干法膠粘復(fù)合,簡稱干復(fù),系在一層基材上涂覆粘合劑,經(jīng)烘干溶劑,再與第二層基材經(jīng)加溫、加壓粘合在一起。
干法膠粘復(fù)合是許多復(fù)合工藝中最重要也是目前國內(nèi)被廣泛采用的一種具有投資少、產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、容易操作等優(yōu)點(diǎn)。但是,干復(fù)生產(chǎn)工藝復(fù)雜,技術(shù)難度較高,質(zhì)量控制點(diǎn)多。下面擬就主要工藝參數(shù)進(jìn)行闡述。
1.對基材的要求
粘結(jié)強(qiáng)度影響著復(fù)合膜及其制品的許多物理性能,是最重要的質(zhì)量控制指標(biāo)。粘結(jié)良好的復(fù)合膜必要條件是:粘合劑能牢固地粘附在兩層薄膜表面上,即與兩層基材的表面密切接觸,均勻鋪開并填滿觸面空隙而濕潤之。
PE、PP等非極性材料制成的薄膜,表面張力只有28達(dá)因,對印刷油墨、粘合劑等后加工材料吸附力很差。因此,生產(chǎn)前對基膜采用高頻高壓電暈放電處理,使其表面產(chǎn)生羰基等極性基團(tuán)和細(xì)微的物理凹坑,以使其表面張力達(dá)到38~44達(dá)因。
薄膜中的添加劑等與樹脂應(yīng)有良好的相容性,如果析出而造成界面污染,就會降低印刷和剝離強(qiáng)度。
復(fù)合用鋁箔在成型時(shí)使用了大量潤滑油,有類似脫模劑的作用。后復(fù)處理退火應(yīng)完全,清潔度達(dá)A級。
2.油墨
復(fù)合工藝力求根據(jù)薄膜選用相應(yīng)的復(fù)合里印油墨。常用聚酰胺類,應(yīng)與基材、粘合劑有良好的親和性,剝離強(qiáng)度高,可耐內(nèi)容物。在設(shè)計(jì)制版時(shí)應(yīng)注意在印刷面四周留出空白,使得熱封時(shí)偏離油墨層。
3.粘合劑
粘合劑應(yīng)具備三個(gè)條件:(1)容易流動;(2)能浸潤被粘物表面;(3)能固化、結(jié)合被粘物。國內(nèi)目前多采用二液型聚氯酯粘合劑。PU180的標(biāo)準(zhǔn)配比是:主劑:固化劑=100:10~15。
粘合劑配制時(shí)應(yīng)注意:(1)配比應(yīng)準(zhǔn)確,以防固化不完全;(2)攪拌要充分,以防混合不勻影響粘接力。由于固化劑量少,應(yīng)均勻分散在溶液里,可以先配主劑+溶劑,固化劑+溶劑,再兩者混合;(3)制好的溶劑應(yīng)密封,切勿混入水和醇類,以防反應(yīng)。(4)粘合劑粘度變化很大,最好在8小時(shí)內(nèi)使用,若超過48小時(shí),則兩組分交聯(lián)活性很小。
4.涂布技術(shù)
國內(nèi)多采用凹版輥筒涂布,涂布量容易控制。涂層厚度由2個(gè)參數(shù)決定:(1)擠壓輥與涂布輥的輥距;(2)涂布輥與基材的相對速度。
粘合劑的涂布情況與涂布量是影響復(fù)合膜剝離強(qiáng)度的主要因素,涂布量不足會造成外觀不良、剝離強(qiáng)度低、材料脫層、熱封強(qiáng)度低及煮沸、蒸煮等各種耐性下降。粘合劑過多則涂布困難,干燥緩慢,增加成本。一定涂布量后粘結(jié)強(qiáng)度不再隨涂布量增加而增加,主要是容易產(chǎn)生滑移,造成內(nèi)應(yīng)力而反過來影響強(qiáng)度。
涂布量:一般干果袋1.5~2.5g/cm2(干基);蒸煮袋4.0~5.5g/cm2。
5.加工溫度控制
為了涂布均勻,粘合劑用醋酸乙酯等稀釋到含固量20~30%,因此復(fù)合前必須經(jīng)烘道加熱,使其揮發(fā)。烘道分三段,溫度逐步提高,根據(jù)基材性質(zhì)、厚度、復(fù)合速度進(jìn)行設(shè)定。一般入口處60℃,中間至出口可高10~20℃。
粘合劑干燥過度則粘結(jié)力下降,甚至造成某些拉伸基材(如BOPP等)收縮;溫度過低則揮發(fā)不徹底,粘結(jié)力下降且有異味。
基材在復(fù)合前要經(jīng)過預(yù)熱以縮小與上膠基材的溫差,溫控約60℃,可參考烘道出口溫度。
烘道溫度也應(yīng)隨氣溫作適當(dāng)調(diào)整,但環(huán)境溫度的影響很小。而環(huán)境的相對濕度對復(fù)合質(zhì)量影響較大,一般要求RH<80%,鋁朔復(fù)合最好RH<70%。相對濕度過高,易產(chǎn)生氣泡,造成外觀不良,剝離強(qiáng)度下降。
兩層材料在復(fù)合輥加壓條件下粘合在一起,組成了平滑無氣泡的復(fù)合材料。這時(shí),復(fù)合輥應(yīng)加熱至80~l00℃(具體視基材、速度而定),以增加粘結(jié)劑交聯(lián)的初粘強(qiáng)度,使兩層基材不產(chǎn)生相對移動。
6.熟化
二液型聚氨酯粘合劑只有在充分交聯(lián)固化后才能使粘結(jié)強(qiáng)度最大。除了要求膠液混合均勻外,時(shí)間和溫度是固化反應(yīng)的兩個(gè)主要參數(shù)。適當(dāng)提高熟化溫度,反應(yīng)速度加快,熟化時(shí)間越長則固化反應(yīng)越完全。據(jù)測試,在5~14天時(shí)間內(nèi),強(qiáng)度均在改善。
一般熟化溫控在50~60℃,過高則固化加劇,易產(chǎn)生汽泡,使外觀不良。常用復(fù)合膜熟化時(shí)間:BOPP/PE為24h,BOPP/AL/PE為48h,PET/AL/CPP為72h。
7.其他
整個(gè)復(fù)合過程都是在加熱情況下進(jìn)行的,因此從復(fù)合輥出來的材料溫度較高,有可能發(fā)生粘連,以及在自然冷卻時(shí)產(chǎn)生收縮。一般可在收卷前增加水冷卻輥,使溫度適當(dāng)降低。(文:王敏)
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