一、熟化的目的、意義 熟化也叫固化,就是把已復合好的膜放進烘房(熟化室),促使聚氨酯粘合劑的主劑、固化劑反應交聯(lián)并將殘留于膜中的溶劑揮發(fā)排除的過程。 熟化是印刷復合生產(chǎn)工藝中十分關鍵的一個工序,是關系到印刷復合質量好壞的一關。熟化目的是讓膠粘劑的主劑和固化劑產(chǎn)生化學反應,在一定時間內(nèi)充分反應固化進一步交聯(lián),若完全交聯(lián),膠分子排列整齊,使分子生成網(wǎng)狀交聯(lián)結構,從而有更高的復合牢固度。因此,熟化的兩個重要因素----時間和溫度缺一不可。另一方面可以將半成品復合膜中的殘留溶劑排出以減少殘留溶劑量,從而減少剝離強度不良, 開口性差, 有異味等等。使用高阻隔性材料,如PET、BOPA等材料要將殘留溶劑在熟化過程中排出就較因難,一定要在印刷復合工序中盡量排除,以減少溶劑殘留產(chǎn)生的不良后果。 熟化工藝主要控制的是熟化溫度和時間,決定熟化工藝的是所用粘合劑性能和產(chǎn)品最終性能要求確定的。不同的粘合劑品種有不同的熟化溫度和時間。熟化溫度低于20℃,粘合劑的反應極緩慢;熟化溫度太高,基材膜添加劑易析出,影響復合膜性能和增加異味。熟化時間不夠,膠液還未完全固化,嚴重影響復合的剝離牢度。但有時提高了熟化溫度、延長熟化時間反而使復合膜的剝離強度下降。 一般普通的雙組份膠粘劑要在45-55℃,24小時后才能徹底交聯(lián)。而蒸煮袋膠粘劑則要72小時后才能徹底交聯(lián)固化。其次是排除復合膜中的殘留溶劑,因此在嚴格控制熟化的時間和溫度的同時,應該定時打開排氣扇,將復合膜中的殘留溶劑排出并注入新鮮空氣,以利于熟化室內(nèi)新鮮空氣的流通,避免復合膜產(chǎn)生二次污染。 二、對熟化室有以下要求: 1、熟化室大小、位置應根據(jù)周轉存放的方便來建造,要便于膜卷的進出,門開啟方便; 2、熟化室的高度一般在2-2.5m,上邊留有出氣孔,直接通室外,排出廢氣,也可加小排氣扇定時排氣;屋頂加裝吊扇,吊扇的轉動可以熟化室溫度的均勻。 3、熟化室可采用電加熱、蒸汽加熱、暖氣加熱等,應配溫度自控裝置,在室內(nèi)應水銀溫度計以檢驗是否和設定的一致;熟化室的四壁、門、屋頂?shù)炔捎酶魺岜?,一般采用珍珠巖、泡沫板等材料,保證四周溫度的一致;熟化無論采用外加熱或內(nèi)加熱, 都以達到固化室內(nèi)溫度穩(wěn)定、均勻為目的。 4、熟化室的薄膜一般采用立體貨架式架空橫向平放,便于轉動,復合膜收卷后,在熟化過程中粘合劑依然會流動,所以,復合膜下機后最好能橫向懸掛起,嚴格按膠粘劑廠家要求條件進行固化,但不能將膜卷直接直立或躺在地面上,因在熟化過程中膠會產(chǎn)生二次流平,此時若直立或躺在地面,會使膠向下的方向流動,產(chǎn)生膜卷端面粘粘或膠量分配不均影響剝離牢度等。 5、熟化室應該有專人管理和登記記錄工作,使熟化工藝能按工藝單要求進行管理。如若固化時間過短,可能導致膠粘劑固化不完全,而影響剝離強度和殘留異味,而固化時間過長,則可能導致薄膜開口性不良等。 三、控制好熟化工藝,保證產(chǎn)品質量 熟化工序管理工作非常重要,它關系到軟包裝印、復工序的成敗,特別是無溶劑復合工藝對熟化工藝的控制和執(zhí)行到位與否更為突出。 1、根據(jù)產(chǎn)品的最終用途和所使用的不同類型的膠粘劑適當調(diào)整熟化時間。為降低殘留溶劑量可適當延長熟化時間;上膠量高的產(chǎn)品熟化時間可適當加長;以膜卷形出廠的產(chǎn)品熟化時間可適當減少; 2、PET、BOPA、AL、CPP等薄膜因耐熱性好、收縮溫度高,熟化溫度可提高。而LDPE、BOPP、EVA等熟化溫度不可過高。一般以PE為內(nèi)層結構的溫度低于55℃,層數(shù)用時間去平衡,含AL或三層以上結構可用稍高點的溫度,材料越厚熟化時間相對長些效果更好。熟化時間越充分,內(nèi)應力更均衡,平衡更徹底,膠粘劑的交聯(lián)反應越充分。 3、膜厚、膜卷直徑大時適當延長熟化時間;有縱向凸筋的產(chǎn)品其熟化時間可加長;但也不可隨意提高熟化溫度和延長時間,熟化溫度提高、時間延長會使材料中的助劑析出(如厚度大于60um的PE爽滑劑含量較高)形成弱界面層,其與膠黏劑粘合的材料表面富集的低分子物就越多,剝離強度的下降也越明顯。 4、PET是屬于難粘接的一類材質,如 PET//VMPET//PE結構的復合膜內(nèi)層VMPET//PE(非鍍鋁面與PE貼合),也存在隨熟化時間的延長出現(xiàn)剝離強度明顯的衰減現(xiàn)象。因此,在產(chǎn)品的熟化工藝控制上,既要保證產(chǎn)品膠黏劑的交聯(lián)反應程度,又要關注一些特殊結構產(chǎn)品剝離強度的衰減變化。準確地說,熟化時間越長,膠層的交聯(lián)反應越充分,膠層的內(nèi)聚強越大,而膠層內(nèi)聚強度僅是影響復合剝離強度的其中一個因素,鍍鋁膜復合則需要提高固化溫度,減少固化時間來降低脫鋁的機率。復合VMPET膜時,溫度應控制在50℃以下,千萬不要超過60℃,因鋁粉的膨脹系數(shù)比PET的大20倍。若溫度過高,復合時會造成鋁粉脫層。 5、熟化工藝與無溶劑復合 熟化溫度和時間對復合質量有很大影響。熟化條件會對最終復合產(chǎn)品的復合牢度、鍍鋁層的轉移性、熱封層的摩擦系數(shù)等產(chǎn)生一定影響,千萬不能象干式復合對待熟化工藝一樣馬虎應付。無溶劑復合成品熟化較慢,無法滿足快速固化,快速出貨的要求。由于無溶劑黏合劑分子量遠遠小于干式復合黏合劑,所以復合產(chǎn)品的固化反應需要相對更多的時間,一般來講,保證40℃48h以上的熟化條件是必要的(耐高溫蒸煮袋時間更長些)。也可用人工翻轉,對熟化過程進行室溫均勻性操作, 室溫偏差小于2%。為防止膜根處嚴重皺折,收卷所用的紙芯最好用6英寸的紙芯。由于無溶劑膠液徹底交聯(lián)時間長, 在國外有的完全熟化需7-10天。 6、一般蒸煮膠復合膜需用低溫長時間固化。因為不同材料結構的復合膜對固化要求不一樣,復合膠只有形成網(wǎng)狀結構才可以達到較高的粘結強度。就耐高溫蒸煮膠各層膠粘試驗結果看,PET/AL的熟化時間為36h比較合適,AL/PA為24h而PA6/CPP則需要60h以上才可以達到合適的剝離強度。因此,為考慮周全,耐半(高)高溫蒸煮袋復合后的固化時間需72h,45-55℃才能符合要求。 7、業(yè)內(nèi)有人提出二次熟化的工藝或分節(jié)段復合熟化工藝,并在熟化后在常溫下停留一段時間再制袋,以提高復合剝離牢固, 減少殘留溶劑。(以上方法在大批量使用前請先做好實驗取得一定參數(shù)認為可行再使用。) 還有一種加速熟化,常用于生產(chǎn)中的上膠量控制,或復合工藝的臨時調(diào)整的判斷依據(jù)做法是:取剛生產(chǎn)的復合膜約1米長全幅寬,在80℃烘箱中放置30分鐘,要檢查其外觀及剝離情況,及時發(fā)現(xiàn)問題,采取措施。 本文作者:陳孟杰 |
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