於亞豐
無溶劑復(fù)合工藝憑借環(huán)保、節(jié)能、安全、低成本、高速等優(yōu)點,目前在歐美地區(qū)軟包裝市場已得到較為普遍的推廣和應(yīng)用。相比之下,國內(nèi)目前僅有百余條無溶劑復(fù)合生產(chǎn)線在軟包裝企業(yè)安裝使用,市場應(yīng)用規(guī)模遠(yuǎn)不及干式復(fù)合工藝。無溶劑復(fù)合工藝之所以在我國軟包裝市場推廣緩慢,筆者認(rèn)為其中一個重要原因就是,無溶劑復(fù)合與干式復(fù)合在工藝控制上存在很大差異,操作人員對無溶劑復(fù)合工藝缺乏實際操作經(jīng)驗和系統(tǒng)認(rèn)識。
無溶劑復(fù)合工藝控制的難點主要在于無溶劑復(fù)合設(shè)備、復(fù)合基材、膠黏劑、工藝參數(shù)之間的合理匹配。其一,張力控制難,這是因為無溶劑膠黏劑的初黏力很低,對復(fù)合基材各段張力的設(shè)定和控制要求都非常嚴(yán)格;其二,涂布量控制難,這是因為涂布量控制參數(shù)較多(6~7個),且涂膠量受部分參數(shù)的影響較大;其三,無溶劑復(fù)合需要較長的固化時間,復(fù)合結(jié)果顯現(xiàn)滯后;其四,生產(chǎn)速度較高,使得生產(chǎn)過程的整體控制難度較大。以上這些難點如果控制不好,就會嚴(yán)重影響軟包裝產(chǎn)品復(fù)合質(zhì)量,從而無法滿足客戶需求。因此,筆者認(rèn)為,要想攻克這些難點,操作人員需要把握好無溶劑復(fù)合過程中的幾個關(guān)鍵點。
復(fù)合基材的檢測與要求
1.表面張力
表面張力是復(fù)合基材檢測的主要性能指標(biāo),常用的薄膜材料都須經(jīng)過電暈處理,以使其具有合適的表面張力。一般要求PE、BOPP薄膜的表面張力>40mN/m,VMPET薄膜的表面張力>42mN/m,PA薄膜的表面張力≥50mN/m,PET薄膜的表面張力≥45mN/m。這樣做的主要目的是為了提高膠黏劑的流平性和復(fù)合牢度。如果復(fù)合基材的表面張力低于要求值,就會影響復(fù)合膜的復(fù)合牢度,嚴(yán)重時還會導(dǎo)致分層現(xiàn)象。
2.厚度
復(fù)合基材厚度必須均勻,且厚度均勻性偏差要求控制在10%以內(nèi),產(chǎn)品質(zhì)量符合國家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
3.寬度
復(fù)合基材寬度不應(yīng)超過無溶劑復(fù)合設(shè)備允許的最大幅寬,同時也不應(yīng)小于無溶劑復(fù)合設(shè)備允許最大幅寬的60%;復(fù)合基材寬度應(yīng)大出涂布基材寬度0~5mm;各試驗基材最小幅寬至少大出試驗用轉(zhuǎn)移膠輥寬度10mm,但最多不大出20mm。
4.外觀要求
對于印刷薄膜,要求其圖文清晰、網(wǎng)點規(guī)則,無劃痕、臟點、糊版、刀絲等質(zhì)量缺陷;對于非印刷薄膜,要求其外觀良好,無雜質(zhì)、粉塵、污染、受潮等缺陷。此外,還應(yīng)要求材料供應(yīng)商提供產(chǎn)品質(zhì)量報告、出廠日期、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)批次等信息。
膠黏劑和油墨的選擇
實際上,無溶劑復(fù)合過程中很多問題的產(chǎn)生往往是由膠黏劑和油墨選擇和使用不當(dāng)導(dǎo)致的。國內(nèi)外膠黏劑和油墨生產(chǎn)廠家有很多,企業(yè)規(guī)模不一,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,因此在膠黏劑或油墨供應(yīng)商的選擇上必須保持嚴(yán)格,最好可以親自到生產(chǎn)廠家的工廠對其生產(chǎn)能力、質(zhì)量監(jiān)控等方面進(jìn)行實地考察,選擇管理和產(chǎn)品成熟度較高的供應(yīng)商。
另外,還要考慮膠黏劑和油墨之間的相容性問題。目前,國內(nèi)無溶劑膠黏劑都屬于聚氨酯化學(xué)體系,而油墨則包括苯類、酯溶類、醇溶類、水性、聚酰胺類等多種體系。對此,筆者建議可以先確定好膠黏劑的型號,然后再選用不同體系、不同品牌的油墨來與之相匹配。
在膠黏劑應(yīng)用方面要注意涂膠量的控制,涂膠量是一個相對值,即對于不同的復(fù)合基材,涂膠量通常不一樣,如普通薄膜的涂膠量一般控制在1.0~2.0g/m2,透明材料的涂膠量控制在1.0~1.4g/m2,鍍鋁膜的涂膠量控制在1.5~1.8g/m2,具體涂膠量需通過現(xiàn)場測試而定。如果涂膠量太大,不但會造成收卷不齊,還會導(dǎo)致油墨在印刷基材上發(fā)生剝離轉(zhuǎn)移;而如果涂膠量太小,不但會造成剝離強(qiáng)度下降,還會因膠黏劑和油墨浸潤不充分而產(chǎn)生氣泡。這些現(xiàn)象在鍍鋁膜和白色印刷薄膜的復(fù)合中表現(xiàn)得更為明顯。
復(fù)合設(shè)備的使用和控制
(1)確保設(shè)備電源電壓穩(wěn)定,并配備穩(wěn)壓裝置,保證電壓波動偏差不超過10%。
(2)確保設(shè)備氣源穩(wěn)定,配備用于過濾的空氣干燥機(jī),保證壓縮空氣清潔、干燥,且壓力不低于0.6MPa。
(3)要求水源干凈,沒有水垢,水壓不低于4kg,以免不干凈的水源損壞用于加熱的空氣壓縮機(jī)。
(4)設(shè)備的清潔保養(yǎng)也十分關(guān)鍵,要求操作人員每天上下班之前必須將設(shè)備的涂布單元、復(fù)合單元及各輥筒清洗干凈。
(5)混膠機(jī)是無溶劑復(fù)合設(shè)備應(yīng)用的前提和保障,其清潔保養(yǎng)也很重要。首先,計量泵是混膠機(jī)的關(guān)鍵部件,必須定期檢查其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況是否良好,且進(jìn)入計量泵的壓縮空氣要保持干燥,必要時應(yīng)加裝除濕裝置。其次,防止膠泵堵塞,如果沒有對膠泵進(jìn)行定期的清潔保養(yǎng),就容易造成膠黏劑在膠泵內(nèi)固化堵塞,再次使用混膠機(jī)時就會使膠黏劑的配比有誤,由此造成較大的耗材消耗和經(jīng)濟(jì)損失。
(6)確保無溶劑復(fù)合設(shè)備整體調(diào)節(jié)良好,并進(jìn)行必要的動作檢測,例如各導(dǎo)輥的運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活,是否清潔且無破損,離合涂布輥、背壓輥、復(fù)合輥是否平緩及兩端是否同步。
(7)無溶劑復(fù)合的初黏力較低,因此復(fù)合基材各段張力的匹配和收卷張力的控制就顯得尤為重要。復(fù)合結(jié)構(gòu)不同,復(fù)合基材的各段張力也存在差異,通常采用的張力檢測方法是,復(fù)合一段時間后停機(jī),在收卷部分的復(fù)合基材上用刀片劃一個“十”字,如果復(fù)合基材平整,則表明張力合適;如果復(fù)合基材朝某一個方向卷曲,則表明張力過大,此時應(yīng)對復(fù)合基材的張力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。
復(fù)合車間環(huán)境
相比干式復(fù)合,無溶劑復(fù)合對環(huán)境的要求更加嚴(yán)格。國內(nèi)大多數(shù)應(yīng)用無溶劑復(fù)合設(shè)備的軟包裝企業(yè),都建立了獨立的復(fù)合生產(chǎn)車間,這樣就從根本上保證了潔凈的生產(chǎn)環(huán)境。無溶劑復(fù)合對環(huán)境的要求主要包括以下兩個方面。
(1)無溶劑膠黏劑為聚氨酯類膠黏劑,其主劑為異氰酸酯類,異氰酸酯官能團(tuán)是一個非常活潑的基團(tuán),容易和空氣中的水分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),這樣就會導(dǎo)致膠黏劑固化后產(chǎn)生氣泡,所以在復(fù)合過程中,環(huán)境濕度對復(fù)合效果有明顯影響,一般要求生產(chǎn)車間的環(huán)境濕度控制在75%以下。
(2)保持車間環(huán)境清潔、衛(wèi)生,因為無溶劑復(fù)合速度很高,如果空氣中存在大量灰塵、雜物或蚊蟲,就會嚴(yán)重影響設(shè)備精度和復(fù)合基材的透明度。
固化室的要求
(1)固化室首先要求面積尺寸合適,配備加熱和通風(fēng)設(shè)施,保溫效果好,應(yīng)保持室內(nèi)溫度的恒定和均勻性。
(2)固化室溫度可自動控制,溫度需要在35~50℃范圍內(nèi)可調(diào)。室內(nèi)溫度偏差小于2%,如果室內(nèi)溫度均勻性達(dá)不到要求,在復(fù)合料卷固化過程中應(yīng)進(jìn)行人工翻轉(zhuǎn)。
隨著綠色環(huán)保概念的逐漸深入,無溶劑復(fù)合技術(shù)正在我國軟包裝市場掀起一股應(yīng)用熱潮,越來越多的軟包裝企業(yè)已將無溶劑復(fù)合技術(shù)作為企業(yè)發(fā)展的核心競爭力,并不斷在實際操作中摸索經(jīng)驗。筆者相信,在設(shè)備制造商、耗材供應(yīng)商以及軟包裝企業(yè)的共同努力下,我國無溶劑復(fù)合市場的春天會很快到來。