复合版须知：复合 |
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| 楼主-发帖时间:2024/6/10 8:53:42浅谈软包装应用领域的复合技术 |
 软包装杂工
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复合是软包装生产中尤为重要的一个工序，复合质量的好坏直接关系到软包装产品的使用价值。
一、复合的种类 1、干式复合 图片 目前最常见的一种复合方式，就是在基材表面涂布一层溶剂型胶粘剂，经过烘道除去溶剂而干燥，然后与另一基材通过热辊压合成膜的复合方式。干式复合是利用凹版印刷的原理进行涂布，可采用普通单面刮刀或封闭刮刀,可采用背压辊直涂，也可反向接触式涂布（吻涂），应用广泛，结构简单，易于操作。 涂布量大小取决于网纹辊的线数，涂布量准确，速度高，适合涂布胶的粘度从200cps到2000cps,室温下水的粘度为1cps，涂布量在3~30gsm；复合钢辊热水恒温循环或者通导热油，双层管壁，机架墙板要求加工精度高。 2、湿式复合 就是先涂布后复合，在基材表面涂布一层水溶性胶粘剂，然后与另一基材通过热辊压合成膜，再经过烘道干燥的复合方式。 湿式复合一般要求其中一种基材具有较强的透过性能，以便水分能在复合后渗透挥发，湿法复合工艺使用水溶性粘合剂，在纸张复合中使用较多。 涂布方式采用三辊涂布，是依靠橡胶辊和涂布辊之间的压力及相互的速度差来控制涂布量，这种涂布长处是不需要经常更换辊子、清洗方便，但涂布量不易控制，橡胶辊易膨胀变形。 3、热熔复合 就是将聚乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、石蜡放在一起加热熔融后均匀涂布在基材上，然后与另一基材通过压辊压合成膜的复合方式。 4、挤出复合 就是用挤出机将聚乙烯树脂或其它树脂加热熔融、经过模唇流出形成片状薄膜后立即与另一种或二种基材通过冷却辊压合成膜的复合方式。 5、多层共挤复合 就是将多种不同性能的树脂通过多台挤出机共挤进入模具复合成膜的复合方式。 6、无溶剂复合 近些年工艺日趋成熟的一种复合方式，具有高效、节能、环保的特性，其使用工艺就是将经加热后粘度变小的非溶剂型胶粘剂涂布在基材上，然后与另一基材通过热辊压合成膜的复合方式。这种复合方式的上胶涂布通常采用光辊转移涂布，调整各辊之间的间隙、压力及速差就可以调整涂布量的大小。 整个涂布头部分的结构较为复杂，要求上胶辊、涂布辊、压辊的加工精度和装配精度高，成本也比较高。由于这种涂布机主要采用高精度的光辊进行上胶涂布，涂布效果较好，涂布精度高。R1、R2、R4表面光洁度0.0002mm内，装配后圆周跳动0.003mm内，辊面镀铬硬度高，钢辊热水恒温循环，双层管壁，机架墙板要求加工精度高。 二、复合附着力分析 当两种物体被放在一起达到紧密的界面分子接触，以至生成新的界面层时就生成了附着力。在复合过程中，当胶粘剂涂布于基材上，在干燥和固化的过程中附着力就生成了。这些力的大小取决于基材表面和胶粘剂的性质。 广义上讲附着力可分为二类：主价力和次价力。化学键即为主价力，具有比次价力高得多的附着力。次价力基于以氢键为代表的弱得多的物理作用力，这些作用力在具有极性基团(如羧基)的基材上更常见，而在非极性表面如聚乙烯上则较少。 1、附着力理论基础 在亚微观状态下观察，基材表面是粗糙的，充满孔洞、凹陷。具有良好流动性能的液态胶粘剂流入并填满这些孔洞、凹陷，干燥固化后形成钩锚、榫接、铆合等机械连接力。基材的粗糙程度高、表面积大，附着力就大。只有当胶粘剂完全渗透到粗糙表面的不规则界面处，才对附着力有利。在界面间产生化学键，互相反应的化学基团牢牢结合在基材和胶粘剂上。 胶粘剂和基材表面都带有残余电子而形成带电双电层，这些电子的相互作用也能提高附着力。当胶粘剂分子与基材分子之间的间距超过0.5纳米（5埃）时，这些力的作用明显降低，所以保证一定压力用压辊使胶粘剂与基材紧密接触是非常重要的。 2、附着力形成原理 当不相似的两种材料密切接触时，在空气中的两个自由表面消失，形成新的界面。界面相互作用的性质决定了涂料和底材之间成键的强度，这种相互作用的程度基本由一相被另一相的润湿性决定。对基材具有良好润湿性的胶粘剂，借助毛细现象的作用，在压力作用下由网辊上的网眼转移到基材上。 复合过程中胶粘剂是在强制受压的情况下进入基材与网辊之间的，随后胶膜在基材与网辊之间因接触和受压及润湿和铺层形成相互之间的附着力。附着力在胶膜分离过程中作用时间是非常短暂的，只有万分之几秒，而且是周期性的冲击力。由于作用时间极短、这时胶粘剂表现出固体的刚性特点即弹性，也就是拉得太长（胶丝）会断裂，断裂后会回弹的特性。胶膜在上述过程中所表现出的阻止胶膜破裂的能力，叫胶粘剂的粘着性，即分子间的连结力，是其在附着力作用下的一种表现。如果粘着性大于附着力，则胶粘剂不会转移到基材上。而复合过程中，速度、刮刀距离、溶剂配方、压力分布都会影响粘弹性，所以控制好转移瞬间胶粘剂的粘弹性对复合效果致关重要。 3、涂布液粘弹性的控制 涂布液的粘弹性主要表现为涂料的粘度，由涂料本身的性质决定。填加适量的溶剂调节涂布液的粘度以适应网纹辊，是保证涂布能够顺利进行的最基本的方法。填加溶剂就是调整涂料的工作浓度，改变刮胶距离能改变涂料工作液的粘度。在走膜方向上，刮刀刮胶点与压辊压合点之间的直线距离称为刮胶距离，刮胶距离大，网眼中的溶剂进一步挥发，胶粘剂的粘度增加较大。刮胶距离小，胶粘剂的粘度增加较小，调整刮胶距离事实上就是进一步细调涂布液的工作浓度。 一般情况下，温度升高涂料的粘度会下降。湿度升高，溶剂挥发能力下降，胶粘剂因溶剂挥发粘度升高的程度减弱。复合速度加快时，相对溶剂挥发能力下降，粘度升高的程度也下降。一般情况下，低粘度工作液在低速复合效果不好时，提高复合速度会有所改善。在生产过程中，涂布液的粘度会逐渐升高，尤其在环境温度较高、生产准备时间过长、或订单量大、一次性配胶量大且敞口放置时，涂布液粘度极易上升到不适合涂布的程度，这时需要适当补充溶剂，调整到适宜的工作粘度。 三、复合涂布量 涂布是指将涂布辊浸在涂布液中旋转，使涂布液不断转移到辊上，然后再在一定压力下转移到被涂布的基材上。涂布的要求是使涂布物质能够均匀分布在基材上。根据涂布辊的形态，涂布方式分为光辊涂布和网辊涂布。 光辊涂布是指涂布辊是一光滑圆辊。适合于涂布液粘度较低、涂布量不大的情况。涂布量不易得到严格控制，一般情况下，光辊涂布不需要刮刀，涂布量取决于涂布液的粘度及涂布辊与压辊之间的间隙，视涂布物不同，涂布液的温度可较大程度影响粘度，所以涂布温度对涂布的影响也可能很大，如蜡、热熔胶、PVDC等。 网辊涂布是指涂布辊上雕有各种形状的网穴，网辊浸入涂布液后，再经过刮刀刮胶，使网穴中的涂布液均匀地转移到基材上。 常用的网穴形状有如下几种：A、棱柱形，B、四棱椎形，C、四棱台形，D、三螺线……这些是工业生产中普遍接受的常规网穴形状。 网穴的形态与涂布粘度关系很大，网穴较深、较大，就适合较高的工作粘度，这时若粘度较低，就容易出现溢胶的情况，不能积聚在网穴中而流出来。网穴较浅、较小，就适合较低的工作粘度，这时若粘度较高，就容易使涂布液干涸在网穴中，虽然涂布液可以转移到网穴中，但不能连续均匀地转移到基材上。 网辊的线数与涂布量的关系：线数越高，涂布量越低；线数越低，涂布量越高。 四、复合工艺参数 1、干燥温度对复合制品的影响 溶剂的挥发事实上就是物质由高浓度区域向低浓度区域扩散的过程。加大不同区域的浓度差会加速挥发过程，同时提高温度也会加速挥发过程。 通常情况下，干式复合机的烘箱有三段温区，这样事实上就有了五段挥发段： ①、第一段为从上胶压辊压合线到保护罩之间的区域---自然挥发段 ②、第二段为从保护罩到第一温区之间的区域---自蒸发段 ③、第三段为烘箱内第一段温区---次强蒸发段 ④、第四段为烘箱内第二段温区---强制蒸发段 ⑤、第五段为烘箱内第三段温区---超强蒸发段 干燥温度的设定，关键在使第二段接近蒸发点及三段烘箱温度保证合理的梯度。烘箱温度的设定，与溶剂种类、胶粘剂种类、胶层厚度、机器速度直接相关。 不同的溶剂，其蒸发点（沸点）差异很大，不同的胶粘剂，其溶剂释放性也是不同的；不同的胶层厚度对温度及烘箱长度的要求也不一样，设定烘箱温度主要要了解溶剂的沸点。 2、风量的影响 溶剂的挥发事实上就是物质由高浓度向低浓度扩散的过程。浓度差越大，扩散作用越强。因此干燥热风要以足够的风速、风量、风压（风机风量、喷气狭缝、气隙都影响风压）流经基材，才能始终维持适宜的浓度差，从而获得良好的干燥效果。 1）进风的风量、风速、风压主要与溶剂种类、含量有关。 2）排风量一定要大于进风量，一般大10%左右，即保持负压有利于溶剂挥发，又避免烘箱内溶剂浓度偏高，达到爆炸极限，引起恶性爆炸事故。 3）在正常干燥温度范围内，风量的变化对干燥效果影响非常大。风量大干燥效果就好。 4）进出风量要匹配。既要保证排风大于进风，又要确保薄膜不产生抖动。 3、张力的影响 1）张力的概念 基材张力是基材对其横截面上单位面积所受拉力的抗力，单位为kg/m2或N/m2。 2）张力设定的原则 手感可以明显感觉到张力的不同。在基材运行平稳的前提下，张力越小越好，以微感松弛、同时复合制品不产生卷曲为佳。张力对复合制品的影响非常大，尤其是烘箱张力是非常敏感的。烘箱张力过大，极易导致隧道、镀铝层转移等现象。 3）张力控制原理 张力控制的原理，就是控制牵引辊与制动辊的速差变化及调整二辊间浮辊的位移，从而控制张紧程度以维持恒定的张力。 传感器检测方式。将传感器装在检测辊两端，检测辊受压时将负载传给传感器，传感器将所获得的张力信号传送到张力控制部件进行调整，从而实现张力闭环控制。 浮辊电位器检测方式。根据基材所需的张力范围及控制气缸缸径设定合适的气缸压力，并使之与基材的拉力平衡，从而稳定张力。出现张力波动时，与浮辊摆臂转轴端同轴转动的齿轮带动电位器齿轮旋转一定角度，电位器将所获得的电信号再传递给张力控制执行部分对张力进行反向调节，从而实现闭环张力控制。 4、锥度的设定 对应于不同材料的收卷，为了达到理想的收卷效果，有多种锥度曲线可以选择，直线型和曲线型是比较常见的两种方式。锥度是指收卷张力均匀变化的变化率。即收卷的初始张力与均匀递减达到一定直径时，终了张力的差值占初始张力的百分率。理想的收卷状态，是卷料中每一层材料与前一层材料之间以适度的张力缠绕，使层与层之间保持均衡的压力，从而保持适当的轴向摩擦力。而摩擦力的大小，恰使其克服基材的重量，不致使其发生轴向滑动，收卷时刻的张力最终表现为基材的层间压力。 若卷料外层张力比内层张力小，易出现松脱、滑出现象，即“望远镜”或“炮筒”现象。若外层张力比内层张力大，易出现卷底皱，即“菊花”或“卷底皱”现象。因此外层膜的张力应逐次低于内层膜的张力，即设定适当的张力锥度，使层与层之间留有适当的膨胀空间，保持适当的层间压力，以使摩擦力克服基材的重量，不致滑出卷膜为佳。 5、固化及熟化 1）固化的概念：就是指液态胶粘剂变成固态的过程，即胶粘剂的化学反应达到完全的程度。 2）熟化的概念：是把复合后的制品在40~60℃的恒温室中放置6~72h的过程，即通过提高温度加快化学反应速度，使复合制品能够迅速进行正常的后续加工，是为了缩短生产周期。即使经过熟化，复合制品也要在7天左右才能达到反应完全的程度。在反应完全以前，剥离强度一直是在变化的，不同的胶粘剂变化程度不一样，一般都有一个递增——衰减——稳定的过程。 3）熟化室对复合制品的影响：熟化室的设计非常重要，设计的原则有二条：一是室内各点之间的温差尽可能小，以±2℃之内为佳；二是一定要设置有效的排风装置，新风补风量在15%~20%之间为宜。 |
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