無溶劑復合同干式復合相比的最大特點是初粘力低,涂布量小,出現的各種質量問題大多也與這兩個因素相關。當然,其它很多因素也會影響到產品的質量。下面出現的這些問題是我做技術服務時經常出現的,也是無溶劑復合時常碰到的問題。我們技術工程師加以總結,和行業的各位同仁們一起分析探討,希望對使用無溶劑復合工藝的生產企業帶來一些幫助。
一.氣泡
氣泡出現的問題比較復雜,涉及的因素也比較多。
1)上膠量不足引起的氣泡
上膠量是個相對的概念,不同的基材上膠量通常不一樣。總體每平方米控制在1到2g。透明材料通常1到1.4g,鍍鋁在1
.5到1.8g,具體的用量需要現場試驗而定,如膠量太大不但收卷收不齊,還會造成油墨從印刷基材剝離轉移,如果上膠量太小,不但造成剝離強度下降,還會由于上膠量和油墨浸潤不充分留有氣泡。這在鍍鋁和白色印刷膜復合上顯得更為明顯。
2)濕度太大引起的氣泡
無溶劑復合所用的膠粘劑是聚氨酯型,其主劑為異氰酸酯類,異氰酸酯的異氰酸根是一個非常活潑的基團,容易與空氣中的水汽發生反應。理論上,
1mol水(18g)與1mol的二異氰酸酯(MDI
250g)反應可生成1mol二氧化碳,由此可見,少量的水即可消耗大量的異氰酸酯,并產生大量的氣體。產生的氣體如來不及排出,在熟化期間會將復合的兩層基材脹起,在膠黏劑固化后留下氣泡。在夏季多雨季節,空氣濕度大,高于85%時,氣泡產生的幾率會明顯增多,生產過程中給無溶劑提供一個潔凈的生產環境是非常必要的。
3)復合工藝
主要是指控制設備的一些工藝參數,主要包括復合壓力,收卷張力,涂布溫度和復合溫度等。因為無溶劑復合剛下機時沒有初粘力的,如果不能合適的控制好相應的參數,就會引起氣泡的產生。
4)油墨干燥不良導致的氣泡
油墨干燥不良也會在復合時產生氣泡,這個原因常常被人們忽略。油墨殘留高產生的氣泡很有特點;氣泡往往出現在油墨疊印率高的部分,疊印率低的地方氣泡很少。
要消除此類氣泡只能處理印刷膜,比如將印刷膜用印刷機或復合機重新干燥一遍再復合,一般能消除氣泡。再不行就只能降低復合速度了。上面描述過的干燥不良的復合制品,溶劑殘留一定超標,有的達到100mg,對新版GB/T-1004-2008來說,肯定是不合格產品。
5)熟化溫度控制不合適,未能消除的氣泡
復合膜一下機就沒有氣泡較為少見,但一般情況下熟化后能消除小氣泡。因為無溶劑膠粘劑復合后還具有一定的流動性,我們稱為“二次流平”。
同樣的溫度,分子量大的膠流動性差。溫度越高,膠的流動性越好,同時膠的反應速度也越快,膠的粘度增加也越快,能夠流動的時間也越短。所以應該控制好熟化室的溫度,一般不高于50℃,不低于35℃(可以根據實際情況調整)。有的熟化室用紅外線燈管加熱,熟化室內空氣循環量小,造成空間各處溫度不一致,實際溫度未全部達到溫度計指示的刻度,這樣就很容易受熱不均勻,出現質量問題。
二.白斑
1)涂膠輥、復合輥的表面光潔度太差或粘有異物。
此時表現為局部間斷重復出現斑點。可以通過測量重復出現的兩斑點的間距來判斷是哪根輥上有異物,清理干凈即可。
2)油墨遮蓋率差產生白點
此時表現為白色和淺色油墨出現白點,而深色部分外觀良好。解決辦法是提高白墨的遮蓋力,如檢查白墨的細度,研磨細度好的油墨遮蓋力強,最簡單的方法是重印一次白墨。
3)膠粘劑涂布不均產生的白點
復合鍍鋁膜或鋁箔更容易出現白點,鍍鋁和鋁箔面反射的光線通過氣泡時遇到斷面,會產生折射或漫反射,形成白點。解決方法:可適當增加涂布量,控制好復合張力,使涂布均勻。
三.發粘
1)膠水混膠比例不對
配有打膠機的客戶特別注意:應經常、及時對打膠機進行保養和清理,特別是打膠機的密封性要好,否則異氰酸酯組份容易與水汽反應而變質。如果打膠機打出的兩組份比例錯誤,就會引起膠水不會固化和發粘現象。
打膠機的核心是打膠泵,不管是柱塞泵還是齒輪泵,一般都會有膠液比例失調的自動報警系統。一般來說新膠泵在初期使用時都不會有問題,但隨著年限的延長,若是相關維護、保養措施跟不上。打膠泵一旦出現問題,粘合劑配比失衡而不報警,就會出現批量的質量事故。一般來說只要比例確定,一定溫度下剛混合后的膠液折射率是一定的,雖然實際操作中,因為溫度、測試時間的影響,折射率會有一些變化,但都是有規律可循的。折射率的檢測可以隨時進行,且不影響在線生產,操作十分方便。
2)膠水攪拌不均勻
膠水攪拌要充分,攪拌至膠液澄清就表明已經均勻,特別是人工攪拌感覺更明顯。
3)膠水中異氰酸酯組份變質
膠水中異氰酸酯組份很容易與空氣中的水分反應而使膠水失效,所以這需要我們在儲存和使用過程中特別注意!
有時鍍鋁材料復合有發粘現象,而透明材料復合就沒有類似問題。這主要是由于鍍鋁材料比透明材料有更好的親水性,鍍鋁薄膜上的水分與膠水發生反應所引起。可以通過增加異氰酸酯組份用量來解決,或在鍍鋁材料涂膠也會得到一定程度的改善,同時要特別注意鍍鋁材料的存儲與保護,復合前杜絕打開包裝。
四.褶皺
1)復合工藝:兩基材張力不匹配,收卷張力不合適。 只要調整好設備的工藝參數即可。
2)有的復合膜在室溫下剝一剝好像不粘了,但制袋后熱封邊蜷曲,產生細小皺紋,這是較輕的“固化不完全”。要保證熟化時間充分。
3)由于吸濕,膜發生形變
保證購回來的膜盡快能用完,不用的膜應該存放在干燥的地方
4)設備原因:
A:輥面不清潔。
B:輥水平不夠。
五.剝離強度低
1)膠粘劑的選擇
PET或NY印刷膜,經常發生透明部分剝離度可以接受,而油墨部分較差甚至起皺。
這類薄膜常用聚氨酯油墨印刷,一般聚氨酯連接料都含羥基等活性基團,當膠粘劑中的固化劑被其他因素消耗至臨界狀態時,再增加油墨中活性基團的消耗,造成膠粘劑固化不完全。最好的解決方法是托底白墨中加專用的油墨固化劑,不然只能增加膠粘劑中固化劑的量。膠廠提供的主劑和固化劑配比是示意性的,不作技術保證,正確配比要我們根據實際情況做調整。“固化不完全”程度有區別,現象也不一樣,有的發粘,有的感覺不出來,但共同的現象是剝離強度不高。
2)膠粘劑上膠量
這種問題只要能使上膠量充足,剝離力就立即能上來。
3)復合基材的表面張力(電暈值)
薄膜電暈處理不好,基材表面張力低,膠粘劑不能充分潤濕基材表面
基材表面張力值不夠等原因大家已很熟悉了,在這里要提醒大家的是極性基材的表面張力,即PET和PA膜。這類基材本身表面張力就很高,似乎不處理或處理差一點關系不是很大。尤其是VMPET,國內常用單面處理PET去鍍鋁,未處理面用于和熱封基材復合,有時會造成剝離強度差。
六.防止鍍鋁轉移
內應力是造成鍍鋁轉移的原因
雙組份聚氨酯膠粘劑經過交聯固化后變成熱固性塑料,它的體積會收縮從而產生內應力。同樣性能的聚氨酯膠粘劑,涂膠厚度小的固化后體積收縮量也小,因此我們在避免產生白點氣泡的前提,盡量減少膠粘劑的涂布量,可以有效地減輕鍍鋁層轉移現象。
經過復合操作時的加溫、拉伸、收卷后,復合基材需要一定的時間來平衡內應力,此時,復合膜層與層之間有微小的位移。低溫熟化延長了膠粘劑固化時間,使鍍鋁復合膜的層間滑動成為可能,從而釋放了內應力,這是我們提倡低溫熟化的理由之一。基于同樣的理由,鍍鋁膜用于三層復合時最好第一次復合后不進熟化室,第二次復合進行后再熟化。
七.端面不齊
1)上膠量過大
調整好上膠量即可。
2)薄膜左右兩邊的涂膠量相差太大,最好將差值控制在0.2g以內
調整好設備的工藝參數,可以解決此問題。
3)膜層之間靜電作用
可以在設備上懸掛一金屬絲
4)收卷張力和錐度不合適。膜層與膜層之間摩擦力不夠
八.開口性不好
1、內膜的開口性不好
2、上膠量過高
3熟化溫度太高
無溶劑在我國是一項新工藝,生產工藝方面的經驗需要慢慢積累,以上八大問題也是很多無溶劑復合機長很頭疼的問題,通過這簡要的分析希望能拋磚引玉,引發更多的行業同仁們精辟探討。