和黏合,减少气泡的发生。此外,配制好的胶液还要充分静置脱气,然后再倒入胶盘中使用,而且倒胶时要沿着胶盘边缘缓慢地倒下,不能剧烈搅动胶盘内的胶液,以免由于空气的混入而在复合膜中形成气泡。

4.稀释剂

目前,干式复合聚氨酯胶黏剂所使用的稀释剂一般为乙酸乙酯,而且要求乙酸乙酯中水分和醇酌含量不能超过0.2%。如果稀释剂的纯度不高,含有水。醇等活性物质,聚氨酯所含的-NCO基团就会与水或醇中的活泼氢原子发生反应,反应的同时会放出CO,气体,从而生成气泡。因此,一定要做好稀释剂检测工作,保证,其纯度,控制CO,气体的产生。

四、干式复合工艺及工装方面的因素

1.涂胶量

涂胶量太少也是产生气泡的原因,涂胶量不足,空隙处就会夹杂小气泡。在实际生产中应根据包装内容物的不同要求来确定合适的涂胶量。调整涂胶量主要从以下3方面进行考虑:一是涂胶用的网纹辊,其网线数、网穴深浅都直接影响着涂胶量的大小;二是胶液的浓度;三是涂布胶辊的软硬程度、压力大小、刮刀的角度及压力大小。

2.烘道干燥温度、排风量

干燥温度太低,胶黏剂干燥不够充分,溶剂挥发不彻底,就会产生小气泡。而干燥温度太高,又会使胶黏剂起泡,或者使胶层表皮结膜,影响涂胶层内部溶剂的挥发,也会造成溶剂的残留和微小气泡的形成。总的来说,在实际生产中,应根据基材的耐热性、复合线速度、胶液中溶剂的含量等具体情况来综合考虑和设置干复机3段烘道的温度,使溶剂充分干燥,严格控制溶剂的残留量,减少气泡的发生率。一般来说,3段干燥烘道的干燥温度分别控制在50~60℃、60~70℃、70~80℃较合适。

3.复合线速度

复合线速度的快慢间接影响着胶黏剂中溶剂的挥发。复合线速度过快,基材通过烘道的时间短,不利于溶剂的挥发,胶黏剂干燥不充分,造成残余溶剂量过多,从而可能使复合膜产生气泡。因此,在实际生产中应当掌握好复合线速度和溶剂的挥发速度。

4.复合钢辊表面的温度

如果复合钢辊表面的温度太低,就会影响胶黏剂的活化程度,胶黏剂活化不足,流平性差,形成微小的空隙,就会导致小气泡的产生。一般将复合钢辊表面的温度控制在50~90℃,具体还应考虑到复合基材的性质、复合膜的厚度以及复合线速度等因素。

5.复合压力

如果复合压力太小,则复合基材之间贴合不紧密,就会导致小气泡的产生。一般将复合压力控制在40~50N。

6.复合夹角

如果复合夹角过大,两层复合膜中间就容易夹入空气,从而导致气泡和隧道现象,特别是当薄膜材料比较厚、比较硬时更容易产生气泡。因此复合夹角越小越好。

7.熟化程度

双组分聚氨酯胶黏剂在复合后一般要在40~50℃的温度下熟化24~4日小时,如果熟化时间不够,也会有微小气泡产生。

8.残留溶剂

复合后的产品在烘道内干燥的过程中,要求胶黏剂中的溶剂挥发越干净越好。溶剂若没有挥发干净,残韶溶剂的逐渐积累会在冷却后的复合膜上形成微小的气泡。而且,胶中的残留溶剂乙酸乙酯还是油墨连结料的良好溶剂,也会逐步渗透到油墨层并使油墨发生软化,从而在有油墨处形成气泡。如果残留溶剂比较多,应当适当提高烘道的干燥温度,降低复合线速度,并加大排风量,以使溶剂充分挥发。

9.干复机工装

在干复机工装中,涂布辊。涂布胶辊和复合胶辊是最重要的三大部件,这里仅介绍这三者对复合膜气泡成因的影响。

(1)涂布辊

涂布辊的作用是在一定的压力作用下将胶黏剂转移到薄膜表面,它与复合膜气泡的产生有一定的关系。由于涂布辊的网穴深度直接影响涂胶量的大小,因此,如果涂布辊的网穴被堵塞,或者有些网穴损坏了,就会直接影响涂胶量的大小以及涂胶的均匀度,给复合膜产生气泡制造机会。尤其是在炎热的夏季,更容易发生涂布辊网穴堵塞现象,因此一定要及时清洗涂布辊。

(2)涂布胶辊

涂布胶辊的作用是给涂布辊一定的压力,将涂布辊上的黏合剂转移到薄膜上去。涂布胶辊的软硬程度、压力大小对涂胶量也有一定的影响。如果涂布胶辊的表面有损坏、凹痕、砂眼等现象,或者表面橡胶层的硬度不一致,就会造成涂胶压力和涂胶量的不均匀,导致气泡产生。因此,涂布胶辊表面要光滑,无压痕、划伤、凹坑等弊病。

(3)复合胶辊

复合胶辊的作用是在一定的温度、压力下,将两层薄膜相互贴合在一起。如果复合胶辊表面有缺陷,如有划道,凹痕、砂眼等,复合时这些部位就会形成空档,压不实,从而使复合膜产生小气泡。此外,如果复合胶辊表面老化程度不一,硬度不一致,也容易导致气泡产生。

五、车间环境方面的因素

1.环境温度和相对湿度

环境温湿度过高、过低都不利于复合膜的生产。如果车间的温度和相对湿度过高,会使已经配制好的胶液中混入水分,并产生气泡。此外,相对湿度过高,则塑料薄膜容易吸附空气中的水分,尤其是吸湿性大的塑料薄膜,如尼龙和玻璃纸等,致使复合后形成气泡。相反,如果车间内的温度和相对湿度都比较低(如在寒冷干燥的冬季),而且车间内没安装空调,胶黏剂分散就不好,对薄膜的润湿和黏附性都不太好,也会导致气泡的产生。

一般来说,将车间温度控制在18—25℃、相对湿度保持在60%—70%为宜。

2.车间内环境卫生状况

车间内环境卫生状况对复合产品酌质量也有很大的影响。如果空气中含有大量的

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