双涂快固胶无溶剂复合的七大工艺和质量关键

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双涂快固胶无溶剂复合在软包装行业的兴起始于drupa,其作为一种新型的软包装复合技术,整个复合过程无需UV灯,具有快速固化、常温固化、操作简单等优点。目前业内对双涂快固胶无溶剂复合有诸多探讨与争议,为了正确认识双涂快固胶无溶剂复合,本文将主要讨论双涂快固胶无溶剂复合的工艺和质量关键点,并提出相应的评价和建议。

复合环境条件的影响

1.快固胶的基本组分和反应固化机理

快固胶与普通胶基本组分相同(分别为-NCO和-OH),其反应机理也基本不变。理论上,涂布NCO+的胶液对环境湿度比较敏感,或者说环境条件(湿度)会对快固胶产生影响。

2.环境条件的影响与开口时间

实践证明:在一定湿度条件下,A胶槽里的胶黏剂、涂在基材上而没有复合的胶黏剂都会和环境中的水分发生反应。

胶黏剂固化时间越短,其胶黏剂的开放时间相应地也会有所缩短!

3.结论  

由于快固胶的基本原理仍然是-NCO和-OH组分的反应固化。因此,环境因素尤其是相对湿度会对其产生影响。由于是快速固化,湿度影响对于快固胶来说可能比普通胶更为明显。

4.提示:关于环境影响的不实宣传

①混胶机的清洗和复合机上涂布辊的清洗是两码事。

②“改用普通泵,设备中午休息时也不用清洗了!”“涂布后可长时间不复合、长时间停机可以不清洗”。这纯粹是不着边际的推测!

混配比微调失效及其影响

1.混配比微调失效

混配比微调是指在实际复合生产中,根据具体复合结构和用途的需要对胶黏剂的标定混配比进行小范围调整,以达到调节成膜速度、改变胶膜柔软性、改善镀铝层或墨层转移状况和提高复合牢度的目的。这种方法在镀铝膜(VMCPP、VMPET等)复合中被经常采用。在普通胶复合中,部分高精度混胶机的混配比控制精度可以达到±1%,可随时调整混配比,比如通泽SM1-40型混胶机。

在双边涂布模式中,混配比实际上是靠涂胶量决定的。目前涂胶精度最高水平是±0.1g/m2,涂胶量每次的调节量必须是0.1g/m2的倍数,因此,不容易实现混配比的微调,而且各个区域的混配比有可能不一致甚至相差悬殊。

涂胶量调节量为0.1g/m2或者其倍数,如果混配比设定值(KA∶KB)是(0.8∶0.7)g/m2,相当于(.0∶87.5),调整0.1g/m2后会怎么样?如双边同时减0.1g/m2,则变成(0.7∶0.6),即(.0∶85.7);如双边同时增0.1g/m2,则变成(0.9∶0.8),即(.0∶88.9);如KA增、KB减0.1g/m2,则变成(0.9∶0.6)即(.0∶66.7)。

由此可见,由于设备精度误差或增减涂胶量带来的混配比的改变非常明显,混配比难以实现可控范围内的微调。

2.混配比微调失效的影响

镀铝膜复合最大困扰是镀铝转移和透铝,前者更为常见。目前的工艺应对方法是减缓成膜速度(包括微调混配比、降低固化温度等)。而快固型复合恰恰快速成膜且复合应力增大,与上述应对方法正好背离。因此,相当部分镀铝膜的复合可能受到限制。而中国市场特点之一是镀铝膜复合厂家比例高(据估计约占60%)。

3.结论

快固胶混配比不能微调意味着其对镀铝材料复合的操作难度将有所增加。考虑其快速固化的特点,双涂快固胶无溶剂复合时反而可能会进一步增加镀铝转移或油墨转移的概率。

因此,如何解决对镀铝膜的适应性将是快固胶复合一个不小的新挑战,这是由中国国情决定的!

转序的意义

1.关于后工序时段的不同说法

目前市场上关于转工序时间的宣传有以下说法。①90分钟可分切;②90~分钟转工序;③90分钟自然固化,可快速交货;④90分钟可分切、制袋;⑤2小时转序。第①种说法最早源自德鲁巴;第②种说法时间延长,没有说明是复合→分切、复合→分切→制袋,还是复合→制袋;第③种说法指出了固化条件(自然固化还是人工固化:什么是自然固化?不进固化室,对环境温度没要求?在海南和黑龙江都一样吗?),并提出交货快速(以什么方式交货:卷料还是袋子?);第④种说法最严苛,分切、制袋均可完成;第⑤种说法不说明后工序是什么。

2.中国与欧美复合软包装的主要区别

了解中国市场的基本情况,理解其与欧美市场的差异,是我们评价或研发一项新技术并使之成功的前提条件。这对双涂快固无溶剂复合也不例外。中国复合软包装与欧美复合软包装相比,至少在印刷工艺、复合结构、内包装物、质量要求和交货形式等5个方面明显不同,因此,照搬照套注定要出问题。表2为中国复合软包装与欧美复合软包装的主要区别。

表2中国复合软包装与欧美复合软包装的主要区别

在这里,“转序”作为一个不断被重复混乱使用的概念必须得到澄清。在欧美,转序≈(从复合)到分切。在中国,“转序”则至少有3种可能:复合→下一次复合或第2、3次(或第3、4层)复合;复合→分切;复合→制袋。复合、分切和制袋这3种工序对复合半成品的要求、对最终成品的影响完全不同!

我们最关心的是:复合到制袋到底需要多少小时。目前没有供应商给出明确可靠的答案,源于基本概念不清。有一点非常重要,对再次复合或者分切而言,固化不充分通常不会造成明显影响,之后固化过程仍可继续。但是制袋对固化充分性要求要高得多,其瞬间高温有可能强行中断或彻底改变固化过程。因此,复合到制袋必须十分严谨、规范。

3.结论

所有复合后工序的时段都与胶黏剂、复合结构密切相关。复合到制袋所需时间对中国软包装企业更有实在意义。

4.提示

牢记中国国情,这是首要考量!我们认为,转序时间24小时也是可以接受的。

工艺稳定性

复合是一个工艺体系,是人员、设备、基材、方法和环境的综合体。只有这5个方面都获得稳态,整个工艺才是稳定的。与普通无溶剂复合工艺相比,双涂快固胶无溶剂复合的工艺稳定性明显下降,至少表现在如下几点。

①涂布稳定性下降,至少从现有设备和控制手段看是如此。

②混合精度下降、均匀性下降、虚固化风险增加,同时复合强度的均匀性也受到调整。

③固化更容易受环境影响。

④固化快速的同时,人为调整/干预的空间下降,出现转移的概率增加(包括镀铝膜转移、普通油墨转移等)。

总之,从目前技术手段看,双涂快固胶无溶剂复合的工艺稳定性至少要比常规复合的工艺稳定性下降!

(本文作者就职于广州通泽机械有限公司)

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双涂快固胶无溶剂复合的七大工艺和质量关键点(上)

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中国印刷及设备器材工业协会VOCs治理工作委员会副主任委员、广东通泽机械有限公司董事长,年获西安理工大学机械制造专业工学硕士学位,专业基础扎实,创新意识强。年创立广州通泽机械有限公司,亲自参与了SSL系列无溶剂复合机的研发、小批量生产和产品系列化工作,成绩显著。他注重理论与实践相结合,通过理论和上机操作,最终为企业培训出了大批既懂理论又熟悉操作的无溶剂复合机长。

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