表面與鋁箔界面間的膠層厚度才是有效的涂布量,被吸入到紙張中的膠液對復合牢度沒有貢獻,而且經(jīng)過印刷烘干后紙張中的水分也是有限的,涂布量越高,其交聯(lián)固化也需要更多的游離水分。印刷時的干燥溫度高達80℃以上,紙張中的游離水分基本揮發(fā)掉了,而熟化過程中交聯(lián)最薄弱的環(huán)節(jié)是與鋁箔接觸的膠黏劑分子,如果涂布量偏大、紙張中水分又很少,那么熟化時,能穿透過膠層到達與鋁箔界面參與反應的游離水分子則更少了,最終出現(xiàn)交聯(lián)固化不完全(延長固化時間也沒改善),耐熱性差,熱封脫層現(xiàn)象。
4、無溶劑復合操作中應注意的細節(jié)
、偌垙埻磕z時,不能用重量差法檢測涂布量,因為紙張自身的克重偏差過大,導致測量誤差。
、诩堜X復合時,復合輥的溫度應低,以減少膠層的流動性,也就減少了紙張對膠液的吸收量。
、圻M入貯膠桶中的空氣應經(jīng)過干燥過濾。
、墉h(huán)境相對濕度應小于65%RH。單組分膠涂布溫度在80℃以上,與空氣中水分的反應活性較高。
、菁堜X復合后,如是在干法復合機上復合內(nèi)層,則需紙鋁層完全固化后再進行。
5、內(nèi)層的復合工藝
內(nèi)層一般復合PE熱封材料,可選用單組分或雙組分無溶劑膠,由于鋁箔與PE表面的吸附水分很少,用單組分無溶劑膠應適當進行加濕處理。
綜上所述,對紙鋁結(jié)構(gòu)的無溶劑復合,使用單組分無溶劑膠、采用鋁箔涂膠的方式、涂布量2.0gsm,是理想的工藝條件。
三、紙鋁塑復合膜的常見問題分析
不同的加工方式有不同的故障表現(xiàn)形式,下面我們主要分析采用凹印、無溶劑復合加工方式時,紙鋁塑復合膜常見的質(zhì)量問題:
1、紙鋁熱封脫層現(xiàn)象
在YBB紙鋁塑復合膜標準中沒有規(guī)定紙鋁塑復合膜中紙鋁層的復合強度指標,通常我們將紙張層剝離開來,觀察紙張纖維的轉(zhuǎn)移情況,如果有一層紙張纖維留在鋁箔面,說明常溫下的復合強度良好。
紙鋁脫層現(xiàn)象具有多種表現(xiàn)形式,其機理也不同。紙鋁塑熱封時,由于紙張的傳熱性較差,需要設定較高的熱封溫度,有時熱度高達200℃以上,對膠層的耐熱性都是較大的考驗。另外,紙張在200℃以上的熱量作用下,紙張會失水產(chǎn)生一定收縮應力,加劇熱封脫層現(xiàn)象。
1)脫層只出現(xiàn)在熱封合部位,沒有熱合的部位強度良好
熱封刀的熱量導致粘接牢度劣化,一般是從膠黏劑層內(nèi)部脫層分開的,我們可以借助PU染色劑進行分析,主要因素:
①膠黏劑自身的耐熱性不夠。對策:需選用適當?shù)哪z黏劑型號。
、谀z黏劑的交聯(lián)固化不充分。產(chǎn)生效聯(lián)固化不充分的因素有:熟化的溫度、時間不夠,紙張中的游離水分過少。對策:延長熟化時間;對紙張適當加濕。
2)熱合部位和非熱合部位的復合強度均較差
留在紙張表面與鋁箔界面間的膠水量太少,可能因素:紙張吸收性過強,涂布量偏低。對策:使用鋁箔涂膠方式,減少紙張對膠液的吸收性;適當增加涂布量。
3)紙張層間分層
紙張纖維層間的結(jié)合強度低,在熱封剪切力(圓壓圓的熱封方式表現(xiàn)最明顯)的作用下分層,與紙張本身的含水量及其內(nèi)聚強度有一定關(guān)系。另外,要調(diào)整好熱封滾輪間的間隙,避免產(chǎn)生過大的剪切應力。
2、殘留溶劑
YBB標準對溶劑殘留的限量為5.0mg/m2,但是紙張具有很強的吸收性,若使用溶劑型油墨及溶劑型光油時,溶劑成分不可避免地大量滲入到紙張內(nèi)部,難以再揮發(fā)干燥,最終溶劑殘留超標,這是溶劑型油墨印刷紙張出現(xiàn)的工藝性缺陷。根本的解決方法是使用水性油墨和水性光油。
3、熱封變色
主要是油墨及光油的耐熱性能不足,或光油的干燥不充分導致的。
4、異味
除了印刷時殘留的溶劑會產(chǎn)生異味外,紙張中的成分也可能導致異味,檢測方法是將原紙封入密閉的玻璃瓶中烘烤后,感官檢測是否有明顯異常氣味,或抽取其中的氣體進行色譜分析,如果基線上出現(xiàn)很多不明小雜峰,則說明紙張中存在較多的可揮發(fā)性物質(zhì),會產(chǎn)生異味。
5、熱封不良
由于紙張的傳熱性較差,熱封時需要很高的熱封刀溫度,而且紙張越厚,影響越明顯,因此PE層材料應盡量選用低溫熱封型材料。
紙鋁復合膜在使用過程出現(xiàn)熱封脫層、變色、熱封不良現(xiàn)象,很顯然與材料結(jié)構(gòu)設計有關(guān),如果能降低操作時的熱封刀溫度,則能有效降低出現(xiàn)質(zhì)量事故的機率,可以通過以下方式降低熱封刀所需的溫度:控制紙張的厚度,紙張克重不宜過大;內(nèi)層選用超低溫熱封材料。