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软包装固化不完全原因分析

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软包装杂工-发帖时间:2021/3/15 17:03:03

固化不完全属于软包装加工过程中的常见问题，一经出现对复合膜的性能有非常大的影响。复合膜胶层严重固化不良类似于复合膜刚下机未熟化的状态，膜层间黏性较大，将直接影响复合膜复合强度，基本无法进行后加工，即使勉强加工也会因为层间复合强度低造成膜层间滑动形成隧道或起皱;而轻微的固化不良现象，表现为膜层间有轻微的黏性，复合强度较为正常，但是制袋后的热封强度较差，热封区域很容易出现皱折现象。

固化不完全现象从本质上看是主剂与固化剂没有按照比例完全反应，在整个胶水体系中能与胶黏剂主剂中的活泼氢反应的有效异氰酸酯基太少，造成主剂“过量”，而由于主剂主体为聚氨酯树脂，为具有黏性的物质，因此复合膜的胶层就具有黏性。正常情况下，固化剂的量足够，那整个胶水体系中就有足够的异氰酸酯基与主剂的活泼氢充分反应、完全固化，形成交联的网状结构物质，变为强韧牢固的物质，而不会再像不干胶那样发粘。

一般情况下，对于双组份聚氨酯胶黏剂的使用，供应商都会提供一个参考比例指导包装企业进行生产，但是由于软包装生产环境、工艺的复杂性，即使完全按照参考比例生产也可能出现质量事故。

一、配胶时固化剂量偏少

1、不同型号的胶黏剂由于其树脂分子活性基团数量及固含量的差异，其最适合复合软包装要求的主剂与固化剂的比例也会不同，一般胶黏剂供应商都会按最佳比例将主剂和固化剂定量包装，生产时只要按照固定包装好的主剂和固化剂混合，然后稀释到所需工作浓度即可，这样只要将桶内的主剂和固化剂比较彻底地倒入配胶桶内，也不会有什么质量事故。

但是由于生产环境(如温度、湿度)的变化，有时不可避免要对主剂和固化剂的比例进行微调，这就涉及到要将主剂或固化剂分拆称重的问题，虽然现在已经有自动称重混胶设备出现，但是大多数包装企业还是采用人工称重的办法，而这就有可能出现称重不准造成固化剂量不够的问题。因而对于采用人工称重的企业，应当采用足够精度的电子秤并定期对电子秤进行校正，而且应当规范员工的称量方法，防止称重不准问题的出现，有条件的企业也可以使用自动称重混胶设备，以保证胶黏剂的准确称重和混合均匀。

2、由于各种型号的胶黏剂树脂分子量及固含量有所差异，其粘度也会有所不同，直接影响是流动性也会有所不同，粘度越小流动性越好，胶水容易倒干净，粘度越大流动性越差，胶水不容易倒干净。固化剂的粘度一般都比主剂要大，流动性也差，配胶时桶内的固化剂不容易倒干净，如果不用稀释剂洗刷干净加入配胶桶中，就会造成固化剂的量不足，导致复合时能与主剂活泼氢反应的异氰酸酯基不足，引发固化不完全质量事故，因而配胶时要耐心、细心地倒完桶内的固化剂后，再用稀释剂将附着在桶壁上的固化剂洗刷干净加入配胶桶中。

3、聚氨酯胶黏剂主剂与固化剂的反应速率与浓度有关，浓度越大，单位体积内活性基团碰撞发生反应的几率也越大，反应越快，因而配胶时主剂、固化剂、稀释剂加入配胶桶的顺序也会对最终胶水体系固化剂的量产生影响，而作为含有活泼氢的水与固化剂的反应也是同样的道理。

双组份聚氨酯胶黏剂的一般配胶方法是先将主剂倒入配胶桶中，然后加入稀释剂搅拌均匀后再加入固化剂进行搅拌，这样主剂与稀释剂混合后降低了单位体积中稀释剂的浓度，同时也降低了稀释剂中微量水的浓度，再加入固化剂后，稀释剂中的水分对固化剂的消耗要慢很多。而有些包装企业采用的是先将固化剂加入配胶桶中，然后加入稀释剂进行搅拌，最后再加入主剂，这样就产生了一个问题：在固化剂中加入稀释剂，固化剂中的异氰酸酯与稀释剂中微量水分的活泼氢反应几率加大了，再加入主剂时，已经有部分固化剂与水分发生了反应，导致整个胶水体系固化剂量的减少，因而，在配胶过程中，包装企业应注重配胶顺序差异导致的固化剂隐形减少。

二、稀释剂中含水量或其他活泼氢物质偏高。

1、双组分聚氨酯胶黏剂发生反应的过程是主剂中的活泼氢与固化剂中的异氰酸酯发生交联反应，形成立体网状结构的过程，异氰酸酯极易与含有羟基、氨基的物质(水、醇类、胺类)发生化学反应。在聚氨酯胶黏剂的使用过程中，结合溶剂的性能(沸点、溶解性)，一般采用乙酸乙酯作为胶黏剂的稀释剂，但是由于乙酸乙酯含有羧基对水有较好的亲和性，在乙酸乙酯的生产过程中就不可避免会有水分掺杂其中。工业级乙酸乙酯国标GB3728-91中把乙酸乙酯划分为几个等级，优等品水分含量小于1000ppm(0.1%)，一等品水分含量小于2000ppm(0.2%)。

水与—NCO基团的反应式为：

—NCO+H20→—NHCOOH→—NH2+CO2

—NCO+—NH2→—NHCONH

从以上反应式可以看出，1个水分子要消耗2个分子的异氰酸酯基，即18g水能够与84g的异氰酸酯基发生反应。因此在选购和使用稀释剂时应严格控制质量，不用含醇、氨或水分大于0.2%的乙酸乙酯，同时在进料检验中应强化对乙酸乙酯纯度和水分的检测。

2、在实际复合生产过程中，稀释剂的水分和醇类等物质相当部分会在烘道中被挥发掉，但是如果稀释剂内水分或者醇类稍微高一点，就会加快对固化剂的消耗，胶液中的固化剂在进入烘道前就被水分或醇类消耗掉一部分，导致固化剂量不足，引起固化不完全问题。

三、油墨对固化剂的消耗以及生产环境会对固化产生的影响。

1、油墨对固化剂的消耗

近年来，无苯无酮的聚氨酯油墨适应环保的大潮流得到越来越广泛的应用，但是随着聚氨酯油墨的使用，因聚氨酯油墨消耗固化剂导致的胶水不干的问题也屡有发生。聚氨酯油墨中使用的用羟基封端的聚氨酯树脂和含有羟基的醇类溶剂对复合加工干扰较大。当胶黏剂中的固化剂被其它因素消耗至临界状态时，再加上油墨中羟基的消耗，极容易造成油墨部分胶水不干。因而，在使用聚氨酯油墨时，应尽量不用醇类溶剂，即使要用也要将溶剂残留量控制至最低限度;对于有白色铺底的产品，尽量在白墨中加入少量的固化剂，并将印刷膜熟化数小时后再进行复合生产，如此可减少油墨对固化剂的消耗。

2、生产环境的湿度偏大

生产环境湿度偏大，意味着空气中水分的含量偏大，生产过程中空气中的水分会随着乙酸乙酯的挥发不断地进入胶盘或循环胶桶中，使得整个胶液体系的含水量增加，水分消耗胶液体系的固化剂引起固化不完全问题。一般包装企业都会在高温高湿的季节采用增加固化剂量的方法，但是更有效的方法应该是对复合生产的环境进行控制，加强对温度和湿度的监控，在车间内放置排风扇，加强空气流通，对于条件好的企业可以采用密封的无尘空调车间，温度、湿度能够得到更有效的控制。

总结

固化不完全问题与生产环境、油墨、稀释剂质量、配胶操作等因素息息相关，在生产过程中要加强对环境湿度、稀释剂质量的控制，注重印刷工序油墨、配胶操作等细节的影响，以有效避免固化不完全问题的发生。

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