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文档简介
-PAGE3-复合中级员工培训资料目录一、胶粘剂1、粘合剂的组成及其分类2、食品、药品复合用胶粘剂的基本性能3、聚氨酯胶粘剂的特点4、聚氨酯胶粘剂接机理5、聚氨酯胶粘剂种类6、双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂二、胶粘剂应用注意事项1、胶粘剂的选择2、高固体含量、低粘度胶粘剂使用注意事项3、剩余胶液的管理三、干式复合工艺1、基材的准备2、胶液的配制3、涂胶4、干燥5、复合6、冷却收卷7、熟化四、工艺操作1、上胶量的控制操作2、工艺规范五、复合生产控制要点六、干式复合的常见问题及解决1、上胶量的大小问题2、复合膜有小气泡3、复合物起皱4、复合物粘接牢度不好5、镀铝层转移6、袋的开口性差7.隧道现象8、溶剂残留量过高复合员工培训资料(适用于机长助手、机长、主管人员)一、胶粘剂胶粘剂的作用是把二种材料粘接起来,使它们成为一个统一的整体。〈一〉、粘合剂的组成及其分类粘合剂是由几种材料配制而成,这些材料一般分为主体材料和辅助材料两大类。主体材料是在粘合剂中起粘合作用,类似涂料中的成膜物质,如各种树脂、橡胶等合成高分子材料以及淀粉、蛋白质、磷酸盐、硅酸盐等。辅助材料是在粘合剂中起改善主体材料性能或便于加工工艺的物质。如在粘合剂中加入的固化剂、增塑料、填料、溶剂、增粘剂、防老剂、增稠剂等。粘合剂的种类繁多、涉及面广,分类也较复杂。从不同的角度,对粘合剂进行如下分类。1、按主体材料分类树脂:有热固性树脂(酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚氨酯等)和热塑性树脂(丙烯酸酯类,聚醋酸乙烯酯、醇酸树脂、饱和树脂、聚苯乙烯、聚酰胺、纤维素等。)橡胶:再生橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氰基橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶等。天然高分子物:淀粉、树胶、蛋白质、骨胶、松香、虫胶、沥青等。无机物:硅酸盐、磷酸盐等。2、按外观形态分类:粘合剂可分为液体的(溶液状、乳胶状、膏糊状)和固体的(粉末状、薄膜状)二大类。3、按固化形式分类:可将粘合剂分为溶剂挥发形、化学反应型和热熔型三大类。溶剂挥发型粘合剂是一种全溶剂挥发型,溶剂受热挥发或被粘合材料吸收,当粘合剂涂敷于被粘材料表面,在复合前形成粘合膜。根据所用的溶剂不同,这类粘合剂可分为溶剂型、醇溶型和水基型三种。化学反应型粘合剂是通过聚合、缩聚或交联等反应进行粘接。按配制方法及固化条件,可分为单组份、双组分甚至三组分等室温固化型、加热型等多种类型的粘合剂。热熔型粘合剂是一种热塑性材料,常温时呈固态,受热后成为粘稠状的流态,涂敷在被粘材料表面,然后将两被粘材料贴合在一起,通过冷却,两材料就粘接在一起。〈二〉、食品、药品复合用胶粘剂的基本性能1、柔软性复合包装材料之所以受到广泛的欢迎,柔软性是很重要的,现在人们把以塑料为主的复合材料称为软性包装材料。这除了基材本身要柔软、可折叠外,胶粘剂本身也要具备这种性能。如果胶膜坚硬、性脆、不可折叠,则失去了软包装的意义。2、耐热性许多食品、药品包装材料,在制造加工工序中要经受高温(180℃甚至200℃)的处理,例如:在热封制袋时,热刀的温度有时会高达220℃才能把复合物做成包装袋子。另外,许多食品用包装材料好,要经受高温杀菌灭菌处理,例如,蒸煮食品要经135℃20min或121℃3、耐寒性有许多食品,被包装后要低温冷藏或冷冻保存,这就要求包装材料本身能耐低温。如果胶粘剂在低温下变硬、发脆、分层、剥离、脱胶,那也不行。有时可能同时要求耐热、耐寒,如果碰到这类包装,就必须选用质量符合要求的胶粘剂。4、良好的粘接性因为复合包装材料是用多种不同性质的材料做成的,是用胶粘剂把它们粘接起来的,所以,胶粘剂必须对各种材料都具有良好的粘接力。如果只是对其中的一种粘得牢,而对另一种材料却粘不住也不行。在复合包装材料中使用的表面特性各不相同。面对如此众多且复杂的材料,胶粘剂必须具有同时能粘二种不同材料的性能。5、抗介质性食品本身是一种成分非常复杂的物质,含水、油、盐、酒,还有辣、香料,甚至乙酸,柠檬酸、乳酸、糖、硫化物、氧化物等。面对这些复杂的成分,包装后又要经受高低温处理和长期贮存的考验,要保持包装材料的完美无缺,除了基材本身的优良抗介质侵蚀能力外,胶粘剂的稳定性也很重要,要能抵抗各种介质的侵蚀,否则会引起复合物分层剥离,失去包装作用。6、卫生性能要好这里有二个概念,一个是无异味,二是无毒。因为食品,药品包装材料所保护的、所包装的东西是人们直接入口,无臭、无毒,所使用的胶粘剂也要具有相同的性能,这是人命关天的大事,各个国家都十分重视。我国除制订了食品卫生发外,还制订了包装材料的卫生标准,而复合包装材料的卫生标准是GB9683-88。其他方面,如胶液的外观、透明性、流动性、抗寒性(不冻结性)、初粘力、施胶操作性等也有要求。〈三〉、聚氨酯胶粘剂的特点食品、药品复合包装袋是装食品、药品的,要求制袋的材料和用的胶粘剂都必须符合国家卫生标准。国家允许用于食品、药品复合材料包装的胶粘剂有两种,一种是聚丙烯酸类,一种是聚氨酯类。聚丙烯酸类的胶粘剂有残余丙烯酸酯单体的气味,不符合食品、药品包装材料要求。因此,用于食品、药品包装的胶粘剂主要是聚氨酯类胶粘剂。聚氨酯胶粘剂的特点如下:1、聚氨酯胶粘剂中含有极性高的异氰酸酯基(-NCO)和氨基甲酸基(-NHCOO-)这两个基团能与含有活性氢的材料有着优良的粘结力,聚氨酯胶粘剂还与被粘合材料之间产生氢键作用,因而使粘合更加牢固。2、可调节聚氨酯的主剂与固化剂的配比,粘合层从柔性至刚性可任意调整,从而满足不同材料和不同食品包装袋的粘合的需要。3、聚氨酯胶粘剂固化时没有副反应产生,因此不易使复合薄膜产生缺陷而影响食品包装袋的装饰性。4、聚氨酯胶粘剂可加热固化,也可以室温固化,使用工艺简单。5、聚氨酯胶粘剂除具有良好的粘合强度和冲击强度外,耐油、耐热、耐低温、无味、无毒、柔软性好。〈四〉、聚氨酯胶粘剂接机理1、粘接力的产生粘接力是指胶粘剂与被粘接物表面之间通过界面相互吸引和连接作用的力,其起源是多方面的。①、形成化学键力:聚氨酯胶粘剂带有化学活性基团,能与被粘结材料分子面形成共价键,这有助于粘接强度提高。②、分子面的作用力:聚氨酯胶粘剂引入有极性很强的基团,对被粘的材料表面分子产生极化力、诱导力,色散力和氢键,尤其是产生氢键时,粘接强度显著提高。③、界面静电引力:两种不同材料密切接触时,在界面两侧产生触电位差,并形成双电层所产生的静电引力。接触电位差产生是由于两种材料密切接触时,电子从具有电子给予体性质的材料向具有电子接受体性质的材料迁移的结果。④、磨擦力:对于被粘合面比较粗糙的粘接中,磨擦力是很重要的,对被复合薄膜而言,材料面积是固定的,我们通过电晕处理,以增加材料表面的粗糙程度,也就是啬表面积以增大磨擦力。以上作用的产生是有条件的,就是两种粘接材料界面距离范围很少,应在0.1~0.5nm,因此要求胶粘剂被粘物有良好的润湿。2、形成胶接的基本条件:①、胶粘剂必须具有流动性,通过流动才能保证与被粘物充分接触。②、胶层必须有一定的内聚强度,即机械强度,因此液态胶粘剂必须通过溶剂挥发干燥或交联固化来提高内聚强度。③、胶粘剂和被粘材料表面之间必须处于湿润状态,其中第三个条件则是胶粘剂是否对一种被粘材料产生粘结力作用的前提条件。塑料薄膜的表面张力较少,胶粘剂表面张力较大,胶粘剂不能湿润塑料薄膜,为了使胶粘剂湿润塑料薄膜表面,非极性材料薄膜必须经过电晕处理使其表面张力增大。〈五〉、聚氨酯胶粘剂种类:聚氨酯胶粘剂的品种较多,通常是按照反应组成与用途、特性进行分类,下面是按反应组成分类:1、多异氰酸胶粘剂:这类胶粘剂是多异氰酸酯自聚组成,此类胶粘剂毒性差,一般用在工艺品上,如加入到橡胶,乙烯类制成聚氨酯胶粘剂。2、含异氰酸酯的聚氨酯胶粘剂:含异氰酸酯基的胶粘剂主要组成是含异氰酸酯基(-NCO)的聚氨酯预聚物,它是多异氰酸酯和多羟化合物反应,对多种材料具有极高的粘附性能。这类粘胶剂属双组胶粘剂。亦可以通过空气中的水分固化,称为湿固化型胶粘剂。含异氰酸酯的聚氨酯粘剂是用途最广泛一种胶粘剂,有单组分、双组分、溶剂型、无溶剂型。3、含羟基聚氨酯胶粘剂:含羟基聚氨酯系由多异氰酸酯与二管能度的聚酯或聚醚反应生成,其结构是含羟基的线型聚氨酯聚合物。4、聚氨酯树脂胶粘剂:这类胶粘剂是过量异氰酸酯与多羟基反应预聚物,预聚物中的过量异氰酸基用单管能的活性氢原子化合物封闭,制成封闭型聚氨酯胶粘剂。在常温下呈封闭状态,使用时加热,使封闭剂脱离预聚体。〈六〉、双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂:1、主剂:主剂是由聚酯与含异氰酸基化合物聚而成,分子末端为含羟基,能溶解於甲苯、酮类、乙酸乙酯有机溶剂。含羟基的聚氨酯与含异氰酸基的加成物就会起化学反应,这就是我们通常所说的固化。2、固化剂:它是含异氰酸基的化合物,固化剂中的异氰酸基极其活泼,与水反应生成取代脲和二氧化碳。R-NCO+H2O→R-NH2+CO2R-NH2+R-NCO→RNHCONHR与醇反应生成氨基甲酸酯。R-NCO+R,OH→RNHCOOR,与胺基反应生成取代脲R-NCO+R,NH→R-NH-C-NHR,与羧酸反应生成酸酐、脲和二氧化碳R-NCO+R,OOH→RNHCONHR+R,COOCOR,+CO2这里仅介绍四种反应,其实它还可以与其他基团起反应,所以要求要配胶时严格限制稀释剂乙酸乙酯中的含水量,含醇、含酸、含胺等。如果含水量或含醇、含酸量过高,就会消耗已配好的固化剂的量,固化剂量少了,就不能满足主剂中的羟基反应,那么胶水就不会固化,产生不干现象。溶剂乙酸乙酯是由醋酸和乙醇反应的,副反应的产物是水,劣质的乙酸乙酯,水、醇、酸都有可能存在,对于复合薄膜来说,影响质量。双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂的主剂是由含许多活泼氢,例如羟基、氨基等的物质组成,而固化剂则是由多异氰酸的化合物组成。当固化剂中的异氰酸酯基与主剂分子的活泼氢接触时,便会自动进行加成反应,生成氨基甲酸酯的结构,使主剂与固化剂相互结合,分子量成倍的增加,甚至生成带支链结构的立体构象的交联产物,具有耐高低温、抗介质侵蚀,粘接力高等特点。由于聚氨酯分子中含有大量极性基团,偶极矩大,对被粘材料有很大的亲和力,所以能同时对多种材料起到粘接作用。另外,固化剂中的氰酸酯基(—NCO)是一个十分活泼的反应性基团,它除了解能与主剂分子中的活泼氢反应外,也可以跟被粘材料表面物质分子中的活泼氢反应,生成化学键,使胶粘剂分子同时与被粘的二种材料起架桥作用,产生更强的粘接力。这就是聚氨酯胶粘剂能对各种材料都有很好的粘接力的原因。由于聚氨酯胶粘剂经充分交联固化后,具有很高的内聚力,胶膜强韧软,又具有很好的耐热性能和抗介质侵蚀的性能,用它制成的复合材料可以包装各种性能的食品,如含有酸的、辣的、咸的、甜的、含油的、含酒的,都可适用。另外一个突出的特点是聚氨胶粘剂在所有已知胶剂中,耐低温性能最好,甚至在零下—170℃食品复合包装材料中应用的聚氨酯胶粘剂,有芳香族和脂肪族两大类。由于聚氨酯胶剂中含有芳香族异氰酸酯残留单体尽管微乎其微,但当包装好食品经受高温(121℃二、胶粘剂应用注意事项〈一〉、胶粘剂的选择日前,溶剂型双组份聚氨酯胶粘剂,应包装市场的需求而开发了许多品种,因此,复合生产时,应根据实际要求来选择胶粘剂。1、根据粘接强度的要求选择复合材料的粘接强度是复合工艺的最基本要求,有些胶粘剂对复合材料有选择性。如有些胶粘剂对聚烯烃材料有较好的粘接强度,但对铝箔材料复合时粘接强度就不行。又如针对镀铝膜铝层转移而导致粘接强度低这个问题,而开发的镀铝膜复合胶。2、根据内容物的影响选择。包装的内容物种类很多,其内在成份也不同,有含酸性、碱性强的、刺激性、腐蚀性等具有对包装材料、胶粘剂穿透、破坏作用成份的内容物。如胶粘剂对内包装物的浸蚀,没有抵抗性,那胶粘剂遇到浸蚀物时,就会因被破坏而失去对复合材料的粘接,造成复合材料间分层的问题。3、根据包装材料的耐温性现在的很多内包装物如肉类、医疗器械、果冷类等的包装,都需要包装后进行水煮或更高温条件作杀菌、煮熟使用,如胶粘剂不耐高温场合使用,在使用时就会出现分层,破袋问题。4、根据成本选择现在的复合包装材料市场价格竞争很激烈,内部生产成本降低就显得尤为重要。胶粘剂方面的成本降低,,一方面是商品胶的价格降低,另一方面是工作胶液中的溶剂成份的降低,这就要求胶粘剂本身要有高含固量,低粘度的特点,同时,这类胶粘剂对复合品的外观性,如透明度、斑(泡)点有很大的改进作用。因此,从降低成本方面,应选择高含固量,低粘度的胶粘剂。〈二〉、高固体含量、低粘度胶粘剂使用注意事项我公司现用高固体含量、低粘度类的胶粘剂较多,以前的双组分聚氨酯胶粘剂,其主剂的固体含量是35%或50%,现在已提高到75%或80%,固化剂的固体含量也由原来的75%提高到80%以上。这里有一个问题必须引起注意,那就是固体含量提高,粘度降低了以后,胶粘剂的初粘力不应降低。一般来说,分子量低了,在同样高固体含量的情况下,粘度是比分子量大的要低。但分子量低了以后,胶粘剂的内聚力不大,刚复合好未熟化,胶粘剂没有交联固化时,粘接力也就是初粘力很小,在复合工艺中如张力控制得不好时,如收卷张力过小、两基材拉伸量相差过大时,容易引起复合物发皱,出现“隧道”等故障。因此,选择的胶粘剂,不仅要具有高固体含量、低粘度胶液的特性,还应具有较高初粘力。据经验,初粘力(剥离强度)在1.0N/1.5mm以下时,复合物极易产生皱纹、“隧道”等故障,初粘力在1.0~1.8N/15mm之间,则有故障的可能,当初粘力大于1.8N/〈三〉、剩余胶液的管理在无连续生产时,剩余胶液是不可避免的问题,如剩余胶不及时用完或使用不当,就会造成浪费和影响产品质量。1、剩余胶液量的控制:根据复合数量来决定配制工作胶液的重量。在最后一次配胶时,根据复合数量的实际上胶面积(复合米数×上胶宽度),和上胶量(指上胶湿量,由所测的干基量除以工作液浓度)计算出最后一次配胶重量。小数量的复合时,还要加上胶盘耗用胶液的数量。2、剩余胶液的保存:如剩余胶液在短时间内不使用情况下,可在剩余胶液里加入一倍量以上的稀释剂;如在较长时间内不使用剩余胶时,则不需加入稀释剂。把稀释后的剩余胶液密封起来,放置于干燥阴凉处。3、剩余胶液的使用:如剩余胶液已变白、混浊或结块,则不可使用。在无上述现象时,可按一定比例的量加入新配制的工作胶液里,注意不可一次加入过多量的剩胶在新配制的胶液中。在水煮、蒸煮、抗强腐蚀性介质的复合膜生产时,在新配制的工作胶液里,不宜加入剩余胶液。三、干式复合工艺干法复合作为制造复合材料的一种方法,其基本特点是各种基膜基材,用胶粘剂在“干的”状态下进行复合。它是在一种基材上涂了胶粘剂后,先到烘道里去加热干燥,将溶剂赶走,剩下真正起粘接作用的固体胶粘剂,然后在无任何溶剂的“干的”状态下,以一定的温度将它与另一种基材贴复粘合,再经冷却就成为复合材料了。因为它是在“干的”状态下,而不是在“湿的”状态下进行复合的,所以叫干法(或干式)复合。按干法复合工艺,可以把任何基材复合起来,不管它透过性的好坏,所以,它可以制造高、中、低档的任何一种包装材料。干法复合的主要工序有:基材的准备、胶液的配制、涂胶、干燥、复合、冷却收卷和熟化,下面依次进行叙述。〈一〉、基材的准备所要进行复合的基膜,其表面必须是清洁、干燥、平整、无灰尘、无油污,对非极性的、表面致密光滑的聚烯烃材料来说,还要事先进行处理,使其表面状态发生变化,表面张力提高到40mN/m,最少也要在38mN/m以上,这样,胶粘才能达到一定的牢度。像聚乙烯、聚丙烯这样的非极性材料,表面致密光洁,表面能很低,是十分惰性的,如果不进行表面处理,胶粘剂对它很难浸润,与聚四氟乙烯(塑料王)一样,是难粘材料。为了改变这种情况,可以用各种方法对其进行处理,其中最有效可行的是电晕处理,处理后,表面张力就可以从原来的30mN/m左右提高到38mN/m以上,高的可达40mN/m,对粘接大有好处。塑料薄膜经电晕处理后,其表面张力究竟多少,必须进行测定。检测方法是用某种表张力的笔或液体,在处理过的表面划写,看留下的液体痕迹是否连续均匀,是否不收缩、不结点。若是则与该达因数相符或更高,此时再用高一档表面张力的笔或液体再去检测,按照同样的方法去判断,一直到检测准确为止。表面张力测试笔,规格有38、40、42、44、48mN/m5种(测铝箔用)。这种测试笔使用方便,可随身携带,且液体带有红色,比透明的更易观察和判断。〈二〉、胶液的配制复合时间所用的胶液,也叫操作溶液,它的配制主要指二个方面:一是胶液浓度的确定;二是该胶液的配制程序和胶液保存。1、操作浓度浓度要根据上胶量要求和涂胶器的性能来考虑。所谓上胶量就是每平方米基材面积上,有多少重量(一般以克表示)干基胶粘剂,所谓涂胶器性能是涂胶辊的状态,即光棍还是凹版网线辊,网沟深度多少,其转动方向是正转还是逆转,还有橡胶压辊的硬度和压力,但一般规律是上胶量多少是与操作溶液的深度(固体含量)成正比的。上胶量多少才适合?这要由被复合的材料、印刷状态以及该包装材料的最终用途来决定,一般可参考下表的数据(干基)。表中为复合材料的上胶量要求复合材料上胶量g/m²复合材料上胶量g/m²塑/塑空白塑/铝空白塑/塑墨少塑/塑墨多2.0~2.52.8~3.52.5~3.03.0~3.5塑/铝墨少塑/铝墨多塑/铝抗酸辣塑/铝耐蒸煮3.0~3.53.5~4.03.5~4.04.0~5.0上胶量的多少,对复合物的粘接牢度有很大关系,在一定范围内可以说牢度跟上胶量成正比,但到了一定多的程度后就不成正比了,而是趋于一个平衡的数字。对大多数情况来说,上胶量在2.5~5.0g/m²(干基)就能满足要求了,超出6g/m上胶量确定之后,就可以按下列的公式来计算所要配制的胶液的浓度:W=1/4µND或W=1/6µND式中W—干基上胶量,g/m²,按上表数据设定;µm—凹版涂胶辊的网点深度,µ;N—所要配制的胶液的浓度,%;D—该胶液的密度,g/m²;1/4或1/6是经验系数,因版子的新旧程度、网点的形状和压辊的弹性、压力等有关,多取1/5,即W=1/5µND。上述公式整理后是:N=5W/µD从公式可以看出,对于上胶量来说,与网点深度µ和胶液浓度N成正比。若网点深度µ已知(由制版厂提供),则上胶量W就由胶液浓度和密度确定,相反,若胶液浓度和密度确定了,则上胶量由网点深度µ决定。举个例子:上胶量要求是W=4.5g/m²,凹版辊网点深度已知量是µN=5W/µD=5×4.5/70×1.00=32%又例如,上胶量要求是W=2.8g/m²,凹版辊网点深度为µ=65N=5×2.8/65×0.98=22%胶液密度D与胶液浓度有关系,浓度越大,固体含量越高密度也越大,一般是:N=20~25%时,D=0.98~0.99N=30~35%时,D=1.00~1.01N=40~45%时,D=1.022、胶液的配制与保存配制时,称量要十分准确,若固化剂是小包装,是一次用完的定量化配胶时,最好先用主剂与溶剂混合,再加固化剂,然后用溶剂洗刷固化容器,力求全部固化剂都真正与主剂配合,不要因粘在容器桶壁上倒不干净,丢弃而影响主剂与固化剂的真实比例,因此,洗刷固化剂容器的溶液应加到配胶桶内去与主剂配合。最后将剩余的溶剂全部加到配胶桶中去,充分搅拌均匀。主剂与固化剂碰在一起就会发生化学变化,产生交联固化。这个化学过程在室温下能慢慢进行,其速度随浓度增高和温度升高而加快。若配好的胶液因保管时间在长或其它原因引起交联固化、浑浊发白,失去流动性,则无法进行涂胶和复合,造成胶液报废。因此,胶液不宜一次配制太多,不宜长时间存放,特别是高温多湿的霉雨季节更注意。另外,胶液配制好后,要盖好,保管好,防止溶剂自动挥发而影响胶液浓度,也为了防止空气中的水分和灰尘侵入。若配好的胶液无法一次用完,不是三班连续生产,则多余的胶液应密闭冷藏保存。一般情况下,胶液为25~30%时,温度小于20密闭容器中可放置12小时不会发生质量变坏不能使用的现象,过夜后第二天可将其分批少量的渗入到新配的胶液中使用,这样不会造成浪费,也不会影响复合物的质量。在胶液的配制时,除了确定胶浓度和准确称量各种原料外,还有一个稀释剂用量如何确定、如何计算的问题,也就是说,胶液浓度已确定,例如25%或30%,胶粘剂也已买好,那么稀释剂(一般仅用乙酸乙脂)又如何计算去求得其用量呢?首先,要按胶粘剂厂家提供的主剂和固化剂的比例去配制,不能把固化剂用得太多或太少,否则会影响复合物产品的质量。任何一种双组分的胶粘剂生产厂家的产品说明书都会提供这种比例的参考数值,一般情况下照此配制不会出太大的问题。当然,由于情况是复杂的,用户可以通过实践去探索更适合自己所需的,性能更能满足某一特定要求的比例。其次,确定了主剂与固化剂的比例以后,就要根据每次配胶要配多少来确定主剂的使用量,其原则是按上面所讲的胶液配好后要尽快用完,不要长期存放,按少配勤配的原则。第三,根据上述两点,再加上要配的胶液浓度,可按下列公式去计算稀释剂的相对用量:W主×N主+W固+N固W稀=—————————————(W主+W固)N式中W稀—是要使用的稀释剂的质量W主—是主剂的质量,由使用者确定W固—是固化剂的质量,按规定确定N主—是主剂的固体含量,由供应者提供N固—是固化剂的固体含量,由供应者提供N—是所确定的胶液的浓度。W主︰W固是应按产品说明书规定或自己探索后重新确定的比例,应该固定不变。其它胶粘剂也按上述公式去计算,可以配制自己所需的任一种浓度的胶液。〈三〉、涂胶涂胶是将胶粘剂均匀、连续地转移到被复合的基膜上去的方法,常用的有凹版辊涂胶方法。在凹版辊涂布中,其原理与凹版印刷相同,胶液注满凹版辊的网点之中,该网点离开胶液液面后,其表面平滑处的胶液由刮刀刮去,而只保留着凹版网点中刮不去的胶液,此胶液再与被涂胶的基材表面接触,这种接触是通过一个弹性的橡胶压辊的帮助而实现的。经过这样的接触,网点里的一部分胶液转移到基材表面上来,这样就完成了整个涂胶过程。网点里的胶液部分转移到基膜上去后,由于胶液具有流动性,它会慢慢地自动铺开流平,使原来不连续的、一点一点的胶液变成连续的、均匀的液层,而网点里的胶液由于一部分转移出去了,所以减少了许多,但当该网点在旋转一周时又会重新浸入到胶液中去,胶液又会充满、填充它。这样周而复始,一个直径不大的凹版辊就能将胶材表面去,实现涂胶的目的。对于一个已经做好了的凹辊来说,由于它的网点深度已经固定,网点的形状也不能再改变,所以上胶量的多少,基本上由胶液的浓度来确定,N越大,上胶量越多,反之亦然。〈四〉、干燥干燥是干法复合的重要工序,它对复合物的透明度、粘接牢度、气味、卫生性能都有直接的影响。所谓干法复合,就是涂胶后,将胶液中的溶剂通过加热排气的方法使其充分干燥,然后在“干的”状态下进行复合。涂胶后的干燥是干法复合装置的烘道里进行的。一方面,它把热风吹向涂有胶粘剂面的基材,使胶液受热,将溶剂蒸发,变为蒸气,另一方面又抽风,把含有大量溶剂蒸气的空气排到烘道外面去。一般的烘道有6~7m长,整个烘道分三段加热,三段的热风温度可自由设定。具体操作时,自进口处到出口处的温度,应由低到高逐步增加,一般是第一段约50~60℃,第二段约70℃烘箱温度的设备,应根据基材的耐热性、复合时基膜的线速度,所使用的溶剂种类等综合考虑。总的原则是控制干燥后的溶剂量要到达10mg/m²以下。如果所用的基材是耐热性高的PET、PT、OPA,且所走的线速度较高,由烘道的温度可相应提高,特别是油墨中使用沸点比较高的甲苯、丁醇等溶剂后,更应提高一些温度。但也不能一味追求干燥,提高烘道温度而使基膜因受高热而变型收缩,造成印刷图面尺寸的变化和不准,这一点必须充分考虑,一般来说在一定运转张力作用下,经烘道加热后,基膜的纵向要有少量收缩,其收缩率一般不超过2%,这是正常现象。如果基膜收缩率大,残留溶剂太多时,则应放慢运转的线速度,适当降低温度,减低运转张力,加大排风量,这样也可达到残留剂合格的目的。残留溶剂的多少,可以利用重量测定法来测定,取从烘道出口处经烘干又未进行复合的样品,其尺寸应是100×100正方形,马上到分析天平上去称取其质量,设W1,然后把它放到105℃的恒温烘箱中保持一个小时,取出后在干燥器内冷却到室温,再去称取其质量,设为W2,此时W2肯定比W1要小一点,这是因为残留溶剂跑完了,总质量应该比未烘时轻一些,这W1—W1—W2R=————————0.10×0.10计算出每平方米面积上残留溶剂总质量,用本法只能求出残留溶剂总量,不可求得是何溶剂,也不知各个组分所占比例。如果改变一下,不是直接从出口处取样,而是先取3块相同基材、尺寸为100*100正方形的空白样品,并称好每块的质量,设W1用双面胶带分左、中、右贴在要涂胶的基膜上,然后正常涂胶、干燥,到出口处将左、中、右3块样品取下,马上称取上胶干燥后的质量,设为W2,再把它们放到105℃W2—W3R=——————g/m²0.1×0.1也可求出上胶量W3—W1W2=——————g/m²0.1×0.1这样做可以一取三,除了上述二个数值外,还可以检查左中右三点的上胶量是否相同。残留溶剂的多少,对复合牢度、表观质量、异味及卫生性能都有直接影响。所以,在控制和制定干式复合工艺参数时,必须充分注意这一点。残留溶剂太多时,由于会出现微小的气泡,将使二层基材之间的剥离强度降低,出现麻点、小泡透明度不好,影响外观质量。另外残留溶剂会透过内层材料渗入到食品中去,出现异味,影响食品的原有风味,若该溶剂具有毒性,则要对人体健康造成损害,这是不允许的。〈五〉、复合将涂胶干燥后的第一基材跟另一种未涂胶的基材,经复合装置加热,加压贴合起来,就基本上完成了复合过程。在这复合工序中,应注意的问题是两种基材的张力控制,复合钢辊表面温度和复合的压力。一般来说,第一基材多是延伸性较小,耐热性高的BOPP、PET、OPA或PT,也有经复合后的BOPP/AL、PET/AL、OPA/AL或PT/AL。而作为第二基材的多数是延伸性大、受热易变型的LDPE、CPP或EVA、PVA、EVAL等。如果二种基材的张力不协调,特别是第二基材张力太大的话,复合后易引起收缩曲卷,严重时会造成皱纹、“隧道”等不良现象。因此必须根据复合机的性能、基膜的延伸性和实际经验,摸索出恰当的放卷张力才行。复合钢辊表面的温度高低对复合物的牢度、外观有直接影响。因为干法复合是胶粘剂已不含溶剂的干的状态下进行复合的。一般来说,当胶粘剂中无溶剂存在且冷却到室温时,该胶已无粘性或粘性不足,就这样去复合,其牢度不好。只有将干掉了的胶粘剂加热到一定的温度时,它才能重新被活化,具有良好的粘性,这时进行复合,才能达到理想的牢度。复合钢辊表面的温度多数控制在65~85℃,这要由基材运转的线速度、基材的导热性、基材的厚度、胶粘剂的“活化”若复合钢辊表面温度太高,所用的基材有是耐热性不太好的LDPE,当高过110℃复合时的压力要适中,太大时基材有被压延变形的可能,太小了又有可能会出现贴合不够紧密,牢度不好,甚至出现小气泡,这些都要注意调整。还有一个问题就是第二基材进入复合辊时的位置和角度。例如铝箔与PET(或BOPP、OPA、PT)等复合时,第一基材PET涂胶干燥后进入复合辊时,处理有舒张展平辊让它不皱外,它跟橡胶压辊有一定的包角。铝箔则不必经任何托辊或展平就直接进入钢辊和橡胶压辊的共同切线方向,这样才不致使铝箔发皱,不然很难保证复合物的平整性。相反,若第二基材不是铝箔,而是LDPE或CPP等其它塑料薄膜,则也应跟第一基材那样,要先经过一个展平辊然后再进行复合。因为铝箔本身非常平整,不须展平。若多经过一些辊子。反而会使它起皱,所以最好不经任何棍子。但是LDPE或CPP等塑料薄膜就有可能不够平整,须用展平辊去掉它原由的皱纹。〈六〉、冷却收卷第一基材与第二基材复合好后,经从复合钢辊上剥离开来,进入一个直径较大的冷却钢辊对复合膜进行冷却后,再收卷起来。冷却的作用有二个:一个是让复合膜冷却定形,收卷时更平整、不发皱,因为刚从热的复合钢辊上剥离下来时,复合膜的温度往往高达60~70℃第二个作用是让胶粘剂冷却,产生更大的内聚力,不让二种基材产生相对位移,避免起皱、“隧道”现象。因为原来要让胶粘剂产生“活性”,具有粘性才将复合钢辊表面温度提高的,一旦粘住后,又希望胶粘剂能固定,内聚力要大,要把二种基材“咬牢”,不产生相对位移,这样才能保证复合牢度,而降低温度是增加胶粘剂内聚力的一种方法。复合膜的收卷要尽量卷紧一点,不要太松,特别是使用初粘力不够大的胶粘剂时,更应如此。因为初粘力小的胶粘剂,刚复合后还未交联固化,不能使二种基材“咬牢”,如果张力又控制不妥,一种要收缩(往往是LDPE),另一种又不收缩,这样就要产生起皱,“隧道”、分层剥离等缺陷,特别是横向的纹更可能出现,如果收卷张力足够大,卷得很紧,收缩不起来,那就不会有上述问题,待胶粘剂固化后,粘接牢度足够大,能“咬牢”二种基材而不再发生相对移位后,将它放松,进行下一道工序的操作,如分切、制袋就不会出问题了。〈七〉、熟化熟化也叫固化,是让复合物放在40~60℃聚氨酯胶粘剂的化学反应,在温度不高的条件下也会慢慢进行,但速度不快,通常要7~10天时间才能达到较完全的程度,所以在工业化生产上是行不通的,周期太长、效率太低,当温度提高时,反应的速度就会加快,而且最终效果即粘接牢度也较好。但温度也不能太高,因为所用的聚乙烯薄膜(大多数情况下)的耐热性不够高,若熟化温度达八、九十度甚至更高一些时,这些塑料薄膜会产生收缩变形,甚至严重到粘连的地步。所以在多数场合是40~60℃。当然,若所用的基材耐热性好,例如耐高温蒸煮膜,是由PET、OPA、AL、和CPP复合的,那就可以让其在较高温度下快速熟化,例如:50~60℃时要48小时,70℃四、工艺操作〈一〉、上胶量的控制操作复合工艺中的上胶量控制对复合膜品质的影响很大。上胶量过大,胶层固化慢,溶剂干燥时难以挥发尽,易残留在复合膜内,造成复合膜异味及影响复合强度,而且上胶量过大时,复合强度提高并不明显,产品成本也增大;如上胶量过小时,复合膜的剥离强度会达不到要求,易出现外观性白(斑)点问题。复合膜的上胶量包含两个意思:复合膜上胶状态的均匀性;复合膜单位面积内上胶量的多少。复合膜的上胶量确定应根据复合产品的材料结构(或产品用途)而决定,可参照下表中不同结构复合膜的上胶量(干基:g/m2):复合材料上胶量g/m²复合材料上胶量g/m²塑/塑空白塑/铝空白塑/塑墨少塑/塑墨多2.0~2.52.8~3.52.5~3.03.0~3.5塑/铝墨少塑/铝墨多塑/铝抗酸辣塑/铝耐蒸煮3.0~3.53.5~4.03.5~4.04.0~5.0影响上胶量的因素:A:工作液浓度越大,上胶量越大;B:涂布辊网孔体积越大,上胶量越大(一般新制辊线数越少,网孔越深,网孔体积越大);C:涂布辊转速越慢,上胶量越大;D:上胶压辊压力越小(涂胶部份能完全与网辊面接触下),上胶量越大;E:刮刀(在不弯曲情况下),角度越小,压力越小,上胶量越大;F:材料的涂胶面张力越大,上胶量越大。其中工作液浓度和涂布辊的网孔体积影响复合膜的上胶量最大,复合前上胶量的计算可是根据以下经验公式:上胶干基(g/m2)=(1/5-1/7)×网孔深(um)×工作液浓度(%)×比重1/5-1/7:指胶液的转移率,压花制辊新辊时取1/5,用旧后(磨损)取1/7。网辊深:指涂布辊网孔的深度(um)。工作液浓度(%):由配胶时主剂、固化剂、溶剂的混合量算得。浓度的确定时应根据浓度对应的粘度来决定,因涂布的粘度有一定适用范围选择,一般在13—21′S(3#查蒽杯)。比重:指工作液的比重,一般在0.98—1.02g/cm3,通常取1g/cm3。由上述经验公式可预设复合产品的上胶量,反过来,确定上胶量后,通过上述经验公式,也可求得生产所需涂布辊和工作液浓度上胶干基(g/m2上胶干基(g/m2)1/(5-7)×浓度(%)涂布辊(um)=上胶干基(g/m上胶干基(g/m2)1/(5-7)×涂布辊(um)工作液浓度(%)=主剂量×主剂量×固含量+固化剂量×固含量配制工作液的溶剂使用量,计算公式:工作液浓度(%)溶剂量=—(主剂量+固化剂量)工作液浓度(%)上胶干基量的测量:1、统计法:实际用胶总量g(干基,由实际湿胶总用量,乘以工作液浓度所得),除以实际涂布面积m2,等于单位面积的上胶量g/m2(干基)。ggm2即g/m2=此方法只能事后计算,不能做到事前控制。2.重量差法:A:取同样面积m2的原材料和复合膜,用复合膜的总重量T1,减去两种原材料的重量之和T2,得出这一面积下的上胶量g,再计算出单位面积的上胶量g/m2。gmgm2即g/m2=此方法在原材料重量偏差大时,对上胶量测量的准确性影响较大。B:取同样面积m2干燥后的涂胶膜和原材料,用涂胶膜的重量T1减去原材料的重量T2,得出这一面积下的上胶量g,再计算出单位面积的上胶量g/m2。ggm2即g/m2=此方法因测单一材料的重量,因此准确率相对高些。根据测量出的上胶量与工艺要求上胶量的比较,再作上胶量的调节。〈二〉、工艺规范产品分类复合结构上胶量干基:g/m2胶粘剂类涂胶辊线/μm粘度s(3#察蒽杯)熟化h50—55普通的高透明类BOPP/PE(CPP)PET/PE(CPP)NY/PE(CPP)2.0—3.0高固含量、低粘度类140/5513—1518—24镀铝膜复合类BOPP/VMCPP
BOPP/VMPETPET/VMPET2.5—3.5镀铝复合专用型号120/6516—1824—28水煮、抗介质、抽真空类BOPP/AL/PEPET/AL/PEPET/PE(CPP)NY/PE(CPP)3.0—4.0耐水煮、抗介质类110/8017以上36—40高温蒸煮、微波加热类PET/AL/NY/CPPPET/CPPNY/CPP4.5以上耐高温高压、抗介质类80/9517以上48—55五、复合生产控制要点1、复合材料的名称、规格、供应商与工艺单相符。2、复合材料的复合面上机安装正确、表面张力(电晕值)达到工艺要求。3、胶粘剂型号、配比符合工艺要求。4、配制工作液的粘度符合工艺要求。5、上胶均匀,上胶量达到工艺要求。6、干燥温度设定,既促使胶层溶剂挥发掉,又不使复合材料发生严重变形。7、张力设定,使复合材料、复合物稳定运行,又不产生拉伸引起的卷曲、隧道问题。8、上胶压辊、复合压辊、复合钢辊在生产中保持平整光、干净。9、产品有效部位保证有上胶和复合。10、复合品外观无泡(斑、粒)状点,皱折,脏污。 11、复合品无异味,溶剂残留量达到标准要求。12、复合品卷膜内,不合格品处的端面要有明显标记或质量跟踪说明。六、干式复合的常见问题及解决1、上胶量的大小问题⑴原因:涂胶辊解决:上胶量过小时,改用线数少的涂胶辊;上胶量过大时,改用线数多的涂胶辊。⑵原因:工作胶液的浓度解决:上胶量过小时,提高工作胶液的浓度;上胶量过大时,降低工作胶液浓度。⑶原因:刮刀角度,压力解决:上胶量过小时,调小刮刀角度和降低刮刀压力;上胶量过大时,调大刮刀角度和增大刮刀压力。⑷原因:上胶压力解决:上胶量过小时,调小压辊压力;上胶量过大时,调大压辊压力。⑸原因:复合线速度解决:上胶量过小时,降低复合线速度;上胶量过大时,升高复合线速度。2、复合膜有小气泡(1)原因:基膜表面张力太小,浸润性差,上胶不均匀,没胶的地方产生空档、气泡。解决:选择大于或等于38mn/m的薄膜,即上料时必须用电晕值为38mn/m的电晕笔进行测试。(2)原因:复合辊的压力不足或钢辊表面温度太低,胶粘剂活化不足、流动性不足,同样网点胶粒流不平,有微小空隙,造成极小的气泡。解决:提高压力,增加表面温度。(3)原因:复合辊与膜之间角度不适宜,包角过大,易引起皱折甚至小泡。解决:改变包角,尽量按切线方向进入复合辊。(4)原因:有灰尘粘附在膜的表面,尘粒将两层膜顶起,形成空档,造成气泡。解决:注意复合环境清洁。(5)原因:胶粘剂中混入少量水份,发生反应生成二氧化碳,形成气泡。解决:溶剂、环境湿度保持干燥,消除产生二氧化碳的原因。(6)原因:残留溶剂多,溶剂气化形成气泡。解决:提高干燥箱的温度,吹风、排风量,加强干燥能力,减慢机速,不使用慢干性溶剂。3、复合物起皱复合好的产品,出现横向皱纹。(1)原因:二种材料在复合时张力控制不适宜,其中一种太大,一种太小。解决:调整材料张力,使两材料的拉伸量相同。(2)原因:残留溶剂太多,胶粘剂干燥不足,粘接力太小,产生位移,造成起皱。解决:加强干燥能力,减慢机速,不使用慢干性溶剂。(3)原因:胶粘
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