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國望論壇?聚氨酯油墨固化不良的原因及解決技術探析 QQ群技術探討實錄
時間:2017-06-01   來源: 包裝前沿   閱讀:10794次

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執行:沈曉蕓 樊月嬋 黃開麗

531日下午,由廣東省包協情報委?《包裝前沿》聯合主辦的“聚氨酯油墨固化不良的原因及解決技術探析”在線交流活動在包裝前沿技術交流QQ群、微信群同步舉辦,約4000余位群友在線參加。活動邀請了北京華騰呂銘華先生(華騰重慶聚特負責人)主講,呂總針對復合PET/MPETPET/ALBOPP/MPETBOPP/AL等表層結構時,經常會出現袋子折疊一段時間后起皺或熱封處容易離層等固化不良現象,進行了深入的分析,并提供了相應的解決方案。同時,華騰技術服務團隊在線與群友進行了交流。

一、聚氨酯油墨固化不良@的原因及解決技術探析?主講:呂銘華

膠粘劑固化不完全是復合工序最常見的質量問題之一。

造成此問題的原因很多,比如說配比不準確、溶劑中水分或醇類含量過大、環境濕度太大、剩膠保存不當、膠粘劑本身交聯度不夠等因素都會造成固化不完全的結果,其中,尤其要引起大家重視的是聚氨酯油墨對膠粘劑不固化的影響。

因為聚氨酯油墨與膠粘劑不匹配,有可能產生以下現象:

部分軟包裝客戶反映其生產的卷膜在他們的客戶處進行自動包裝時,封邊出現皺褶起層現象,或者熱灌裝時出現破袋。

生產的袋子在制袋后放置一段時間(約1~2h),封邊處出現皺褶起層現象。

有一些袋子在裝箱時折疊放置,過了一段時間后,折痕處出現了離層現象。

以下是一個具體的案例:

QQ截圖20170601163141.jpg

該樣品的結構是:PET12/VMPET12/CPP60

樣品情況分析如下:

1、外層PET/VMPET剝離強度1.5N/15mm,剝離時油墨與鍍鋁之間分開,因剝離角度不同會有較少油墨或鍍鋁轉移,膠水有發粘不干現象, 80℃烘箱繼續熟化24h,發粘現象無明顯變化,將剝離樣條暴露在潮濕空氣中24h,樣條仍然發粘。

2、一次成型復合的里層VMPET/CPP剝離強度3.5N/15mm,沒有發粘不干現象。

結論:不干成分為-OH成分,說明膠粘劑中的固化劑已有一部分被消耗。

客戶幾款產品都是這個現象。

原因分析:

1、加工成型時為一次成型,生產過程中沒有另外進行配膠。

2、油墨為無苯無酮聚氨酯油墨,溶劑為乙醇:乙酸乙酯:乙酸正丙酯=2:3:5,殘留總量3.6mg/m2,其中醇類溶劑0.2mg/m2

這會不會是聚氨酯油墨連接料消耗了膠粘劑中的固化劑呢?

現在大家提的單組分聚氨酯復合用油墨,這種提法是不科學的,或者說是根本沒有單組分聚氨酯復合用油墨(用在其他用途上除外)。

這主要是油墨廠為了迎合印刷廠對油墨使用壽命的要求推出的產品,因為聚氨酯油墨加入固化劑后,其壽命只有四到六小時。在剛有聚氨酯復合用油墨時只有雙組分墨,沒有單組分之說。這樣在使用時,對普通型聚氨酯粘合劑帶來很大的穩患。

聚氨酯連接料分子端位上有活潑氫官能團,一般是-NH2-OH兩類,尤其以-NH2為主。這樣就有一個隨著連接料分子量波動而胺值波動的問題。連接料的數據一般是胺值在2%左右。如果使用這種連接料的油墨,印刷時不使用油墨固化劑,則油墨層中殘余了不少的-NH2

一般情況下,往油墨中加入3%~4%左右的固化劑(硬化劑),但是一般只限于大底色,或者水煮、蒸煮產品。因為油墨固化劑為脂肪族固化劑,單價較高,考慮到成本及油墨的保存期,一般產品通常不加固化劑。

復合時,油墨固化劑與膠水固化劑接觸,會迅速發生以下反應:

-R-NH2+O=C=N-R-N=C=O R-NH-CO-NH-R-N=C=O

這個反應速度理論上講是瞬間的快速反應,由于-NH2-N=C=O反應活性遠高于-OH。因此粘合劑固化劑還未與粘合劑主劑(其官能團是-OH)反應,已有部分被油墨固化劑消耗掉,導致復合膜的粘接固化效果不完全。

如何應對此類問題呢?

由于問題點非常明確,其實解決起來也不復雜,大家能注意到此類問題,有所警惕,一般都不會出問題。

具體解決方案如下:

1、選擇產品質量穩定的供應商

2、油墨與膠水的搭配使用,要保持相對穩定

?3、更換油墨或膠水時進行匹配性試驗

4、印刷時加入油墨固化劑,根據實際固化情況,配膠時適當多加10%~20%固化劑。

當然,為了更好地幫助客戶解決此類問題,北京華騰在膠粘劑的改進上也在不斷努力,依靠強大的技術依托,研發出了一款快速固化型膠粘劑UK3160DK/UK5060。在解決此類問題上也有非常不錯的效果。

二、自由交流

1、嘉合萬盛艾爾文:PET/ALPET/MPET,復合完了沒事,過一會就鼓起白泡來了,出現好幾次了。印刷溶劑殘留已經排除了,上膠量也夠了,3.5gsm,找不到準確原因。請問是怎么回事?

北京華騰(珠海福瑞):整卷還是卷表?

重慶聚特呂銘華:首先確定“白泡”是真空狀還是含有氣體。其次看看出現的位置是否有規律,是否卷芯卷外都一樣。

如果是含有氣體的氣泡,且下機時沒有,那么通常只有兩種情況:一是殘留溶劑的匯集,

二是粘合劑中的固化劑與水分反應產生了二氧化碳形成氣泡。

嘉合萬盛艾爾文:

氣泡芝麻大小,是后期鼓起來的,只有油墨部分有,加大上膠量到5gsm左右,用放大鏡看有火山狀。

北京華騰(珠海福瑞):

油墨部位都有用白色托底嗎?

嘉合萬盛艾爾文:

白墨氣泡更明顯。

重慶聚特呂銘華:

復合完了進行了熟化還是直接進行二次復合?

北京華騰萬富達-高楨:

印刷膜殘留是否超標?

廣東國望鄭方明:

如果只在油墨位置有,可以在復合前檢測一下印刷膜的溶劑殘留量,看看都有哪些溶劑殘余。

北京華騰萬富達-高楨:

PET膜與AL都是阻隔性好的材料,如果有溶劑殘留復合時沒有揮發掉,在固化時釋放不出來,就會凝聚產生氣泡。

嘉合萬盛艾爾文:

印刷膜,我2次烘干,放置了一會就起氣泡了。

重慶聚特呂銘華:

復合頭層之后直接復二層還是熟化之后再復二層?

嘉合萬盛艾爾文:

復第2遍的時候,一過烘箱泡就起來了。

重慶聚特呂銘華:

有沒有試過熟化一段時間再復合二遍?“放置了一會就氣泡了”是指單張膜還是卷外還是整卷膜?

嘉合萬盛艾爾文:

一加熱就起氣泡了,整卷,用放大鏡看,就像火山口一樣,里面有膠,感覺就像有水的感覺。

重慶聚特呂銘華:

個人建議:

1薄膜收卷張力跟錐度一定要匹配,薄膜盡量收緊一些。

2、低溫熟化12小時后再復合第二遍。

3、檢測涂布量,確保干膠量。

北京華騰范治國:

能提供一下操作時,復合機設定的溫度嗎?

嘉合萬盛艾爾文:

不用勻膠輥時,特別明顯。

復合機溫度設定:45 55 65 75

北京華騰范治國:

這樣的溫度設定,出現的氣泡用放大鏡看不會是火山口的形狀的。

嘉合萬盛艾爾文:

用勻膠輥,就好得多。

三井化學李維剛:

檢查烘箱溫度,開始不要太高。

重慶聚特呂銘華:

油墨位置的表面張力有檢測嗎?

如果油墨位置處的表面張力沒有問題,可以參照剛才我講的方式試一試,后期咱們可以就試驗結果溝通交流。如果有需要可以將樣品寄給我們,我們協助分析。

嘉合萬盛艾爾文:

復合的時候張力很大。

北京華騰范治國:

還有個問題,溫度設定的順序跟機器的順序是不是相符?最好檢測印刷和復合的溶劑殘留。聚酯和聚酯鍍鋁都是高阻隔的材料,透氣性相對來說差,建議先檢測印刷和復合各工序的,也包括溶劑的純度。

嘉合萬盛艾爾文:

行,我這現在沒氣相色譜儀。

北京華騰范治國:

溶劑純度低會影響溶劑的揮發,就有可能造成溶劑殘留高。

嘉合萬盛艾爾文:

沒檢測,感官上感覺有味道。

北京華騰范治國:

那就先檢測一下最好,再逐步分析。

嘉合萬盛艾爾文:

我拿了樣品讓朋友給分析一下,里面到底是什么東西,分析出結果來,再跟各位專家溝通。

重慶聚特呂銘華:

好的,有新的進展隨時保持溝通交流。

北京華騰范治國:

這有時候跟氣候和溫度都有關系。

 

2、華生膜業:PET1.2//鋁箔0.65u//PE4.2c,鋁箔和PE復合不牢,撕出來后PE膜上面還帶有粘性。但是客戶用別的規格的PE膜去復合卻能牢固,雖然不是特別牢。請問是什么原因?PE膜電暈沒問題。

但是客戶把膜寄過來,我拿到附近的印刷廠復合,同樣也是PET/鋁箔/PE4.2c,卻又是很牢固的。膠水配比517,熟化時間48h

北京華騰萬富達-高楨:

一種可能是氣候不同,膠水有粘性,天氣濕度大,吃掉了一部分固化劑。還有就是溶劑里面含水或醇類溶劑。

重慶聚特呂銘華:

這個情況需要通過正交試驗進行驗證分析找出問題,同樣的膠水配比,同樣的工藝,復合不同的PE,狀況也是有可能有一些差異的,因為PE膜里的油酸酰胺以及芥酸酰胺也會消耗部分固化劑,但是根據上述描述來說,應該是膠水配比中固化劑的量相對偏少造成的。

“撕出來后PE膜上面還帶有粘性。但是客戶用別的規格的PE膜去復合卻會牢。雖然不是特別牢”,說明也不是一個正常狀態,只是情況嚴重與輕微的差別。

北京華騰(珠海福瑞):

到別的客戶那里復合的膜熟化后,把al/PE剝開還有粘性嗎?

廣東-華生膜業:

我把膜拿到別的廠里去復合,結果是復合強度很好,撕不開。

重慶聚特呂銘華:

可以將固化劑的量加大,分別復合兩種PE膜看看效果如何?同時用您附近復合廠的粘合劑再復合兩種PE膜,再看看效果,應該就會有答案了。

廣東-華生膜業:

我讓客戶把那個說總是復合不牢的膜寄過來,我這邊收到后拿到附近的廠家讓人幫忙試下,早上出的結果是復合強度很好,怎么也撕不開,除了撕斷。

北京華騰萬富達-高楨:

那就合格。

廣東-華生膜業:

那個廠家跟我反映說可能是膠水不夠的原因,但是客戶那邊直接就給否認了。說他怎么復合別的膜就沒事,復合這個規格就不牢。

重慶聚特呂銘華:

建議進行現場試驗找原因。

廣東-華生膜業:

是的,我也這樣想。

 

3、匯特力陳先生、江陰歐萊特彩印楊斌、大連屹海包裝姜吉野:復合含鋁結構時卷底起皺怎么辦?特別是印刷層復鋁箔層(干復)熱封層無溶劑這種,卷底起皺怎么辦?

重慶聚特呂銘華:

這個指的是卷芯皺的問題是吧?不是固化不良的問題。

周四化—合肥美邦:

6英寸紙管會好些。主要是收卷張力的錐度問題,導致內松外緊,而起皺。

重慶聚特呂銘華:

卷芯皺是復合包裝行業普遍存在的問題,應該是跟很多因素有關系。

注意以下因素:

16英寸紙管比3英寸要好,尤其是加硬的。

2、材料結構與收卷張力以及錐度的匹配。

3、熟化的條件。

4、卷芯接頭的平整度也很重要。

北京華騰(珠海福瑞)譚:

靠近卷芯部位盡可能不要有接頭。

重慶聚特呂銘華:

熟化溫度越高,薄膜的熱膨脹越大,薄膜所受勒緊的應力越大,越容易產生褶皺。

熟化溫度與時間需要參照粘合劑的熟化要求,對于褶皺問題,熟化溫度低一點效果要更好。

特別強調下就是對于接頭的處理一定要細心,仔細觀察你會發現接頭前后的褶皺是最多的。

北京華騰(珠海福瑞):

如果從端面就能明顯看出起皺了的,應該在復合后2~4小時左右重新復卷.

大連屹海包裝--姜吉野:

我想問的是活皺的解決方法。

重慶聚特呂銘華:

杜絕活皺:

16英寸紙管比3英寸要好,盡量使用加硬的紙管,有的客戶使用鋁箔膜里的鐵管芯

2、材料結構與收卷張力以及錐度的匹配。

3、熟化的條件,熟化溫度適當降低。

4、接頭一定要平整。

活皺想要恢復的話,一般放在復合機復合輥進行熱燙收卷,對于活皺有一定的效果。

大連屹海包裝--姜吉野:

是否鍍鋁的材料更容易出活皺?

重慶聚特呂銘華:

PET以及AL等剛性材料褶皺的情況會更多一些。

三、結語

因為油墨的問題引起膠水固化不良,已經引起了很多企業的重視,此類問題的出現也是越來越少。在生產中,企業對于產品的原料及工藝都應保持適當的穩定,變更時應按照小中大的試驗原則,避免造成批量質量損失。同時,供應商應該重視產品質量,聚氨酯油墨引起不固化現象,看起來是油墨造成的,其實是油墨連接料決定的,很多油墨廠自己不做油墨連接料,所以油墨連接料供應商的質量穩定也很重要!這點應引起大家的注意。

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