软包装干式复合工艺概述.docx

1、软包装干式复合工艺概述？干式复合工艺概述第一章、复合概论一、复合的概念1、复合的概念：就是使用特定的设备，借助各种胶粘物质，使二层或二层以上的薄膜或其它基材均匀粘合在一起的工艺方法。2、复合的目的：就是合理组合各种基材，综合其优点，从而达到包装的要求。单一的薄膜，具有各自的特性，但很难同时具有包装所需的全部特性，如印刷性能、热封性能、机械强度、阻气性能、阻湿性能、阻光性能、耐高温性能、耐低温性能、耐介质性能（如酸、辣、油、盐、酒等）、透明度、柔软度、挺度等等。二、复合的种类1、干式复合：就是在基材表面涂布一层溶剂型胶粘剂，经过烘道除去溶剂而干燥，然后与另一基材通过热辊压合成膜的复合方式。2、湿

2、式复合：就是在基材表面涂布一层水溶性胶粘剂，然后与另一基材通过热辊压合成膜，再经过烘道干燥的复合方式。湿式复合一般要求其中一种基材具有较强的透过性能，如纸，以便水分能在复合后渗透挥发。3、挤出复合：就是用挤出机将聚乙烯树脂或其它树脂加热熔融、经过模唇流出形成片状薄膜后立即与另一种或二种基材通过冷却辊压合成膜的复合方式。4、蜡式复合：就是以卫生级微晶石蜡作胶粘剂，将石蜡在加热槽中熔融后均匀涂布在基材上，然后与另一基材通过压辊压合成膜的复合方式。5、无溶剂复合：就是将经加热后粘度变小的非溶剂型胶粘剂涂布在基材上，然后与另一基材通过热辊压合成膜的复合方式。6、）7、热熔复合：就是将聚乙烯-丙烯酸酯共

3、聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、石蜡放在一起加热熔融后均匀涂布在基材上，然后与另一基材通过压辊压合成膜的复合方式。8、多层共挤复合：就是将多种不同性能的树脂通过多台挤出机共挤进入模具复合成膜的复合方式。第二章、干式复合一、干式复合定义把液态黏合剂涂布到一层薄膜上（第一基材），经过烘箱使黏合剂中的溶剂蒸发后成固态“干”的状态，再与另一层薄膜（第二基材）经热压贴合成复合薄膜的工艺。二、干式复合特点|1、对基材的实用性广。可用于各种塑料薄膜、铝箔、镀铝薄膜以及纸张的复合。2、复合PE材料时，无氧化臭味，热合性更好。3、比挤出复合剥离强度高、薄膜品整、刚性好。4、适用于多品种、少数量的产品复合，基材与黏合

4、剂更换方便。5、生产效率高。复合最高速度可达250m/min左右，一般为130-150m/min，加工宽度为400-1400mm。6、使用聚氨酯黏合剂，其粘合强度达，并有良好的耐热性和耐化学药品性，可用作耐高温蒸煮袋等。7、复合操作简单，只要干燥温度和张力控制适当，就可顺利生产。三、干式复合缺点1、有残留溶剂在制品中，有引起火灾和爆炸等的危险。2、黏合剂与涂布性能难掌握。3、对基材的厚度均匀性及荡边要求高。4、黏合剂用量大，能源消耗大，其生产成本高。5、目前仍以溶剂型聚氨酯黏合剂为主，或多或少有一定的毒性。四、干式复合工艺流程 第一基材放卷 涂布 烘干 复合 收卷 熟化 第二基材放卷第三章、胶

5、粘剂附着力基本原理分析胶粘剂（涂料、油墨）附着力的机理人们并未完全了解，但形成了一些假设理论，并用以分析附着过程和影响附着力的因素。一、附着力当两种物体被放在一起达到紧密的界面分子接触，以至生成新的界面层时就生成了附着力。当胶粘剂涂布于基材上，在干燥和固化的过程中附着力就生成了。这些力的大小取决于基材表面和胶粘剂的性质。广义上讲附着力可分为二类：主价力和次价力。化学键即为主价力，具有比次价力高得多的附着力。次价力基于以氢键为代表的弱得多的物理作用力。这些作用力在具有极性基团(如羧基)的基材上更常见，而在非极性表面如聚乙烯上则较少。键的强度和键能强度类型,能量(千卡/摩尔)实例共价键主价力151

6、70绝大多数有机物氢 键次价力12水色散力次价力10绝大多数分子偶极力次价力5极性有机物诱导力次价力非极性有机物二、附着力理论、机械连接理论在亚微观状态下观察，基材表面是粗糙的，充满孔洞、凹陷。具有良好流动性能的液态胶粘剂流入并填满这些孔洞、凹陷，干燥固化后形成钩锚、榫接、铆合等机械连接力。基材的粗糙程度高、表面积大，附着力就大。只有当胶粘剂完全渗透到粗糙表面的不规则界面处，才对附着力有利。只要涂膜稍具流动性，就很少会产生不可释放应力。但随着涂膜粘度、刚性的增加和对基材附着力的形成，就会产生大量的应力。胶粘剂在基材的凹凸处的厚度显然不同，这种不同导致物理性质不同。不均一的涂层会产生很大的内部应

7、力，甚至会导致膜层的破裂。、化学键理论在界面间产生化学键，互相反应的化学基团牢牢结合在基材和胶粘剂上。这类连结最强且耐久性最好。含反应性基团如羟基和羧基的胶粘剂倾向于和含有类似基团的基材有更强的附着力。光谱分析法可证实这一点。、静电理论胶粘剂和基材表面都带有残余电子而形成带电双电层，这些电子的相互作用也能提高附着力。静电力主要来源于色散力和由永久偶极子引起的相互作用力（一个分子的正电区和另一个分子的负电区）。诱导偶极子之间的吸引力称为色散力或伦敦力，是范德华力（分子间力）的一种。当胶粘剂分子与基材分子之间的间距超过.5纳米（5埃）时，这些力的作用明显降低。所以保证一定压力用压辊使胶粘剂与基材紧

8、密接触是非常重要的。4、扩散理论当胶粘剂与基材接触时，大分子的某些短链会向界面另一边进行不同程度的扩散。即链段穿过界面后相互扩散形成交错网状结构。由于长链性质不同及扩散系数较低，非相似聚合物通常不相容。完整的大分子穿过界面互相扩散是不可能的。实验表明，局部链段扩散很容易发生，并在界面产生10 1000埃的扩散界面层。三、附着力形成机理1、机理描述￥当不相似的两种材料密切接触时，在空气中的两个自由表面消失，形成新的界面。界面相互作用的性质决定了涂料和底材之间成键的强度，这种相互作用的程度基本由一相被另一相的润湿性决定,使用液体涂料时，液相的流动性也有很大帮助，因此润湿可被看作涂料和底材的密切接触

9、。为了保持涂层与底材的附着力，除了保证初步的润湿外，在涂膜形成后的完全润湿和固化后仍保持键合情况不变是很重要的。成膜方式(a)、冷却到熔融温度（玻璃化温度Tg）以下(b)、化学交联反应(c)、溶剂和稀释剂的挥发(d)、粘结料在干燥时也有交联能力。因此涂料对底材的润湿是形成附着键的关键。2、界面现象附着力形成机理的前提是液体涂料在固体基材上产生有效润湿。涂料在液态时的表面张力以及基材和固态涂膜的表面能是影响界面连接强度和附着力形成的重要参数。（液体的表面张力数值低于固体的表面张力（表面自由能）数值时，液体才能在该固体上有效润湿，才可能充分铺展。二者数值差越大，润湿、铺展的程度越好。1）润湿润湿过

10、程就是相界面上一种流体被另一种流体所取代的过程。衡量润湿程度的参数是接触角。2）、净吸力物体表面和内部分子的受力状态是不同的。如图： A1 表面分子 B1 B2 A1 A2 【 C1 C2 B D D1 B2 C A2 F 液体内部某分子在各个方向所受力是均等的。液体表面某分子所受的各个方向的吸引力，其中A1、A2的力可以互相抵消，C向力及B、D向下的合力为F，B、D水平分力也互相抵消，所以分子受到一个垂直于液体表面指向液体内部的”合吸力”，通常称为净吸力，由于有净吸力的存在，致使液体表面的分子有被拉入液体内部的倾向，所以任何液体表表都有自发缩小的倾向，这也是液体表面表现出表面张力的原因。固体

11、表面分子同样存在净吸力，只是固体分子不能象液体分子一样可以自由移动，不能产生表面收缩，但以自由能的形式存在于表面。3）、表面张力以球形液滴铺展到表面为例 表面积变大、意味着液体内部的某些分子被“拉到“表面并铺于表面上。当内部分子被拉到表面时，需要克服内部分子的吸引力而消耗功。因此，表面张力可定义为增加单位面积所消耗的功。表面张力的单位是。是作用在单位长度上的力。分子间力可以引起净吸力。而净吸力引起表面张力，表面张力永远和液体表面相切，而和净吸力相互垂直。&4)、表面润湿 把液滴放在固体表面时，会出现二种现象：一种是液滴会立即铺展开来，即固体被液体所润湿；另一种是液滴团聚成球状不铺展，即固体不被

12、液体所润湿。 B B A C A C。图A 90 图B 90液体对固体的润湿程度，通常用液固二相的接触界面AC与液体表面的切线AB之间的夹角（称接触角）的大小来表示。液体对固体的润湿程度接 触 角润 湿 状 况备 注 90固体不为液体所润湿 = 180 固体表面完全不润湿此现象一般不存在 90固体为液体所润湿 = 0固体完全被润湿基材可以被表面张力、接触角小的涂料所润湿、或者说二者较接近时才能润湿。理论上讲：若某种物体表面自由能低于33dyn/cm，就几乎无法附着目前所知的任何一种胶粘剂。|溶剂的表面张力 (dyn/cm)溶 剂表面张力溶 剂表面张力溶 剂表面张力水醋酸丁酯石脑油乙二醇正丁醇正

13、辛烷丙二醇石油溶剂油：脂肪烃石脑油邻二甲苯甲基异丁酮正己烷甲苯甲醇涂料中典型聚合物和助剂的表面张力 (dyn/cm)聚合物表面张力聚合物表面张力三聚氰胺树脂聚甲基丙烯酸甲酯 41聚乙烯醇缩丁醛 65%豆油醇酸38苯代三聚氰胺树脂 52聚醋酸乙烯酯 ,聚乙二酸己二酰胺 聚甲基丙烯酸丁酯 Epon 82846聚丙烯酸正丁酯 、脲醛树脂45Modaflow 32聚酯三聚氰胺涂膜 聚四氟乙烯 Mw 1,088 聚环氧乙烷二醇,Mw6000 聚二甲基矽氧烷 Mw 1,200 聚氯乙烯 聚二甲基矽氧烷 Mw162 四、胶粘剂转移机理对基材具有良好润湿性的胶粘剂，借助毛细现象的作用，在压力作用下由网辊上的网

14、眼转移到基材上。1、毛细现象插在溶液中的毛细管中的液面高于或低于溶液液面的现象，称为毛细现象。毛细现象是由液体的表面张力引起的。图A 图B液面升高现象 液面降低现象）当液体能够充分润湿毛细管壁时，毛细管中的液面会高于溶液的液面，如图A所示；当液体不能够润湿毛细管壁时，毛细管中的液面会低于溶液的液面，如图B所示；*在涂胶压辊作用下，薄膜与网辊接触进入压合区时，交界处形成了毛细管。当胶粘剂能够充分润湿基材时，在毛细作用下，液面会自动上升，即胶粘剂上升到基材表面。同时由于离心力的作用，胶粘剂也会加速转移到基材上。而在胶粘剂转移之前，毛细现象也有助于克服离心力的作用使胶粘剂附着在网眼内。这时网眼事实上

15、就是毛细管。 压辊 毛细管（网眼） 毛细管（接触点前小区域） 网辊 网辊2、压力原理复合的基础，是在一定压力下胶粘剂分子与基材表面分子达到一定距离才可能产生分子间力。一般距离在2 4 A3、胶粘剂的转移过程复合过程中胶粘剂是在强制受压的情况下进入基材与网辊之间的。随后胶膜在基材与网辊之间因接触和受压及润湿和铺展形成相互之间的附着力。在辊与辊的出口处（减压部位）。先是在胶膜的内部形成微细丝，最后胶丝破裂胶膜被分离成二部分，分别附着在基材上及网辊上。使胶膜分裂并转移到相应物面上的力是胶粘剂对基材的附着力。假使附着力很弱（如未经电晕处理、压辊缺陷等），胶膜不会分裂、也就不能正常转移到基材上。附着力在

16、胶膜分离过程中作用时间是非常短暂的，只有万分之几秒，而且是周期性的冲击力。胶膜的分裂、转移是胶膜对附着力的一种动态响应。由于作用时极短、这时胶粘剂表现出固体的刚性特点即弹性，也就是拉得太长（胶丝）会断裂，断裂后会回弹的特性。而胶粘剂能够拉成丝、是由于胶粘剂是流体、具有粘滞性、能流动，所以可伸展得很长。在胶粘剂成丝的过程中，是其粘滞性起主要作用、弹性起辅助作用，而在胶粘剂的断裂过程中是胶粘剂的弹性起主要作用，胶粘剂的粘滞性起辅助作用。胶膜在上述过程中所表现来的阻止胶膜破裂的能力，叫胶粘剂的粘着性，即分子间的连结力，是其在附着力作用下的一种表现。如果粘着性大于附着力，则胶粘剂不会转移到基材上。在胶

17、膜的破裂过程中，有二个因素起主要作用：一个是胶膜内空洞形成的机会及扩展情况，主要与胶粘剂分裂过程中的压力分布及胶粘剂树脂此时的物理性能有关；另一个是胶膜形成丝状纤维的能力，叫胶粘剂的拉丝性。胶粘剂转移瞬间的粘弹性是决定胶粘剂分离和转移性能好坏的重要因素。而复合过程中，速度、刮刀距离、溶剂配方、压力分布（压辊的软硬影响）都会影响粘弹性，所以控制好转移瞬间胶粘剂的粘弹性对复合效果致关重要。 值得注意的是使用同一配比的同一种胶粘剂，若网眼的深度和大小不同，胶粘剂因其表面积与体积比不同，网眼内胶粘剂的溶剂挥发随之不同，因而表现出来的粘弹性也不同，所以导致复合效果的不同。即不同的粘弹性状态，导致转移效果

18、不同，复合效果也就不同。 压辊 、 胶膜的破裂 版辊 也就是说，不同的粘弹性状态，需要不同的网辊（网眼的形状、大小和深度不同，即网辊线数不同），才能获得良好的涂布效果。或者说，对于某一确定参数的网辊，需要对涂料的粘弹性状态进行调整，使之适合于该网辊涂布。因此，测量并确定网辊适合的粘弹性范围是非常重要的。我们调整涂料工作液的配比，就是调整其工作浓度，就是调整其粘度，事实上就是调整其粘弹性。只有这时的粘度在该网辊的适宜范围内才能获得良好的涂布效果。有很多技术工作者调整配比只是为了达到需要的涂布量，这是不够全面的。在设置的工作浓度下，虽然涂布量满足了要求，但如果工作液的粘度不适合网辊，就会出现转移不

19、良问题，如复合后出现白点或在刮刀处出现溢胶等问题。 4、涂布效果良好的标志1）、单位涂布面积上的厚度均匀性好。即各处的厚度差小。厚度差大会导致视觉差异：出现水纹、橘皮、白点等现象。2）、溶剂挥发充分，残留量最小。3）、涂布量满足功能性要求。5、判断涂料是否适合网辊判断涂料是否适合某根网辊的涂布是一件很有趣的事。但并不一定非要上机试验才能得出结果。前提：1）、测定该网辊的适宜粘度范围。可以做粘度临界试验，即调整溶剂添加量后复合，得出出现问题（如白点、透明度低、溢胶等）时粘度的最高点和最低点。粘度最低点和最高点之间的范围为适宜粘度范围。不同网辊的适宜粘度范围是不同的。即使相同线数的网辊，因制造工艺

20、不同适宜粘度范围也有差异。2）、测定该网辊的湿胶涂布量调配：1）、根据网辊的湿胶上胶量和功能要求的干胶量，确定待测涂料的工作浓度 2）、添加适量溶剂，使涂料达到所确定的工作浓度 3）、测定该浓度下涂料的粘度;判断：1）、若此时粘度在该网辊的适宜粘度范围内，则可得到良好的涂布效果。数值越靠近适宜粘度范围的中间值，涂布适性越好。 2）、若此时粘度在该网辊的适宜粘度范围外，则不能得到良好的涂布效果。涂布适性差注意：1）、可以选用不同号的粘度杯测量粘度，但要用同一种。而且都在常温下测定。2）、通过测量并建立待测涂料的粘度浓度曲线或图表（可以要求供应商提供），再结合本厂网辊的湿胶量和所需的干胶量，我们可

21、以知道该涂料适合哪一根网辊。即：若在选定网辊的适宜粘度范围内，若干胶量也能满足要求则适合该网辊涂布。五、涂布液粘弹性的控制1、涂布液的粘弹性主要表现为涂料的粘度，由涂料本身的性质决定。总体上讲，网纹辊式涂布要求涂料的粘度较低，同时因为还要保证一定的涂布量，因此理想中的涂料就是高固含量、低粘度的涂料。显而易见这样即保证了要求的涂布量，又保证转移均匀，同时降低能耗。2、在涂料中填加溶剂可以降低粘度。填加适量的溶剂调节涂布液的粘度以适应网纹辊是保证涂布能够顺利进行的最基本的方法。填加溶剂就是调整涂料的工作浓度，事实上就是初步确定了涂布液的粘度。3、改变刮胶距离能改变涂料工作液的粘度。在走膜方向上刮刀

22、刮胶点与压辊压合点之间的直线距离称为刮胶距离，刮胶距离大，网眼中的溶剂进一步挥发，胶粘剂的粘度增加较大；刮胶距离小，胶粘剂的粘度增加较小。调整刮胶距离事实上就是进一步细调涂布液的工作浓度。4、一般情况下，温度升高涂料的粘度会下降。如：PVDC乳液涂布，当温度升高至常温时，会使粘度下降到不适合涂布的程度，所以要要保持25的涂布温度。 又如：无溶剂胶粘剂常温下粘度极大，当升高温度时，粘度度迅速下降，到60时其粘度适合涂布，所以要保持在60条件下涂布。5、一般情况下，湿度升高，溶剂挥发能力下降，胶粘剂因溶剂挥发粘度升高的程度减弱。6、复合速度加快时，相对溶剂挥发能力下降，粘度升高的程度也下降。一般情

23、况下，低粘度工作液在低速复合效果不好时，提高复合速度会有所改善。9、粘弹性相同、网辊也相同时，因涂胶压辊的硬度不同，转移能力也不同。一般情况下，硬度高的压辊适合线数高、网点小的网辊；硬度低的压辊适合线数低、网点大的网辊。9、在生产过程中，涂布液的粘度会逐渐升高，尤其在环境温度较高、生产准备时间过长、或订单量大、一次性配胶量大且敞口放置时，涂布液粘度极易上升到不适合涂布的程度，这时需要适当补充溶剂，调整到适宜的工作粘度。六、判断胶液转移的好坏程度察看从涂布辊出口到烘箱进口之间胶的涂布状况，可以大致分析出胶粘剂从网辊转移到基材的好坏程度。 粘度适宜 高粘度临界点 粘度偏高 （尚有微弱流动性） （网

24、纹清晰） （破网-出现空点）)粘度偏低 涂布量过大 胶结晶 （流动性过大） （橘皮状） (晶点) 。 。 。 。 。 ）第四章、复合基材一、软包装对基材的要求1、卫生性能好-无毒、无臭、无味2、化学稳定性好-耐酸、耐碱、耐油性好3、物理机械性能好-抗张强度、冲击强度、阻隔性、耐热、耐寒性好！4、加工适性好-印刷适性好、易成型、热封，开口性好、抗静电好二、软包装材料功能结构1、印刷功能层2、阻隔功能层3、热封功能层有时一种材料可以兼有二种或三种功能。*三、复合基材的分类1、按加工方式分类1）、流延膜特性：、厚度均匀性好、纵横向性能均衡、光学性能好，透明度优良、抗张强度低，伸长率最大，内应力小（热

25、收缩小）、热封性能最好2）、吹胀膜特性：、厚度均匀性比流延膜差、纵横向性能不均衡、光学性能好，透明度优良，但比流延膜差、抗张强度比流延膜差，伸长率比流延膜小，内应力大（热收缩大）、热封性能好3）、定向膜、厚度均匀性最好、双向定向膜纵横向性能均衡、光学性能好，透明度优良、抗张强度高，伸长率小，内应力小（热收缩小）、无热封性好4）、深加工膜在以上三类膜上进行蒸镀、涂布功能涂料、模压镭射效果等所得的材料。2、按软包装材料功能分类1）、印刷层材料、BOPP；、PET；、NY；、PE；、PAPER；、PT；、AL；、matBOPP2）、阻隔层材料、AL；、VMPET；、NY；、VMCPP；、PET；、V

26、MBOPP；、涂氧化硅（或氧化铝）；、PVDC涂层；、PVA层；、EVOH；3）、热封层材料、LDPE；、CPP；、IPP；、热封BOPP；、珠光BOPP；、BOPP涂丙稀酸；、PP合成纸；4）、刚性材料! 、纸；、PP合成纸；四、常用复合基材的性能1、BOPP（双向拉伸聚丙烯）-常用作干式复合涂胶膜、挤出复合的基材1）、透明质轻，密度在塑料中最低,为 T/m32）、机械强度好，抗张强度达到365 390kg/ m23）、化学稳定性好，耐酸、碱、油4）、阻气性、阻湿性中等，隔绝异味性、防紫外线穿透性差,5）、表面强度大、弹性大，不易断裂6）、耐热性能好，熔点在164 170，长期使用温度为 -

27、50 115 7）、无毒、无臭、无味，卫生性能好8）、静电高matOPP(雾面)是在BOPP共挤PE或PP的共聚物时通过雾化效果制成的.珠光膜是在PP树脂中加入珠光母料、碳酸钙粉末、橡胶等生成的发泡BOPP，具有特殊的珠光效果，具有微弱的热封性，热封强度为15mm，密度为 KOPP是在BOPP上涂布聚偏二氯乙烯，提高阻气性。具有微弱的热封性。#YBOPP是模压后具有彩虹效果的特殊BOPP，模压层有微弱的热封性。3、PET（聚对苯对二甲酸乙二醇酯薄膜）-常用作干式复合、湿式复合的涂胶膜、挤出复合的基材1）、机械强度大，抗张强度与铝箔相当，是NY的3倍，聚乙烯的5 10倍2）、挺度好、耐冲击性能好

28、3）、耐热性和耐寒性好，熔点在260，软化点在230 240，可长期在 70 150下使用4）、阻气性、阻湿性、隔绝异味性优良、防紫外线穿透性差5）、化学稳定性好，耐酸、油、药品性能好，耐强碱性差。硝基苯、氯仿、苯甲醇可溶解6）、静电高7）、透明度好8）、密度在 之间4、NY（尼龙薄膜）-常用作干式复合涂胶膜、挤出复合基材1）、机械强度大，抗张强度高2）、耐寒性、耐磨性、耐穿刺性好，可长期在 -70 200下使用3）、耐折强度高4）、卫生性能好，无毒、无色、无异味【5）、耐油、耐有机溶剂性好6）、吸潮、透湿性大7）、干燥后静电大8）、密度 5、PE（聚乙烯）-常用作干式复合、挤出复合的内层膜1

29、）、透湿率低、防潮性好2）、热封性优良，软化点为80 90，熔点为110 1203）、耐油脂性差4）、耐低温性好，常用作冷冻包装5）、化学稳定性好6、CPP（流延聚丙烯）-常用作干式复合的内层膜1）、热封性好2）、耐温性好，可作耐蒸煮包装3）透明度好4）、挺度好5）、耐寒性差。均聚丙烯膜10 下就有低温脆性，不能使用在0 以下的包装场合，而共聚丙烯可用在-10 以上的耐冷冻包装膜上7、8、AL（铝箔）-常用作干式复合、挤出复合的中间层膜、湿式复合的涂胶膜分为硬铝和软铝，硬铝厚度为20-25um,软铝厚度为7-60um。密度为。1）、阻隔性好，阻光、阻气、阻水性好2）、机械强度低，耐折性差3）、耐酸、耐碱、耐水性差4）、可在 70 371 下使用9、PAPER（纸）-常用作干式复合、挤出复合的中间层、湿式复合的底层基材1）、无毒、易燃?2）、刚性好、挺度高