干式復合時的注意事項
干法復合作為制造復合材料的一種方法,其基本特點是:將各種基膜基材用粘合劑(膠粘劑)在“干的”狀態(tài)下進行復合,其主要工序有:⑴基材的準備;⑵膠液的配制;⑶涂膠;⑷干燥(烘干);⑸復合;⑹冷卻收卷;⑺熟化(固化)。
干法復合時,由于生產(chǎn)準備和生產(chǎn)管理的疏忽,致使某些技術條件未能達到生產(chǎn)要求而導致生產(chǎn)出的復合產(chǎn)品質(zhì)量下降,達不到用戶的使用要求,輕則出現(xiàn)次、廢品,使生產(chǎn)成本增加;重則會失去用戶,甚至會發(fā)生經(jīng)濟賠償,產(chǎn)生法律糾紛。因此列舉以下注意事項共參考,以防患于未然。
一、 生產(chǎn)前期的注意事項
1、 膠粘劑、薄膜從倉庫搬入車間時,應用抹布將其表面的灰塵、垃圾及水滴等完全擦去。
2、 使用的膠粘劑、基材、稀釋劑的品名、批號、生產(chǎn)廠家(或供應商)、使用量都應記錄在日報表內(nèi)。
3、 在冬季,當儲藏溫度低于20℃時,應將膠粘劑提前搬運到車間里,使其液溫保持在25℃左右,有必要的話,可放入熟化室預熱。液溫過低則膠液的粘度增高,使涂布量不均,對薄膜的濕潤性也差,常成為外觀不良的原因。另外,濕潤性差導致涂布量增加,造成了生產(chǎn)成本也隨之增加。工廠內(nèi),膠粘劑最適宜的溫度為20℃~25℃。
4、 在夏季,由于空氣濕度大(尤其是雨天)、氣溫高,醋酸乙酯易吸水、揮發(fā);固化劑也易吸水發(fā)生化學反應,消耗掉了一部分固化劑,造成配制的膠液主劑和固化劑比例不當,使膠層不干,復合牢度也不高。因此,在夏季應少配、勤配膠水,配好后的膠水應盡快用完。另外,配完膠后應馬上把裝主劑、固化劑和醋酸乙酯的包裝桶蓋好并密封,以防吸水、揮發(fā)。
5、 配制膠液,一定要按照說明書中提供的比例,并根據(jù)復合包裝的要求確定正確的膠夜?jié)舛?,準確稱量配制。配膠的正確步驟應是:先稱量主劑,再往稱量好的主劑中加入所需的醋酸乙酯,之后應進行5分鐘以上同一方向充分攪拌,之后再加入所需的固化劑,再向同方向進行5分鐘以上充分攪拌,并進行顏色、異物檢查,待氣泡完全消失后(大約需要5~10分鐘)即可使用。有些工人由于工作忙或嫌麻煩,干脆把三種材料先混在一起,之后再簡單攪拌幾下就算完事,這樣配制的膠液用起來是很危險的。
6、 測定膠液的液濕及荼恩粘度是否與說明書的數(shù)據(jù)相吻合(一般用荼恩杯進行秒數(shù)管理)。如不一致,應檢查配制比例是否有問題,或膠粘劑質(zhì)量是否有變化。
7、 確認調(diào)和器循環(huán)槽、循環(huán)泵、膠液槽、涂布輥無異物粘附。如有凝膠物或異物應立即除去。
8、 為防止調(diào)和器循環(huán)槽、膠液槽中醋酸乙酯的揮發(fā)應蓋封,用PET或PP的板狀透明物為佳。
9、 循環(huán)槽回口處應安扎過濾器(如尼龍襪等)。
10、涂布輥用醋酸乙酯洗不干凈,應每周1~2次用洗板液清洗,以防塞板造成上膠量減少。清洗方法按洗板液說明書進行。
11、涂布輥與涂步量的關系:一般使用至300~500萬米后,應進行再鍍鉻處理以維持正常的涂步量。
12、檢查刮刀與涂布輥是否保持正常角度、有無刮傷。
13、對基材的檢查:⑴基材表面應光滑、平整,無僵塊或過多的黑黃點、晶點等;⑵涂膠表面張力應在40~44mN/m之間;⑶薄膜厚度平均誤差應在10%以內(nèi)(1米寬度),厚度的測量方法是使用千分卡尺。⑷薄膜厚度平均誤差應分布均勻,分布不均,即使厚度平均誤差在10%以內(nèi)也不能使用。⑸在復合張力作用下的伸長應小于1%。
二、 生產(chǎn)過程中的注意事項
1、 倒入膠槽中的膠液,由于暴露在空氣中,再加上涂膠輥的高速旋轉(zhuǎn),對膠液進行攪拌,一段之間后,醋酸乙酯就會揮發(fā),使膠液濃度提高,尤其在夏季,這就要對循環(huán)槽內(nèi)的膠液一小時一次進行荼恩杯粘度測試。粘度如有上升,應用醋酸乙酯進行調(diào)整,以保證上交量一致。對于沒有循環(huán)設備的膠槽,更應勤監(jiān)測膠液濃度的變化。
2、 復合速度:根據(jù)涂布輥的形狀,在能保證上膠量的情況下,平輥的最高加工速度是180m/min;凹輥是120~150m/min。在實際生產(chǎn)中,復合速度應根據(jù)設備的設計要求、設備精度、涂布輥種類、膠液工作濃度及基膜的種類而定。在能保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,復合速度越高,生產(chǎn)效率越高。
3、 烘道的干燥溫度設置一般為:第一段(入口)50~60℃;第二段70℃;第三段75~80℃,但這不是經(jīng)典的。總的原則是:應根據(jù)基材的耐熱性、復合時基膜的線速度、所使用的溶劑種類綜合考慮,控制干燥后溶劑的殘留量在10mg/m2以下(日、美要求在5mg/m2以下)。如果所用的基材是耐熱性高的PETP、PT、OPA等,且復合速度較高,則烘道的溫度可相應提高。但也不能一味追求干燥而提高烘道溫度,使基膜因受高熱而收縮變形。一般來說,在一定運轉(zhuǎn)張力作用下,經(jīng)烘道加熱后,基膜的橫向收縮率一般不超過2%。如果基膜的收縮率大,則烘道的溫度不能設置太高,由此而造成殘留溶劑過多時,則應放慢復合速度、減低運轉(zhuǎn)張力、加大排風量,這樣也能保證殘留溶劑不超標。另外,有的工廠的復合機,由于使用的時間太長,又沒有及時維護,常有溫空表讀數(shù)和實際溫度不相符的現(xiàn)象,這樣的設備是無法保證干燥合格的,應經(jīng)常檢查,及時維修。
4、 對有特殊要求的復合包裝材料,如蒸煮袋、酒袋、色拉油袋等的復合,應對上膠量進行測算,以保證達到要求的上膠量,使復合牢度能滿足包裝物的特殊要求。
測量上膠量的方法是:基膜剛剛復合后剪下一塊稱重,之后剝開,去掉粘合劑,稱重,再根據(jù)面積大小即可算出上膠量。在復合輥處用硅脂在載膠膜復合,上膠量計算同上(此法適于計算較薄的膜)。
5、 張力的控制:在干式復合中,張力的控制是十分重要的,張力過小,制品易產(chǎn)
生皺紋;張力過大,拉伸大,破壞印刷圖案,也有可能拉斷薄膜。
各種基材張力的控制可按下式計算:
總張力N = 膜厚度(mm) × 寬度(mm)× 系數(shù) × 9.8
一般情況下(按膜寬1米):OPP的張力在49~78.4N;PET或PA在78.4~98N
復合輥前的LDPE放卷張力:29.4~49N;鋁箔則更低一些,在29.4N左右
復合后復合膜的收卷張力為98~117.6N。張力的控制采用磁粉張力控制器或摩擦片來控制。
三、 生產(chǎn)結束階段
這一節(jié)講的是有關熟化(固化)當中存在的問題。
復合后的復合材料要經(jīng)過熟化處理,這是每個復合包裝廠都必須面對的問題。有些彩印廠由于生產(chǎn)任務忙,有時產(chǎn)品不經(jīng)熟化或熟化時間很短就進行制袋,這是很不科學的,也經(jīng)常由此造成產(chǎn)品質(zhì)量下降,甚至出現(xiàn)次、廢品。
絕大多數(shù)膠粘劑產(chǎn)品說明書上標注的熟化時間都是復合材料熟化所需的最短時間(熟化室溫度在50~60℃),如達不到這個時間,產(chǎn)品就不會熟化完全。只有達到完全熟化后,雙組份聚氨酯膠粘劑的主劑和固化劑才能充分進行化學反應,使其分子量成倍地增加,生成網(wǎng)狀交聯(lián)結構,這樣才能使復合材料有更高的復合牢度、更好的耐熱性和抗介質(zhì)侵蝕的穩(wěn)定性。
雙組份聚氨酯膠粘劑的化學反應,在溫度不高的情況下(如常溫)也會緩慢地進行,但速度不快,要經(jīng)過7~10天的時間才能達到較完全的程度,這在工業(yè)化生產(chǎn)上是行不通的。常溫下熟化周期太長,效率太低,而且最終的剝離強度也沒有在加溫狀態(tài)下熟化的好。
對復合包裝材料,熟化的溫度和時間只與上膠量有關,而與基材無直接關系。上膠量越大,則在熟化溫度不變的情況下,所需的熟化時間越長。對于熟化溫度和時間的關系:溫度在50~60℃時,熟化時間需要48小時以上,70℃時只要24小時,而80℃時則只要6~8小時。熟化溫度太高時,有些塑料薄膜會產(chǎn)生收縮變形,甚至嚴重到粘連的地步,而且人進出也不方便。所以在大多數(shù)場合熟化溫度定在50~60℃較合適。而只有在自動化條件好、薄膜又是耐高溫材料的條件下才適合高溫快速固化。
以上是對高固含量低粘度的聚氨酯膠粘劑所講。對低固含量的雙組份膠粘劑,由于它的分子量大,生成網(wǎng)狀交聯(lián)結構的時間要短,因此用此種膠粘劑復合所需的熟化時間要短,具體請看產(chǎn)品說明書的規(guī)定。
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