水性胶黏剂复合过程中产生胶斑的原因

  在干式复合过程中,白点胶斑是常见的质量问题。由于水性胶黏剂与溶剂型胶黏剂在产品性质和使用操作上存在明显的不同之处,因此其产生白点胶斑的原因与机理也有所不同。关于溶剂型胶黏剂干式复合过程中的白点胶斑问题,已有不少文章曾加以阐述。在此,笔者总结了水性胶黏剂干式复合过程中产生白点胶斑的几种常见原因,与同行交流。

  涂胶量不足或不匀

  由于涂胶量不足而产生的白点胶斑在复合下机时就能观察到。在干式复合工艺中,涂布的胶黏剂必须能填平油墨和薄膜表面的凹凸,才能避免产生明显的白点胶斑等外观缺陷。采用水性胶黏剂干式复合生产轻量包装产品时,水性胶黏剂的经济涂布量为1.8~2.2g/m2,工作浓度为42%(不同品牌的水性胶黏剂其工作浓度可能会有所差异),一般采用线数为180线/英寸、网穴深度为32μm的涂胶辊进行涂布。由于这种涂胶辊上的网穴开口度较大,如果涂胶辊表面发生磨损,就会对涂胶量产生较为明显的影响。因此在水性胶黏剂干式复合过程中,操作人员更要经常检测涂胶辊的实际涂胶量,避免因涂胶辊磨损过度导致涂胶量不足。

  另外,水性胶黏剂涂胶量的均匀性也是一个非常关键的因素,如果涂布不均匀,必然会存在局部涂胶量过小的情况,从而产生白点胶斑。因此我们要特别注意以下两个问题:①刮刀的装配要平直,不能发生扭曲,并应将刮刀角度和压力调节适当,以保证均一的刮胶效果;②正常生产时,刮刀应保持左右串动,避免涂胶辊在固定位置的磨损。

  胶液流平性不良

  由于水性胶黏剂不像溶剂型胶黏剂一样,涂布后可在自身重力及表面张力的作用下实现较好的流平效果,因此涂布水性胶黏剂时,需要使用抹平辊将胶液展平。抹平辊的转速、压力、表面清洁度均关系到水性胶黏剂的流平效果,抹平辊的转动方向应与复合方向相反,否则起不到抹平效果,其转速应略高于复合速度。

  水性胶黏剂的流平效果还受到涂布薄膜表面张力的影响。由于水性胶黏剂的表面张力明显比溶剂型胶黏剂要高,因此要求涂布薄膜上油墨的表面张力不低于38mN/m,否则水性胶黏剂在涂布后就会自动收缩,不能连续成膜。所以,操作人员应重视涂布薄膜表面张力的检测。

  另外,如果涂布薄膜表面不清洁,粘附了低表面张力的物质等,就会降低胶液的流平性能,也会产生类似于印刷“缩孔”的故障,表现为在复合膜上出现“麻点”。

  涂胶辊网穴堵塞

  在溶剂型胶黏剂干式复合中,涂胶辊网穴堵塞情况一般有两种,一是双组分胶黏剂沉积于涂胶辊网穴的边角处,无法转移出来,随时间推移发生交联固化而使网穴变浅;二是在高温环境使用高线数涂胶辊涂布高浓度胶黏剂时,由于乙酸乙酯挥发过快,胶液转移不良从而堵塞网穴,这有点儿类似于印刷过程中由于有机溶剂挥发太快而产生的“干版”现象。

  在使用水性胶黏剂进行干式复合时,为防止涂胶辊网穴堵塞,在停机时要将刮刀松开,并使涂胶辊浸润在胶黏剂中保持转动。如果涂胶辊网穴发生堵塞,必须使用丁酮等有机溶剂清洗。

  如果涂胶辊的网穴形状不合适也容易造成网穴堵塞,但这种堵塞是渐进式发生的。水性胶黏剂干式复合使用的涂胶辊的网穴浅,开口大,这样才能使水性胶黏剂和薄膜基材之间有尽可能大的接触面积,有利于提高涂布效果和干燥效率。我们一般使用180线/英寸的四角平底型压纹辊或200线/英寸的四角平底连通型压纹辊,或是内角较小、通沟较大的电雕辊,不建议使用四角棱锥形的压纹辊,因为后者的网穴内角较大,对胶液的释放性差,容易堵塞网穴,表现为刚复合生产时的薄膜的外观都很好,但生产数千米或近万米后就会出现白点胶斑,此时检测就会发现涂胶量已相对不足。

  另外,对双组分水性胶黏剂进行再利用时,要把握其可利用的程度以及旧胶的添加比例,因为这不但会直接影响复合产品的剥离强度,而且还会使水性胶黏剂的转移性变差,甚至造成涂胶辊网穴堵塞,进而产生白点胶斑。

  第二复合基材的表面张力不适当(见下页)

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  如果第二复合基材的表面张力不适当,也会产生白点胶斑。由于溶剂型胶黏剂干基(溶剂挥发后)比水性胶黏剂干基的表面张力要低,所以第二复合基材表面张力对溶剂型胶黏剂干式复合的影响并不明显,而水性胶黏剂干式复合则有所不同。

  最典型的例子就是采用水性胶黏剂干式复合VMCPP薄膜。BB/T 0030-2004《包装用镀铝薄膜》要求VMCPP薄膜的表面张力≥36mN/m,一般来说,新购进的VMCPP薄膜的表面张力大多能达到38mN/m,但很多超期储存的VMCPP薄膜的表面张力已低于36mN/m。如果采用这样的VMCPP薄膜进行复合,在经过复合辊时,两层基材之间就会夹带少量空气,不能密切贴合,从而形成白点胶斑。

  由第二复合基材表面张力不当引起的复合故障也比较好判断:对刚下机的复合膜进行剥离检验,如果撕开时的剥离力很小,而且是从第二复合基材与胶层的界面上破坏的话,那就可以初步判断是第二复合基材的表面张力偏低。不过需要注意的是,当复合膜经过熟化后,胶层对薄膜基材的润湿程度会提高,就VMCPP复合膜而言,熟化后其剥离强度与正常情况没有明显差别,且白点胶斑现象会随着熟化过程而逐步减轻,但如果白点胶斑太多,直径太大,那么完全熟化也无法彻底消除白点胶斑。

  干燥不良

  干燥不良包括印刷油墨干燥不良和复合胶层干燥不良两种情况。印刷油墨若干燥不良,残留溶剂在熟化过程中受热汽化,也会形成白点胶斑。这类白点胶斑一般较涂胶量不足产生的白点胶斑的直径大,且分布不均匀,主要集中于多层油墨叠印的部位,通常在熟化数分钟后变得严重。有条件的厂家可以检测印刷膜的残留溶剂量来加以鉴别区分。

  由于水性胶黏剂中的去离子水较溶剂更难挥发,若不能达到要求的干燥条件,水性胶黏剂更容易出现干燥不良的情况。此时胶层的透明度不佳,呈雾状,在熟化温度(55℃)下未完全挥发的水分会发生汽化,夹杂于复合膜层间形成白点胶斑。为解决这一问题,烘箱的排风量应设置到最大,四段温度可设定为60℃、70℃、80℃、80℃,若是复合耐热性很好的PET薄膜,四段温度则可设定为60℃、70℃、80℃、90℃。

  供胶系统中泡沫的影响

  在水性胶黏剂干式复合过程中,若产生的泡沫通过胶液转移到薄膜基材上,破裂后就会影响胶膜的均一性,在外观上表现为白点胶斑。此时可在胶槽中放一根匀墨棒以起到消泡作用,同时可采用循环打胶的方式,使泡沫不累积在胶盘中,还可按厂家推荐的比例添加适量的消泡剂。另外若使用封闭式供胶系统,由于其在胶液搅动时不会有空气夹杂其中,因此也可有效避免泡沫的产生。

  除以上因素外,复合辊和压胶辊表面的清洁度及平整度、复合压力、复合角度、薄膜表观等都会对复合膜的外观产生不良影响,其形成白点胶斑的原因与溶剂型胶黏剂干式复合相同,在此就不重复阐述。

 

[时间:2010-08-27  作者:伍秋涛  来源:必胜网]

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