软包装干式复合工艺概述

1、干式复合工艺概述第一章、复合概论一、复合概念1、复合概念：就是使用特定设备，借助各种胶粘物质，使二层或二层以上薄膜或其它基材均匀粘合在一起工艺方法。2、复合目：就是合理组合各种基材，综合其优点，从而达到包装要求。单一薄膜，具有各自特性，但很难同时具有包装所需全部特性，如印刷性能、热封性能、机械强度、 阻气性能、阻湿性能、阻光性能、耐高温性能、耐低温性能、耐介质性能（如酸、辣、油、盐、酒等）、透 明度、柔软度、挺度等等。二、复合种类1、干式复合：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，然后及另一基材通过热辑压合成 膜复合方式。2、湿式复合：就是在基材表面涂布一层水溶性胶粘剂，

2、然后及另一基材通过热程压合成膜，再经过烘道干燥复合方 式。湿式复合一般要求其中一种基材具有较强透过性能，如纸，以便水分能在复合后渗透挥发。3、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及另一种或二种 基材通过冷却限压合成膜复合方式。4、蜡式复合：就是以卫生级微晶石蜡作胶粘剂，将石蜡在加热槽中熔融后均匀涂布在基材上，然后及另一基材通过 压辐压合成膜复合方式。5、无溶剂复合：就是将经加热后粘度变小非溶剂型胶粘剂涂布在基材上，然后及另一基材通过热轻压合成膜复合方式。 6、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

3、涂布在基材上, 然后及另一基材通过压短压合成膜复合方式。7、多层共挤复合：就是将多种不同性能树脂通过多台挤出机共挤进入模具复合成膜复合方式。-3-/35第二章、干式复合一、干式复合定义把液态黏合剂涂布到一层薄膜上（第一基材），经过烘箱使黏合剂中溶剂蒸发后成固态干状态，再 及另一层薄膜（第二基材）经热压贴合成复合薄膜工艺。二、干式复合特点1、对基材实用性广。可用于各种塑料薄膜、铝箔、镀铝薄膜以及纸张复合。2、复合PE材料时，无氧化臭味，热合性更好。3、比挤出复合剥离强度高、薄膜品整、刚性好。4、适用于多品种、少数量产品复合，基材及黏合剂更换方便。5、生产效率高。复合最高速度可达250m/min左

4、右，一般为130-150m/min,加工宽度为400-1400皿。6、使用聚纵酯黏合剂，其粘合强度达，并有良好耐热性和耐化学药品性，可用作耐高温蒸煮袋等。7、复合操作简单，只要干燥温度和张力控制适当，就可顺利生产。三、干式复合缺点1、有残留溶剂在制品中，有引起火灾和爆炸等危险。2、黏合剂及涂布性能难掌握。3、对基材厚度均匀性及荡边要求高。4、黏合剂用量大，能源消耗大，其生产成本高。5、目前仍以溶剂型聚氨酯黏合剂为主，或多或少有一定毒性。四、干式复合工艺流程第一基材放卷一涂布一烘干 一一复合一收卷一熟化第二基材放卷一工艺及设备示意图困5-1干法受合示意圉1 一第一基材；2一刮刀；3-胶盘、胶液,

5、4一凹版袈；5-橡胶压辐；6-干燥通道，7第二基材；8加热钢辑;9-橡腹压棍；10冷却就；U一夏合薄膜第三章、胶粘剂附着力基本原理分析胶粘剂（涂料、油墨）附着力机理人们并未完全了解，但形成了一些假设理论，并用以分析附着过程 和影响附着力因素。一、附着力当两种物体被放在一起达到紧密界而分子接触，以至生成新界而层时就生成了附着力。当胶粘剂涂布于基材上，在干燥和固化过程中附着力就生成了。这些力大小取决于基材表面和胶粘剂 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附着力。次 价力基于以氢键为代表弱得多物理作用力。这些作用力在具有极性基团（如段基）基材上更常见，

6、而在非极 性表而如聚乙烯上则较少。键强度和键能强度类 型能量（千卡/摩尔）实例共价键主价力15 170绝大多数有机物氢键次价力12水色散力次价力10绝大多数分子偶极力次价力5极性有机物诱导力次价力 90固体不为液体所润湿0 = 180固体表而完全不润湿此现象一般不存在0 H2NCH2 CH2NH24、聚酯型、聚酸型和己内酯型聚氨酯胶粘剂根据预聚体化学结构上不同，聚亚酯胶粘剂分为聚酯型、聚酷型和己内酯型。不同化学结构预聚 体，使聚氨酯胶粘剂性能也不同。IX聚酯型胶粘剂聚酯型胶粘剂是指预聚体中采用聚酯多元醇。聚酯多元醇端基含有羟基(-0H),是及异乳酸 0基起胶粘作用主要基团。主链含有酯基(Y-o

7、4,主链化学结构决定了胶粘剂物性。因为酯基极性大, 内聚能(12. 2Kj/mol)比酸基(-CH2-O-CH2-)内聚能(4. 2Kj/mol)高，分子间作用力大，内聚强度 比较大，机械强度就高，所以具有较高强度和硬度，但在高温下易被降解,同时由于酯基极性作用， 使其及极性基材粘附力、抗热氧化性比聚健型好。2)、聚酸型胶粘剂聚酷型胶粘剂是指预聚体中采用聚酸多元醇。聚雁多元醇是端羟基齐聚物，主链上烧基由健键联 结。由于越基较易旋转，具有较好柔顺性，因而胶质较软、有优越抗低温性能。抗水解性能也比较好, 但通常粘合强度不如聚酯型。3)、己内酯型以 一己内酯和 -己内酯及甲基己内酯混合物及乙二醇制成

8、聚合型。兼有聚酯型和聚股型优点，但成本很高。目前市售胶粘剂大多采用聚酯型或聚酷型及异氟酸酯加成聚合成预聚体为胶粘剂主体部分。这类 胶粘剂只有进行改性才能提高其耐热、耐水解、耐湿热等性能。物质性质及结构有关，因此原材料不同，胶粘剂剥离强度也不同。对同一材料来讲，交联度大， 耐热性高。即耐热性取决于高聚物立体性，而剥离强度同分子量、分子量分布及有效基团多少有关。-16-/35线型高聚物内聚力较高，但同材料亲和力较低。多元醇及带有3个或3个以上-NCO基团异殂酸酯反应 生成是网状交联结构，其内聚力(强度)显著提高。5、胶粘剂不利反应化学反应中，反应物之间是按一定当量对应进行，这样才可以获得适当反应结

9、果。因此胶粘剂主 剂和固化剂需要按一定配比混合。如果某一个组分过量或少量，就会影响粘结效果。主反应：异毓酸酯及多元醇反应：RiNCO + R2OH R1NHCOOR2(1)副反应：由于异殂酸根是杂原子形成累积双键，非常活泼，容易和一OH、-COOH. -NH2等含活泼氢原子 基团起反应，其间生成中间产物还会进一步及异毓酸酯反应。这些反应消耗了固化剂量，使主剂及固 化剂量失衡，导致反应不完全，影响粘合效果。如果胶粘剂及溶剂中水分、游离酸、游离醛含量超标, 常会产生剥离强度降低、粘合剂长期处于不干状态、外观气泡、异味等现象。1)、异河酸酯及水反应：首先生成不稳定氨基甲酸，氨基甲酸再分解成二氧化碳及

10、胺。在过量异氮酸酯存在下，所生成胺会及异乐酸酯继续反应生成腺。RNCO + H20 慢F-NHCOOH 快f-NH2 + CO21RNH2 + RNCO快一R-NHCONH-R (取代服)(2)2)、异祖酸酯及服反应：RNCO + RiN HCNHR2-R-NHCNCR2 (缩二服)(3)IIII I II00 R103)、异河酸酯及竣酸反应：RINCO + R2COOH kRi-N HCR2 + C02 (4)II0上述反应速度大小顺序为：(1) (2) (4) (3)六、固化及熟化1、固化概念就是指液态胶粘剂变成固态过程，即胶粘剂化学反应达到完全程度。2、熟化概念熟化，是把复合后制品在40

11、60恒温室中放置672小时过程，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后续加工，是为了缩短生产周期。事实上即使不进行人工熟化，自然状态下复合制品胶粘剂化学反应在710天也会达到基本完全程度。 同时即使经过熟化，复合制品也要在7天左右才能达到反应完全程度。而反应完全时复合膜剥离强度不一 定是最高。在反应完全以前，剥离强度一直是在变化，不同胶粘剂变化程度不一样，一般都有一个递增 衰减稳定过程。对于聚氨酯胶粘剂而言，固化过程是使胶中-NCO基团反应完全，或使溶剂挥发完全、聚氨酯分子链结 晶，使胶粘剂及基材产生足够粘接力过程。熟化不仅有利于胶粘剂本身固化，还有利于加速股中-NCO

12、基团及基材表面活性氢基团相反应。加热还 可使胶层软化，以增加对基材表而润湿，并有利于分子运动，在粘接界面上找到产生分子作用力“搭档， 对提高粘接力有利。3、熟化温度对复合制品影响1)、熟化温度对复合膜外观影响熟化温度控制非常重要。温度高可以快速固化，但导致-NCO基团及胶中或基材表而、空气中水分加速 反应，产生C02气体来不及扩散，而胶层粘度增加很快，气泡就留在胶层中，有时会严重影响外观。-17-/352）、熟化温度对热封层摩擦系数影响熟化温度过高会引起复合膜热封层中滑爽剂向薄膜内层迁移，导致摩擦系数迅速提高，严重影响后工 序制袋或自动包装，如袋子开口性不良、在制袋机或包装机上拉不动膜料等等。

13、应尽可能采用低温熟化， 甚至在必要时进行常温熟化。4、熟化室对复合制品影响熟化室设计非常重要。大多数厂家熟化室设计是非常不合理。设计原则有二条：一是室内各点之间温 差尽可能小，以2之内为佳；二是一定要有有效排风装置，新风补风量在15%到20%之间为宜。熟化 室排风是降低溶剂残留重要手段，即使有明显气味，在排风良好熟化室中放置7天左右，也可基本排除异 味。室内温差过大可能导致这样情况：一卷复合膜左右两端受温明显不一样，两端摩擦系数也不一样，很 可能导致一边可以顺利制袋或顺利上机包装，而另一边制袋后开口不良或上机包装拉不动料。-27-/35第六章、复合涂布辑一、涂布方式涂布是指将涂布轻浸在涂布液中

14、旋转，使涂布液不断转移到转上，然后再在一定压力下转移到被涂布 基材上。涂布要求是使涂布物质能够均匀分布在基材上。根据涂布辑形态，涂布方式分为光轮涂布和网短 涂布。一般根据所需要涂布量和涂布物质工作粘度选择涂布方式。1、光柜涂布光辑涂布是指涂布辑是一光滑圆混。适合于涂布液粘度较低、涂布量不大情况。涂布量不易得到严格 控制，一般情况下，光辑涂布不需要刮刀，涂布量取决于涂布液粘度及涂布辑及压维之间间隙，视涂布物 不同，涂布液温度可能较大程度影响粘度，所以涂布温度对涂布影响也可能很大，如蜡、热熔胶、PVDC等。 涂布压力增大一般使涂布量下降。2、网柜涂布1)、网辑涂布是指涂布坦上雕有各种形状网穴，网辑

15、浸入涂布液后，再经过刮刀刮胶，使网穴中涂布液均匀地转移 到基材上。2)、网辑线数和目数网辘线数是指每厘米长度上网穴数量。单位是线/厘米(lpc/m)o网根目数是指每英寸长度上网穴数 量。单位是目/英寸(Ipi/inch)。1英寸=2. 54厘米(llpi=2. 541pc)o实际操作过程中换算一般取近 似值：1英寸=2. 5厘米。高线数网轻涂布量较小，但涂层均匀，透明度较好：低线数网掘涂布量较大，涂层均匀程度稍差，因 而透明度也稍差。软包装中常见网纹辑线数为601pi 2501pi (241pc lOOlpc),其中又以100 150为最常用。3)、网穴形状常用网穴形状有如下几种：即腐蚀短，网

16、穴四个角为圆弧状A、棱柱形VR：网穴四个角为圆弧形状时网穴容枳b：d：R：VR 二 b?d 一 0. 86 R3 (b+d) - 0. 67R3圆弧边长网穴深度网穴圆弧半径B、四棱椎形(PYRAMID CONFIGURATION)V =网点面积 SX 网点深度 h/3 = a=h/3 = a3Xtg (90-0 ) /2) /12= 2h3Xtg2 ( 0/2) /3a：网穴轴向宽度，又称网点值b：网穴纵向长度h：网穴深度网穴轴向角度V：网穴容积a(SI + S2 +/S1S2) h/3SI：网穴上底面积(a2+b2+ab) h/6S2：网穴下底面积(3a2-4h2/tg24-4ah/tg (

17、 ) h/6a：网穴轴向长度或对角线长度b：网穴底面轴向长度或对角线长度h：网穴深度V：网穴容积D、三螺线形(TRI-HELICAL CONFIGURATION)适用于涂布量较大、涂布液粘度较高液体涂布，如胶粘剂、蜡及其它表面涂布材料，尤其适用于粗糙 表而涂布。此外，还有六棱台形、连体四棱锥形、织物形等，为了加强涂布均匀性，网穴之间还可以以通沟 连接（印刷凹版专色版往往加上通沟，以防墨色发花，即水纹现象）。3、网根涂布涂布量网混涂布方式涂布量范围较宽，即可以进行大涂布量，也可以进行小涂布量。网轻涂布涂布量可以得到比较精确控制，一般取决于网穴形态（形状、大小、深度）、线数（每英寸或厘米长度上网穴

18、数量）、涂布液密度、工作粘度、刮刀角度、刮刀及涂布线距离、压短压力、 硬度等因素。表1正四棱台形网辑参数及涂布量（干固量）线数 line/inch网深micro25%工作浓度30%工作浓度35%工作浓度40%工作浓度45%工作浓度50%工作浓度200240. 780. 971.161.441.712. 14190300. 981.221.451.802.142. 66180361.171.461.742. 162. 582. 75165441.301.712.122. 643.153. 90150501.632. 022.412. 993. 574. 43140561.832. 262.713

19、. 353. 994. 97130601.962. 432. 903.604. 295.31120642. 092. 593. 083.824. 565. 67110782. 543.163.774. 675.576.9196882. 903. 584.255.276. 287.8185983. 193. 964. 735.866. 998. 69751083. 524. 375. 226. 477.719. 58651203.914. 855. 797. 188. 6710.64551304. 245. 266. 287. 769. 2711. 52451364. 435. 506. 578.149.7112. 06351404. 565.666. 758. 379. 9912. 42301805. 877. 288. 6910. 7712. 8415. 96252407.829. 7011.5714. 3517.1321.291634011.0813. 7416. 4020. 3424. 2726. 90表2三种网穴网辑参数及涂布量（干固量）比较常用于纸张、纸板、塑料基材印刷以及热熔胶、胶粘剂、蜡或其它材料涂布。四棱台形网穴四棱锥形网穴三