第三节　 覆膜工艺

　　一、概述

　　覆膜是一项综合性的技术，它涉及许多因素，如塑料薄膜、粘合剂、溶剂、印刷品表面墨层状况、机械控制以及环境条件等。要获得高质量的覆膜产品，就必须在工艺过程中控制上述诸因素的变化，并协调好它们之间的关系。

　　覆膜加工工艺，归纳起来，主要有半自动操作和全自动操作两类。半自动操作除上胶、热压复合等部分是机械操作外，输纸、分切等部分作业都由人工操作，劳动强度大，生产效率不高。全自动操作从输纸开始，到涂胶、复合、分切、成品收齐均由机械完成，省时省工，生产效率高，尽管有上述差异，但它们的工艺流程却是相同的：首先用辊涂装置将粘合剂均匀地涂布在塑料薄膜上，经过烘箱（道）将溶剂蒸发掉，然后，将已印刷好的印刷品牵引到热压复合装置上，并在此将塑料薄膜和印刷品压合，成为纸塑合一的覆膜产品。

　　覆膜工艺按所采用的原材料及设备的不同，可分为即涂覆膜工艺和预涂薄膜工艺。即涂覆膜工艺操作时先在薄膜上涂布粘合剂，之后再热压，为目前国内所普遍采用。预涂覆膜工艺是将粘合剂预先涂布在塑料薄膜上，经烘干收卷后，在无粘合剂涂布装置的覆膜设备上进行热压，从而完成覆膜过程。预涂覆膜工艺因覆膜设备不需要粘合剂加热干燥系统，大大地简化了覆膜工艺，而且操作十分方便，可以随用随开机，生产灵活性大；同时无溶剂气味，无环境污染，改善了劳动条件；更重要的是它完全避免了气泡、脱层等覆膜故障的发生，覆膜产品的透明度极高，具有广阔的应用前景和推广价值。

　　二、加工工艺

　　覆膜的工艺流程为：工艺准备→安装塑料薄膜滚筒→涂布粘合剂→烘干→设定工艺参数（烘道温度和热压温度、压力、速度）→试覆膜→抽样检测→正式覆膜→复卷或定型分割。

　　1.工艺准备工作。准备工作是否充分，对保证覆膜生产的正常进行，提高生产效率和产品质量有很大影响。覆膜生产的准备工作一般应包括：待覆印刷品的检查、塑料薄膜的选用以及粘合剂的配制等。

　　（1）待覆印刷品的检查。对待覆膜印刷品的检查，有别于对普通印刷品的质量检查。主要应针对覆膜影响较大的项目，如表面是否有喷粉、墨迹是否充分干燥、印刷品是否
平整等，一旦发现问题，应及时采取处理措施。

　　（2）塑料薄膜的选用。塑料薄膜的选用包括塑料薄膜的选定及质量检查和分切卷料。覆膜材料是否恰当是关系产品质量的一个重要因素。

　　常用的塑料薄膜有：聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（BOPP）和聚酯（PET）薄膜等。其中BOPP薄膜（15一20pm）柔韧、无毒性，而且平整度好、透明度高、光亮度好，并具有耐磨、耐水、耐热、耐化学腐蚀等性能，此外，它的价格便宜，是覆膜工艺中较理想的复合材料。

　　覆膜工艺对塑料薄膜的质量要求是：厚度直接影响薄膜的透光度、折光度、薄膜牢度和机械强度等，根据薄膜本身的性能和使用目的，覆膜薄膜的厚度以0．01～0．02mm之间为宜。须经电晕或其它方法处理过，处理面的表面张力应达到4Pa，以便有较好的湿润性和粘合性能，电晕处理面要均匀一致。透明度越高越好，以保证被覆盖的印刷品有最佳的清晰度。

　　透明度以透光率即透射光与投射光的百分比来表示；PET薄膜的透光率一般为88～90％，其它几种薄膜的透光率通常在92～93％之间。良好的耐光性，即在光线长时间照射下不易变色，具备一定的机械强度和柔韧特性，薄膜的机械强度包括抗张强度、断裂延伸率、弹性模量、冲击强度和耐折次数等项技术指标。几何尺寸要稳定，常用吸湿膨胀系数、热膨胀系数、热变形温度等指标来表示。覆膜薄膜要与溶剂、粘合剂、油墨等接触，须有一定的化学稳定性。外观膜面应平整、无凹凸不平及皱纹，还要求薄膜无气泡、缩孔、针孔及麻点等，膜面无灰尘、杂质、油脂等污染。厚薄均匀，纵、横向厚度偏差小；因覆膜机调节能力有限，还要求复卷整齐，两端松紧一致，以保证涂胶均匀。当然，成本要低。

　　塑料薄膜的质量检查方法，除上述股面表面处理等几项外，大都可以用手感或目测来解决。宽筒薄膜卷料还须按所要求的宽度分切成窄简卷料才能用于覆膜，分切后的窄筒卷料要求边缘平齐、两端子齐、卷曲张力一致。

　　（3）粘合剂的配制。国内使用的粘合剂的品种较多，主要有聚氨酯类、橡胶类以及热塑高分子树脂等。其中以热塑性高分子类胶粘剂使用效果最好。

　　溶剂型粘合剂应用较广泛，常用的溶剂有酯类（如醋酸乙酯）、醇类、苯类（如甲苯）。溶剂型粘合剂有单组分和双组分之分。单组分粘合剂使用方便，成本较低，虽粘结强度略低于双组分粘合剂，但可以采取其它工艺措施加以弥补，使用较普遍。双组分粘合剂虽粘结强度较高，但成本高，使用较麻烦。

　　各种粘合剂应符合以下要求：色泽浅、透明度高；无沉淀杂质；使用时分散性能好，易流动，干燥性好；溶剂无毒性或毒性小；粘附性能持久良好，对油墨、纸张、塑料薄膜均有良好的亲附性；覆膜产品长期放置不泛黄、不起皱、不起泡和不脱层；并要求粘合剂具有耐高温，抗低温、耐酸碱以及操作简便，价格便宜等特点。

　　单组分的粘合剂可直接使用。双组分或多组分粘合剂，一经混合后即进行反应，而且粘合剂的粘合力随贮存时间的增加会因表面老化而下降，所以，配制好的粘合剂不宜长时间贮存，应当天用完。覆膜质量的好坏与粘合剂的配制质量优劣有很大关系，配制时要细心谨慎。

　　2.安装塑料薄膜卷筒。将选定的薄膜按印刷品的幅面切割成适当宽度后，安装在覆膜机的出卷装置上，并将塑料薄膜穿至涂布机构上。要求薄膜平整无皱，张力均匀适中。如覆膜印刷品要做成纸盒，则须考虑留出接口空隙，否则粘接不牢。

　　3.涂布粘合剂。首先，粘合剂的粘稠度应视纸质好坏、墨层厚薄、烘道温度及烘道长短、机器转动速度等因素而定。当墨层厚、烘道温度低、烘道短、机速快时，粘合剂的粘度应适当增大，反之则相反。其次应掌握涂布胶层的厚度，使之达到均匀一致。涂层厚度应视纸质好坏及油墨层厚薄而定：表面平滑的铜版纸，涂布量一般为3～5g／m（厚约5μm）；表面粗糙、吸墨量大的胶版纸、白板纸，涂布量为7～8g／m（厚约8μm）。当然，墨层厚，涂布量应稍大，反之则相反。但涂层过厚，易起泡、起皱，反之则覆膜不牢。

　　4.烘干。其目的是去除粘合剂中的溶剂，保留粘合剂的固体含量。烘道温度应掌握在40～60℃之间，主要由过塑粘合剂中溶剂的挥发性快慢来确定。胶层的干燥度一般控制在90～95％，此时粘结力大，纸塑复合最牢。涂层不平或过干，会使粘结力下降，造成覆膜起泡、脱层。

　　5．调整热压温度和辊间压力。热压温度根据印刷品墨层厚度、纸质好坏、气候变化等情况来调整，一般应控制在60～80C。温度过高会超过薄膜承受范围，薄膜等受高热而变形，极易使产品曲卷、起泡、皱格等，且橡胶辊表面易烫损变形；温度过低，覆膜不牢，易脱层。一般铜版纸的热压温度较低，胶版纸、白板纸及墨层厚的印刷品的热压温度偏高。

　　辊间压力应视不同纸质及纸张厚度正确调整。压力过大，纸面稍有不平整或薄膜张力不完全一致时，会产生压皱或条纹的现象；压力长期过大，会导致橡胶辊变形，辊的轴承也会因受力过大而磨损。压力过高或不均匀，则会造成覆膜不牢、脱层现象。一般覆膜表面光滑、平整、结实的印刷品，压力为19～20mPa；覆膜粗糙松软的印刷品，压力为22～23mPa。

　　6．机速的控制。机速越快，热压时间也就越短，因此温度可调高些，压力可加大些，粘合剂的粘度应大些；反之亦然。机速一般控制在6～10m／min为宜，机速过快或过慢都会影响覆膜质量。

　　7．试样检测。试覆膜后抽出样张，按照产品标准，对抽样产品进行关键性能检测，要求达到表面光亮、平滑，以及无把皱、气泡、脱层等。

　　8．定型分割。覆膜后的产品如果是白板纸印刷品，应立即分割，膜面朝上放置铜版纸、胶版纸印刷品，应先复卷并放置24h后，才能分割，这样既可提高粘结度，又有防止单张纸卷曲。

　　三、印刷对覆膜的影响

　　覆膜效果，不仅同覆膜原材料、覆膜操作工艺方法有关，更重要的，还同被粘印刷品的墨层状况有关。印刷品的墨层状况主要由纸张的性质、油墨性能、墨层厚度、图文面积以及印刷图文积分密度等决定，这些因素影响粘合机械结合力、物理化学结合力等形成条件，从从而引起印刷品表面粘合性能的改变。

　　1.印刷品墨层厚度。墨层厚实的实地印刷品，往往很难与塑料薄膜粘合，不久便会脱层、起泡。这是因为，厚实的墨层改变了纸张多孔隙的表面特性，使纸张纤维毛细孔封闭，严重阻碍了粘合剂的渗透和扩散。粘合剂在一定程度内的渗透，对覆膜粘合是有利的。

　　另外，印刷品表面墨层及墨层面积不同，则粘合润湿性能也不同。实验证明，随着墨层厚度的增加或图文面积的增大，表面张力值明显降低。故不论是单色印刷还是叠色印刷，都应力求控制墨层在较薄的程度上。

　　印刷墨层的厚度还与印刷方式有直接关系，印刷方式不同，其墨层厚度也不同。如平印产品的墨层厚度约为l～2μm，凸印时约为2～5μm，凹印时可达10μm。从覆膜的角度看，平印的印刷品是理想的，其墨层很薄。

　　2.印刷油墨的种类。需覆膜的印刷品应采用快固着亮光胶印油墨，该油墨的连结料是由合成树脂、干性植物油、高沸点煤油及少量胶质构成。合成树脂分子中含有极性基团，极性基团易于同粘合剂分子中的极性基团相互扩散和渗透，并产生交联，形成物理化学结合力，从而有利于覆膜；快固着这光胶印油墨还具有印刷后墨层快速干燥结膜的优势，对覆膜也十分有利。但使用时不宜过多加放催干剂，否则，墨层表面会产生晶化，反而影响覆膜效果。

　　3.油墨冲淡剂的使用。油墨冲淡剂是能使油墨颜色变淡的一类物质，常用的油墨冲淡剂有白墨、维利油和亮光油等。

　　白墨属油墨类，由白墨颜料、连结料及辅料构成，常用于浅色实地印刷、专色印刷及商标图案印刷。劣质白墨有明显的粉质颗粒，与连结料结合不紧，印刷后连结料会很快渗入纸张，而颜料则浮于纸面对粘合形成阻碍，这就是某些淡色实地印刷品常常木易覆膜的原因。

　　印刷前应慎重选择自墨，尽量选用均匀细腻、无明显颗粒的自墨作为冲淡剂。

　　维利油是氢氧化铝和干性植物油连结料分散轧制而成的浆状透明体，可用以增加印刷品表面的光泽，印刷性能优良。但氢氧化铝质轻，印刷后会浮在墨层表面，覆膜时使粘合剂与墨层之间形成不易察觉的隔离层，导致粘合不上或起泡。其本身干燥慢，还具有抑制油墨干燥的特性，这一点也难以适应覆膜。

　　亮光油是一种从内到外快速干燥型冲淡剂，是由树脂、平性植物油、催干剂等混合炼制而成的胶状透明物质，质地细腻、结膜光亮，具有良好的亲和作用，能将聚丙烯薄膜牢固地吸附于油墨层表面。同时，亮光油可以使印迹富有光泽和干燥速度加快，印刷性能良好。因此，它是理想的油墨冲淡剂。

　　4.喷粉的加放。为适应多色高速印刷，胶印中常采用喷粉工艺来解决背面蹭脏之弊。喷粉大都是谷类淀粉及天然的悬浮型物质组成，喷粉的防粘作用主要是在油墨层表面形成一层不可逆的垫子，从而减少粘连。因颗粒较粗，若印刷过程中喷粉过多，这些颗粒浮在印刷品表面，覆膜时粘合剂不是每处都与墨层粘合，而是与这层喷粉粘合，从而造成假粘现象，严重影响了覆膜质量。因此，若印后产品需进行覆膜加工，则印刷时应尽量控制喷粉用量。

　　5.印刷品表面里层干燥状况。印刷品墨层干燥不良对覆膜质量危害极大。影响墨层干燥的因素，除了有油墨的种类、印刷过程中催干剂的用量与类型及印刷、存放间的环境温湿度外，纸张本身的结构也相当重要。如铜版纸与胶版纸其结构不同，则墨层的干燥状况亦有区别。

　　无论是铜版纸还是胶版纸，在墨迹未完全彻底干燥时覆膜，对覆膜质量的影响均是不利的。油墨中所含的高沸点溶剂极易使塑料薄膜膨胀和伸长，而塑料薄膜膨胀和伸长是覆膜后产品起泡、脱层的最主要原因。

　　四、常见故障及处理

　　影响覆膜质量的因素较多，除纸张、墨层、薄膜、粘合剂等客观因素外，还受温度、压力速度、胶量等主观因素影响。这些因素处理木善，就会产生各种覆膜质量问题。

　　1.粘合不良。因粘合剂选用不当、涂胶量设定不当、配比计量有误而引起的覆膜粘合不良故障，应重选粘合剂牌号和涂覆量，并准确配比；若是印刷品表面状况不善如有喷粉、墨层太厚、墨迹未干或未干彻底等而造成粘合不良，则可用干布轻轻地擦去喷粉，或增加粘合剂涂布量、增大压力，以及采用光热压一遍再上胶，或改用固体含量高的粘合剂，或增加粘合剂涂布厚度，或增加烘干道温度等办法解决；若是因粘合剂被印刷油墨及纸张吸收，而造成涂覆量不足，可考虑重新设定配方和涂覆量。

　　2.起泡。其原因若是印刷墨层未干透，则应先热压一遍再上胶，也可以推迟覆膜日期，使之干燥彻底；若是印刷墨层太厚，则可适当增加粘合剂涂布量，增大压力及复合温度；若是复合辊表面温度过高，则应采取风冷、关闭电热丝等散热措施，尽快降低复合辊温度；覆膜干燥温度过高，会引起粘合剂表面结皮而发生起泡故障，这时应适当降低干燥温度；
因薄膜有皱折或松弛现象、薄膜不均匀或卷边而引起的起泡故障，可通过调整张力大小，或更换合格薄膜来解决；粘合剂浓度高、粘度大或涂布不均匀、用量少，也是原因之一，这时应利用稀释剂降低粘合剂浓度，或适当提高涂覆量和均匀度。

　　3．涂覆不匀。塑料薄膜厚薄不匀、复合压力太小、薄膜松弛、胶槽中部分粘合剂固化辊发生溶胀或变形等都会引起涂覆不匀；故障发生后，应尽快查出原因并采取相应措施，是调整牵引力、加大复合压力，或是更换薄膜、胶辊或粘合剂。

　　4．皱膜。其原因一般是薄膜传送辊不平衡、薄膜两端松紧不一致或呈波浪边、胶层过厚或是电热辊与橡胶辊两端不平、压力不一致、线速度不等，对此可分别采取调整传送辊至平衡状态、更薄膜、调整涂胶量并提高烘干道温度、调整电热辊与橡胶辊的位置及工艺参数等措施。

　　5．覆膜产品发翘。原因是印刷品过薄，张力不平衡、薄膜拉得太紧，复合压力过大或温度过高等；相应的处理办法是尽量避免对薄纸进行覆膜加工；调整薄膜张力，使之达到平衡；适当减小复合压力，降低复合温度。

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[时间：2001-03-02  作者：魏瑞玲  来源：《印后原理及工艺》·第十一章　覆膜]