干式复合培训教材 2.docx

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干式复合培训教材2

复合工序

工艺技术培训教材

前言

在塑料软包装的生产中，为了获得一种综合性能，经常需要对不同的材料之间进行复合，工业化的常用的复合方式包括：

干式复合、湿式复合、挤出复合、涂覆等等。

在我公司现有的设备上可以完成的复合方式有：

干式复合（含无溶剂）、基础热融复合（含三文治复合）、涂覆复合。

第一章干式复合

干式复合是其中应用最为广泛的一种复合形式。

干式复合就是将经过预处理的薄膜进行涂胶、干燥后，在一定的温度、压力下，与另一种材料（事先经过预处理）黏着的过程。

干式复合按照使用的黏合剂类型可分为溶剂型层压复合和无溶剂型层压复合。

溶剂型与无溶剂层压复合有如下区别：

项目

溶剂型

无溶剂型

使用方式

网线辊涂胶；

手工配胶，溢流式循环；

烘箱干燥。

光棍涂胶；

自动配胶，滴注上胶；

不需烘箱，无溶剂排放。

黏合剂

聚氨酯二液反应型黏合剂；

分子量较大，黏度大；

涂布时需稀释到一定浓度；

使用前一般不需要预热；

混合胶液在24小时内可以使用；

初粘性相对较好；

上胶量相对较大；

固化时间较短；

自然熟化对滑剂耐受性差；

聚氨酯二液反应型黏合剂；

分子量较小，黏度小；

直接涂布，不需加入稀释剂；

使用前需进行预热；

混合胶液在30min内可以使用，超过30min的停机必须清理涂布系统；

初粘性差；

上胶量相对较小；

固化时间较长；

自然熟化时对滑剂耐受性较好；

熟化方式

多数需加温熟化

自然熟化

材料适性

原材料的适用范围广泛，除一般产品复合外，还可进行高温杀菌产品的复合；

对于原材料质量要求比无溶剂复合要宽松；

对脆性材料的加工有很大的难度；

目前还不能进行高温杀菌产品的复合；

对原材料质量要求非常严格，如张力均匀度、平整度；

下面从干式复合工艺流程、黏合剂、原材料、常见问题及解决、重点产品工艺及技术质量标准几个方面对干式复合进行介绍。

一、黏合剂

★概述

两种同类或不同类的固体，由于介于两者表面的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这种现象称为粘合。

介于两固体表面间的物质称为粘合剂，这两边的固体则是被粘物。

作为粘合剂必须具备三个基条件：

①容易流动的物质；②能浸润被粘物的表面；③通过化学或物理作用发生固化，使被粘物牢固的结合起来。

在目前软包装材料的复合加工所应用的黏合剂中，聚氨酯黏合剂由于其优异的综合性能而得到最为普遍地应用。

它的优点可归纳为：

通用性好：

不仅可以用于干式复合，也可用作挤出复合增粘剂；

对薄膜适用性好：

可用于复合OPP、CPP、NYLON、ALFOIL、PET、PE、纸张等种类繁多的材料；

极佳的物性：

耐热性、耐低温性、耐内容物性等方面表现优异；

复合强度较高；可进行高速生产。

可以热固化，或常温固化，操作方便应用性能良好。

对粘接膜的柔韧性或坚硬性可自由选择。

但对于非极性的薄膜复合，需要事先对其表面进行预处理以提高其表面活性．

★溶剂型

（一）我公司在干式及挤出复合中应用的均为聚氨酯二液反应型粘合剂（又称“双组份”反应型粘合剂）。

凡主链上含有许多重复基团的树脂通称为聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）。

一般聚氨酯系由多异氰酸酯与含有许多羟基的化合物（多元醇）作用制得，即通常所说的固化剂和主剂。

固化剂同主剂之间是经过两者间的化学基团进行化学交联反应，产生粘合力。

所以主剂和固化剂的配制比例是一定的，如果配制比例不当，就会造成粘合剂不能完全固化交联，即所说的胶不干，或者是粘合剂层发硬，都会影响复合膜的剥离强度。

粘合剂正确的配制方法如下：

①按照工艺规定的粘合剂配制比例进行配制；

②称取定量的主剂，加入乙酯稀释搅拌；

③在不断搅拌的条件下，向稀释好的主剂缓慢加入定量的固化剂，其后充分的搅拌。

（二）我们常用的聚氨酯黏合剂反应机理如下：

1.主剂一般为聚酯或聚醚聚氨酯预聚物（一般含有活泼基团OH）

OCN-R-NCO＋HO～OHHO～O－C－N－R－N－C－O～OH

OHHO

2.固化剂为聚异氰酸酯预聚物（一般含有NCO基团）

OCN-R-NCO＋OH～R～OHOCN-R-N－C-O-R-O-C－N-R-NCO

Ｈ　Ｏ　　ＯＨ

由上面的反应机理我们可以看出，在黏合剂的使用过程中，活泼羟基的引入，例如水、酒精、胺类的存在会破坏－ＮＣＯ成分，从而给黏合剂的固化带来损害。

如下：

R-N=C=O＋H2OR-NH-CO-OHR-NH2＋CO2

生成的胺与R-NH2异氰酸酯继续反应：

R-NH2＋R-NCOR-NH-CO-NH-R

（三）聚氨酯黏合剂使用时应注意：

1.基于以上原因，不要使用含有活泼羟基的溶剂，如醇类和胺类的溶剂，或水分含量超过0.03%的溶剂;

2.聚氨酯黏合剂可用多种溶剂进行稀释：

乙酸乙酯，丁酮，甲苯，乙酸丁酯等。

但溶剂选择不仅要考虑溶解性，而且还要考虑安全，卫生及成本等方面的因素。

综合起来，干式复合最好使用乙酸乙酯。

3.由于不同品种的黏合剂之间的性能及选材有所不同，可能会带来相容性问题，所以要避免混合使用，以免给复合膜带来危害；

4.涂布时，由于溶剂挥发吸热，会使涂布辊温度降低，致使空气中的水分凝结在涂布辊上，使黏合剂产生白化现象，影响胶液的正常使用。

因而要注意相对湿度，工艺上最佳范围是55~70%。

5.室内温度亦应得到控制，温度过高而涂布速度很低时，会加速胶槽内黏合剂的固化，同时会加速溶剂的挥发从而使胶液黏度增大，影响正常的涂布复合。

温度过低亦会使黏合剂流动性变差，黏度增加而影响涂布。

干式复合时室内温度控制在13~23℃将是理想的。

6.由于所用溶剂易燃易爆，所以要严防火种带入。

7.复合之前要试验黏合剂与印刷油墨的适应性。

8.黏合剂应置于阴凉处保存，且应注意保存期。

（四）聚氨酯黏合剂粘接强度影响因素：

1.不同品种黏合剂之间的差异；

2.薄膜种类的影响：

聚氨酯黏合剂对于不同的薄膜粘接强度是有差异的，因此应注意不同产品的复合时对黏合剂的选择；

3.薄膜的表面性能：

聚氨酯黏合剂对基材要求较严格，进行复合的薄膜必须经过电晕处理，以保证黏合剂良好的浸润效果。

如果基材未经电晕处理；储存时间过长电晕下降或局部下降甚至消失，都会对复合膜的牢度带来致命的影响。

表面性能的影响因素还包括：

1）聚合工艺中残留杂质；

2）薄膜生产过程中的加工助剂：

如滑剂，抗氧剂，抗静电剂等；

3）薄膜加工过程中留有的未处理干净的杂质，油污及外来的环境污染物。

4）对于易吸潮的薄膜：

NYLON,PET等要妥善保管，防止其吸附水分，破坏固化剂有效成分，从而影响复合强度。

4.上胶量的影响：

上胶量大相对来说复合强度较高，上胶量小则复合强度较低。

上胶量小则容易发生涂布不均，气泡，涂布版痕迹等不良现象；上胶量太大则会造成收缩打折，黏合剂渗出，复合膜发脆等后果，所以应根据不同产品的实际要求控制上胶量。

5.主剂/固化剂配比的影响：

黏合剂在出厂时,其标签都注有主剂和固化剂的配比。

在涂布时，一般情况下都要严格遵守这些配比，特殊需要时可以进行改动。

但若配比不当将给复合强度带来损害。

有些聚氨酯黏合剂，其主剂和固化剂之间的配比是可调的，并有一个最佳的配合比例，使黏结强度最大。

例如：

当我们使用A-310/A-3作蒸煮袋（PET//AL//ON//CPP）复合时,发现按照正常配比，310/A-3＝12：

1时，层间强度不理想进而影响到杀菌效果。

经日本武田制药试验室研究及我们上机复合试验，证明在使用国产ON和CPP复合时，将黏合剂配比修正为310/A-3＝10:

1时可以得到最佳的复合效果。

但有些黏合剂要严格遵循其固定的配合比例。

固化剂过多会使薄膜变硬；而过少则会使反应不充分或反应时间太长，产生粘性残留，即胶不干现象。

所以在生产实践中，要严格执行工艺卡和黏合剂配置规定的内容，以防止配比不当给复合膜强度带来危害。

6.熟化的影响：

熟化过程的控制（时间、温度）对复合膜的最终强度有着至关重要的影响。

特别是对滑剂含量较多的复合膜：

下机后立即进入熟化室，在规定的温度下熟化，可以获得较理想的复合强度；否则：

入库不及时或熟化温度低，都会使得复合膜最终剥离强度极低。

一般来说，提高熟化温度会有助于复合强度的增大；但过高的熟化温度会给复合膜的一些物理性能带来影响，例如使摩擦系数增大、平整度变差等等。

而这些性能对有些产品的使用是非常重要的。

因而，在生产实践中，必须根据产品使用要求确定熟化的工艺控制参数，并严格遵照执行。

例如雀巢奶粉包装膜，工艺要求下机后立即进入熟化室，温度控制在45±5℃，时间48小时，这样既能保证薄膜复合强度，有能保证其滑爽性要求；否则将会有上述问题的发生。

７.　环境条件的影响：

这里所说的环境条件，主要指相对湿度太大时，空气中的水气可能会对黏合剂中的固化剂成分产生破坏，从而危及剥离强度。

★无溶剂型

用无溶剂胶粘剂干式复合除具有溶剂型胶粘剂干式复合的优点外，还有以下特点；

1.不用有机溶剂，成本下降；

2.没有有机溶剂挥发对环境的污染；

3.不需溶剂干燥段，降低能耗；

4.没有火灾和爆炸的危险，不再需要溶剂的防爆措施，不需要贮存溶剂的设备和库房；

5.复合制品没有残留溶剂损害问题，并消除了溶剂对印刷油墨的侵袭；

6.不含有机溶剂，消除了复合基材易受溶剂和高温干燥破坏的影响，使复合膜结构尺寸稳定性良好。

无溶剂黏合剂反应机理与溶剂型黏合剂基本相同，关于无溶剂复合的问题有专文阐述，在这里不做过多探讨。

★常用干式复合黏合剂介绍

名称

正常

配比

特点

主要用途

ＡＤＣＯＴＥ５６３

ＣＡＴＡＬＹＳＴ

　　　　Ｆ

１００：

１４

可配成高浓低粘的胶液，对复合基材浸润性较好，溶剂残留较好

有外观要求的产品复合，多层复合结构的外层复合，有残留溶剂要求的产品的复合

ＵＫ－２８５０

ＵＫ-５０００

５：

１

可配成高浓低粘的胶液，对复合基材浸润性较好，溶剂残留好，最终复合强度稍差，但涂布性能极佳

有外观要求的产品复合，多层复合结构的外层复合，残留溶剂有没严格要求的产品的复合

ＡＤＣＯＴＥ５４５

ＣＡＴＡＬＹＳＴ

　　　　Ｆ

９：

１

涂布分子量大，初粘性好，复合强度高，能承受水煮杀菌，涂布性较差

空白膜的复合；

有少量印刷油墨的巴氏杀菌产品；

多层结构的里层复合

ＡＤＣＯＴＥ５０２Ｓ

１００：

６.５

耐高温杀菌

蒸煮袋的复合

ＡＤＣＯＴＥ５８５Ｋ

ＣＡＴＡＬＹＳＴ

　　　　Ｆ

１０：

１

耐高温杀菌

耐内容物性

极低的溶剂残留

涂布性差

蒸煮产品的复合；耐内容物性要求的产品复合（如辣根包装，麻辣酱包装）；残留溶剂要求严格多层复合产品的里层复合．

二、常用复合基材膜

（一）复合基材简介

单一的基材膜也常常用于一些物品的包装，但是如果对包装有更高的要求时，这种单一基材的包装就往往达不到某种产品在特定的生产过程和销售条件下的所有要求。

为了达到商品包装的要求，即采用复合工艺将两种以上的基材复合在一起，制成一种新型的包装材料，以适应商品包装的要求。

塑料软包装常用的基材膜种类很多，从不同的角度出发，对其有不同的分类方法。

如果根据加工塑料薄膜所用树脂原料进行分类可以将其划分为聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯等。

若按照薄膜的成型加工方法进行分类，通常可分为压延膜、吹塑薄膜、Ｔ型机头挤出薄膜、流延薄膜等。

若考虑到加工过程中是否进行拉伸取向，还可将塑料薄膜分为未拉伸、单向拉伸和双向拉伸薄膜。

下面列举的是包括塑料薄膜在内的，干式复合的常用原材料：

中文名称

英文缩写

性能

典型结构

双向拉伸聚丙烯

BOPP

较高的拉伸强度，较好的透明，