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國望論壇•複合產品離層原因及解決方案

發布時間:2018-12-8 點擊:1598 字體大小: 返回

622日下午,由廣東包協情報委、《包裝前沿》主辦、北京華騰(廣東國望)獨家讚助的複合產品離層原因及解決方案在線技術交流活動在包裝前沿兩個QQ群、三個微信群同步舉辦,約3000餘位群友在線參加。

技術交流由北京華騰鄭方明(廣東國望)先生主講,鄭工從複合強度低、介質穿透破壞、放置衰減、鍍鋁轉移等方麵介紹了多種造成複合離層的原因,並給出相應的預防離層的解決方案。

一、複合產品離層原因及解決方案·鄭方明主講

困擾軟包裝複合廠家的主要問題除了複合外觀、收卷平整性外就是產品後期的離層問題。相比表麵白點、氣泡以及收卷平整性,複合製品的離層情況不容易立即被操作人員發現。

很多時候發現有特定的離層狀況時,已經生產出了大量的成品或者半成品了。因此,及時發現以及采取防範措施減少或者避免離層問題的出現尤為關鍵。

(一)預防離層需要做好的準備

1、分析需要複合的基材

包括塑料薄膜材料、鍍鋁薄膜或者鋁箔,還有油墨以及薄膜表麵的塗層。針對不同材料的特性,不同類型以及質量狀況的油墨,設定好相應的工藝參數,如上膠量、複合張力、機速以及烘道、複合輥的壓力等。後續的熟化條件也要相應的針對性調整。

2、產品後期需要進行的加工處理需求

例如抽真空、100水煮、121蒸煮、135蒸煮等,根據後序工藝需要選擇適當的印刷油墨,確定是否需要添加油墨固化劑。並要選用合適的粘合劑和適當的配比,保證足夠的上膠量以適應耐溫性和耐水解的要求。

3、明確了解包裝內容物

如後期需要包裝含有酸堿介質或者強滲透溶劑的產品,如酒精、醋酸、甲醇、甲苯或者乳油狀的農藥,又或者是特殊的食品添加劑如增香劑乙基麥芽酚等,需要了解這些物質的種類及具體的含量,以便確定合適的粘合劑以及設定適合的工藝操作條件。

這些不同種類的物質對包裝袋的影響不盡相同,溶劑類物質一般經內層膜滲透遷移,如果遇到鋁箔或者鍍鋁等高阻隔性的材料,就會在其表麵富集,對另一塑料薄膜和粘合劑進行溶脹而將兩層膜撐開,從而造成分層。

還有一種情況是,如酸、堿性的物質透過內層熱封膜後與粘合劑接觸,與粘合劑反應,水解或者將其降解掉了,斷鏈後的粘合劑就失去了原有的粘接性能而導致分層。

4、關於包裝膜、袋的儲存期限

除含特殊介質的內容物外,食品包裝製品基本可以完全滿足食品的儲存以及銷售周期。但是對於建築以及裝飾裝修方麵使用到的複合製品,以及長期戶外放置的產品就要做好相對應的加速老化測試以確保產品可以適合特定狀況下的需求。

要注意環境因素的影響,如高溫、超低溫或是高濕環境等。長期高溫下存放,需要粘合劑有較好的耐溫性能和耐熱蠕變性能。同樣,在超低溫情況下粘合劑會變脆,也容易出現離層的情況。高濕度環境下會加速粘合劑的水解,也會導致強度降低甚至離層,特別對於鍍鋁以及鋁箔製品,鋁層容易從薄膜、袋子的邊緣逐漸被氧化腐蝕。

畢竟高分子材料,包括塑料薄膜、印刷油墨以及粘合劑都會有其老化和性能衰減的過程。包括黃變、脆裂、粉化等,這些都需要AG那麽多人玩怎麽追殺?對產品的應用場合有一定的了解。

5、合理選擇油墨

在印刷前就需要確定是需要通用型油墨還是耐溫型油墨。

聚氨酯複合裏印油墨誕生之初,都是需要配備適量的油墨專用固化劑使用,但是由於油墨廠家基於成本方麵的考慮,即使是有蒸煮需求的複合製品,很多都在使用單組份的裏印油墨。

這樣油墨樹脂裏麵含有大量的活潑氫類物質,對後續的複合所產生的影響就沒法預料了。同時,油墨的使用壽命、後期餘墨的保存和再利用、防止幹版等因素也會影響彩印企業對油墨的選擇。

6、粘合劑的選擇

在整個複合生產過程中,粘合劑所占的成本比例應該是最輕的。但是其所承擔的角色卻尤為重要。

針對特定的性能要求,需要選擇相應能滿足需求的粘合劑。

(二)常見離層類型及解決方法

1、下機即發現離層,又或者是強度低、沒有初粘

例如無溶劑複合,或者個別的分子量較大的鋁箔專用型粘合劑複合,溶劑烘幹後其表麵狀態即表現為較的狀態,如果跟較厚的第二複合基材,如RCPP複合則可能會出現沒有初粘的離層狀態,這種情況在冬天溫度低的情況下比較常見。

這種情況可以取樣在50左右熟化烘烤,一般強度在十幾分鍾後即有明顯地提高,否則就要排查粘合劑質量狀況或者薄膜的表麵處理是否正常。

2、熟化後出現離層

這裏包括熟化後剝離強度極低的情形。首先要確定粘合劑在哪一層薄膜上,如果遇到肉眼較難判斷的情況,可以通過紅外光譜儀定性分析。

確定好分層的薄膜後,可根據該薄膜的特性分析,是表麵處理狀況問題,還是粘合劑的粘接強度不足,又或者是薄膜(如PE)裏爽滑劑之類的助劑析出導致的。

3、複合膜、袋常溫放置後出現離層

一般複合製品從複合後開始計算,7天後粘合劑會被認為已經接近100%固化,剝離強度趨向穩定。

但是複合膜材、油墨以及粘合劑在不同的溫濕度以及光照條件下,會存在不同程度的老化衰減,長時間放置會存在剝離強度的衰減甚至分層的情況出現。

對於一般的包裝內容物而言,短時間放置如果出現離層的情況,在排除內容物不含特殊滲透介質的情況下,就需要確定其所存放的環境是否有影響,粘合劑的耐老化穩定性是否滿足要求。

4、製袋過程中出現的分層狀態,也就是常說的熱封離層

這種情況多見於粘合劑本來就沒有固化完全的情況。熱封時高溫使粘合劑軟化,受力錯位即容易出現脫層的情況。

遇到這種情況需要考慮粘合劑的配比是否合適,印刷油墨質量是否可靠,溶劑純度是否合格,印刷以及複合的溶劑殘留量是否達標等幾個方麵。

5、水煮、蒸煮後出現離層

這裏也分兩種情況:普通內容物的水煮、蒸煮包裝和含特殊介質內容物的水煮、蒸煮包裝。

首先需要確定粘合劑的選擇是否適當,是否按照粘合劑供應廠家的建議使用。對於耐溫要求的產品,特別是含鋁箔的製品,其生產工藝的要求也相對普通製品更加嚴格,如控製好印刷以及複合的溶劑殘留量、保證足夠的上膠量、設定好合適的固化條件包括熟化溫度和足夠的固化時間。

對於包裝內容物中含有特殊添加劑或者滲透性溶劑的產品,還要做好前期的測試工作,這些介質種類繁多而且影響的程度也不盡相同,需要多做測試方可大量生產。

6、含特殊介質的內容物儲存後出現分層

在包裝好特定內容物後,或者是做好相應的水煮、蒸煮消毒殺菌操作後,放置一段時間後才出現的分層情況。對於這樣的情況必須要進行老化儲存測試以確保包裝袋能耐受內容物的長期滲透影響。

7、鍍鋁複合膜的離層現象及解決辦法

鍍鋁複合膜離層,也常被叫作鍍鋁脫落、鍍鋁轉移,該問題一直以來困擾著軟包裝企業。其直接的表現就是剛複合好的產品初粘強度較好,但經熟化後剝離強度下降明顯,剝開時發現鍍鋁層全部或者大部分轉移到另一基材上。

該現象大多出現在以PE膜為熱封底材的PET印刷膜複合VMPET上,PET印刷膜、OPP印刷膜複合VMCPP也有較高的出現幾率。

導致鍍鋁複合膜分層與鍍鋁膜本身的質量關係很大,鍍鋁膜質量差很容易出現該類質量問題。另外也有一種說法認為,粘合劑的反應內應力和結晶性大的話也容易致使鍍鋁膜的破壞而出現離層狀況。

在處理鍍鋁轉移的問題時,普遍的做法是提高膠膜的柔韌性,使鍍鋁界麵上形成的對鍍膜有破壞作用的應力吸收並釋放掉從而減緩鍍鋁脫落。最常見的做法是減少固化劑的用量,使膠層的結晶性降低而變得相對柔軟。但是建議在使用該做法的時候一定要做好測試,保證後期的剝離強度,避免出現因為粘合劑不幹而造成的皺折、隧道的情況出現。

另外,縮短熟化時間也有利於粘合劑反應內應力的緩慢釋放。但是為了保證良好的固化效果,建議在適當提高固化溫度的情況下縮短熟化時間。

8、複合膜出現熱封離層

就是製袋時候的分層現象。一般有如下原因:

粘合劑的耐熱性不良。

粘合劑的配比失調。這裏包括幾種情況:首先固化劑是否已經變質,造成一定程度上的失效;生產操作上是否存在調配失誤;溶劑的純度、醇含量、水分含量是否超標;印刷的溶劑殘留、印刷油墨的質量、殘留的活潑氫物質是否超標;還有環境的因素,濕度是否太大等。

固化狀態不良。要考慮是否在合適的溫度下有充足的時間固化?

溶劑殘留的影響。印刷工序也好,複合工序也好,如果殘留的溶劑量過大,在膜層間,一方麵對粘合劑和薄膜都有溶脹作用,另一方麵受熱時候體積膨脹也會一定程度上引起分層。

9、油墨脫落(轉移),印刷膜離層

印刷膜一般選用BOPPPET或者尼龍薄膜。

對於BOPP薄膜的油墨轉移情況,一般是由於PP材料極性相對較低,印刷油墨在其表麵的粘附力不足,被粘合劑粘接轉移到裏層膜上了。

對於使用BOPP作為印刷膜的複合製品,一般該層剝離強度要求並不太高,而且BOPP薄膜也容易拉斷。

但是對於PET印刷膜,該薄膜有較強的極性,即使不經過處理,表麵張力也有42dyn以上,基本上對於大部分的裏印油墨都能夠有較好的附著力。

可是在塗覆上雙組分聚氨酯粘合劑後,與別的薄膜複合後,特別是與柔韌的裏層薄膜,例如PE薄膜複合後,當做剝離測試時,有時候也會發現印刷油墨層轉移到裏層薄膜上去的情況,裏層薄膜越厚這種情況越明顯。

這時候出現這樣的情況又是為什麽呢?這其實跟PET薄膜的特性相關性也很大,該薄膜的阻隔性好,抗滲透性強,同樣對於印刷溶劑的透過性也就很差了,當印刷過程中的溶劑殘留量過高時,複合過程中的溶劑會更容易滲透進油墨層裏麵,溶劑就更加難以揮發幹淨了。

積累在印刷膜層間的多種溶劑在膜層間遊離、滲透以及溶脹,就導致了後期印刷膜層剝離強度差,甚至有離層的情況出現。

要避免這種情況的油墨轉移問題,印刷過程以及複合時要注意:

1)印刷溶劑殘留要控製好,油墨層要徹底烘幹,防止出現油墨層的假幹現象。如果受限於印刷機工況,烘幹效果較差,可將印刷膜在複合機上倒一次卷,經複合機的烘道進行烘幹,保證印刷膜能將溶劑釋放幹淨。

2)同樣的複合工序也一樣,粘合劑的溶劑在經過烘道時要盡量揮發幹淨,保證複合機烘道的加熱、排風係統都處於良好的工況。

複合離層問題,畢竟其形式多樣,而且各彩印企業的處理方式也不盡相同,企業應該根據自己的實際生產狀況,進行排查,並不斷總結經驗,肯定可以很好地解決複合離層問題。

二、自由交流階段

1、溶劑殘留量

中拓小楊:一般溶劑殘留量達到多少容易出問題?

廣東國望鄭方明:

這個沒有一個很確定的數字。不同的材質、不同的油墨厚度結果都會不一樣。一般還是以打樣複合的要求作為基準。

建議將良好的印刷樣品作為標樣,檢測過後以那個數值為標準。按照AG那麽多人玩怎麽追殺?多年來幫助彩印廠檢測溶劑殘留的匯總,一般印刷溶劑殘留可以控製到2mg/ 以下。這個是一下機立即取樣分析的,當然很多時候都可以做得更低。

中拓小楊:

是的,這就需要一個長期的數據采集。目前很多企業的油墨,特別是舊油墨比較多,同時存儲的方式存在一些漏洞,導致油墨的老化,從而使其印刷、複合後經常出現強度低。PET/VMPET/PECPP的時候,對於熱封材料這方麵,有沒有哪些需要關注或者是控製?從而緩解其鍍鋁轉移效果。

廣東國望鄭方明:

這個主要是看鍍鋁膜的質量。而且一般厚的底膜,出現鍍鋁轉移的現象會比較多。

李功亮:

盡量減少印刷膜複合的上膠量,減少底膜的拉伸變形。

廣東國望鄭方明:

粘合劑配比的調整也比較常用。

李功亮:

希望大家把提高塗布狀態重視起來。

中拓小楊:

關於鍍鋁轉移這個所涉及的麵確實是比較廣的,從油墨到溶劑殘留、上膠量、配膠方式、烘道溫度以及收卷張力、熟化條件等,和鍍鋁強度也密不可分。

2、明友包裝 小張:AG那麽多人玩怎麽追殺?的新訂單MOPP19//(VMPET-PET)12//PET12//CPP65,其中MOPP19//(VMPET-PET)12準備用水膠,(VMPET-PET)12//PET12準備用溶劑膠,PET12//CPP65是用無溶劑複合。這個單還沒生產,這個結構第一次做,而且是陰陽袋。MOPP/(VMPET-PET)層,用水膠做會不會剝離不好? 無溶劑的剝離會不會比水膠好一點?

李功亮:

水膠一般不會離層。再有裏麵的PET要用雙電暈的。防止鍍鋁轉移的話,如果用溶劑粘合劑,第1是要少上膠,第2是盡量低溫熟化,第3是減少膜的拉伸變形。

明友包裝 小張:

不同顏色的油墨,剝離強度也不同,但是AG那麽多人玩怎麽追殺?公司對剝離強度的標準隻是定一個數值,沒區分各個顏色的剝離數值,經常都要走評審流程。像BOPA15/PE52結構(果凍條、冷凍產品),一般剝離標準是多少?

李功亮:

不同顏色油墨剝離強度不同是正常現象,隻是差異大小的問題。

廣東國望鄭方明:

NY複合PE一般強度都可以做得比較高,你是更加關心它的耐冷藏效果嗎?

明友包裝 小張:

AG那麽多人玩怎麽追殺?做BOPA/PE果凍條產品,不同批次的剝離時好時壞,不穩定。前期有投訴過果凍條破包,所以比較關心剝離問題。

3、如果用水性油墨印刷,然後再與一些高阻隔性膜材無溶劑複合,需要注意哪些問題?

廣東國望鄭方明:

水性油墨印刷最擔心的是溶劑(水)的烘幹效果。水與酯類、醇類相比,會更加難揮發。 無溶劑粘合劑含大量的NCO基團,會與水分子反應,產生CO2氣體。

李功亮:

做複合不一定對各個廠家的粘合劑都了解,但對市場上常見的粘合劑類型,性能分類最好比較清楚。這樣對不同的複合產品選擇適合的粘合劑會有幫助!

廣東國望鄭方明:

是的,這樣才能從應用性能以及成本上綜合篩選出適當的粘合劑。

4、三鼎包裝:膠水配溶劑後變白是怎麽回事?

托展:

膠水變白可能是酯溶膠裏麵錯誤加入了醇類溶劑,導致樹脂與溶劑不相容變白。

廣東國望鄭方明:

這種情況確實有,嚴重的甚至會結團。一般來說,在剛開膠時候,粘合劑處於高粘的狀態,乙酯粘度低,分子量相比較也很低,這段時間內會有相分離的情況出現,呈現出來的狀態就是發白 。即使是沒有加入固化劑,這種狀態也會有出現,對於鋁箔膠或者高溫蒸煮膠更加明顯。

但是如果攪拌均勻後還是發白的話,就要考慮別的因素了。

托展:

應該是稀釋後還是白的。

廣東國望鄭方明:

那就要考慮溶劑不純、用錯溶劑還是粘合劑質量的問題,一一排查。

5、方大包裝張:AG那麽多人玩怎麽追殺?用溶劑型膠水,三層複合拉鏈點燙處出現脫出是什麽原因?結構是PA//VMPET//PE

QQ截圖20170623150949.jpg

廣東國望鄭方明:

如果中間層是鍍鋁的話,相對比較麻煩一點。燙接的位置受熱的溫度高,而且拉伸程度較大。

方大包裝張:

現在就是會出現衰減,脫層了。

重慶聚特呂銘華:

脫層應該是NY/MPET層吧?如果是外層,要確認是油墨轉移還是鍍鋁轉移。

廣東國望鄭方明:

先觀測離層的狀態。如果隻出現在拉鏈的位置,很多時候是因為固化狀態不好。我看這個袋子印刷了滿版的油墨,還要注意油墨層的固化效果。注意外層是否有發粘。

如果可以的話,有托底層的油墨,就在那一個墨上加油墨專用固化劑。當然粘合劑多加固化劑也可以緩解。

方大包裝:

我外層是幹複機複合,內層是無溶劑複合。外層發粘了。

重慶聚特呂銘華:

一般NY做外層,複合鍍鋁結構的穩定性比較差,鍍鋁轉移現象也比較嚴重。一方麵是因為NY的極性比較強,另一方麵NY作為表層吸潮後收縮性比較大,容易造成鍍鋁轉移或強度衰減。此類結構建議用加強型鍍鋁。

方大包裝:

好的,謝謝。

李功亮:

水性聚氨酯粘合劑粘合劑可以有效地解決鍍鋁轉移問題,且可以熱封製袋燙拉鏈。

嘉合萬盛艾爾文:

用鋁塑複合膠也可以。

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