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無溶劑常見問題分析

發布時間:2017-05-18

一、BOPP/CPP剝離強度低

  BOPP/CPP無溶劑復合時,有時會出現剝離強度低的現象。國家標準要求剝離力需達到0.6N/15mm,對于這種結構,好的情況下可以達到1.0N/15mm以上,而有時則低至0.3~0.4N/15mm,同時可簡單觀察到油墨完全轉移,但在熱封制袋的過程中未發現脫層等。對于這種現象有一種常見的情況是,BOPP膜在剝離的過程中發生了自身的層間剝離。BOPP膜常見為多層結構,當膠水在BOPP和CPP間的粘接強度大于BOPP膜自身不同層間的結合強度時,膜便在較弱的地方分開,此時測得的剝離強度其實并不是膠水的粘接強度,而是BOPP的層間剝離強度。

  這種現象可以通過對剝開的膜進行染色得到驗證。有一種膠水染色劑可以對聚氨酯類的物質進行染色而顯紅色,而對于薄膜,尼龍顯土黃色,其它膜則不顯色。這種染色劑常用于判斷膠水停留在哪一側的基材上。對于BOPP/CPP復合膜,在沒有將BOPP拉斷的情況下將膜剝離開,在一定條件下使用染色劑染色,結果為兩面都沒有顯色。這種情況則表明,剝離開的地方不是膠水的界面,也不是油墨(聚氨酯體系)轉移后的界面,因為膠水和聚氨酯油墨染色后均應顯示紅色。此種情況即為BOPP發生了層間剝離,這可通過進一步實驗驗證。將剛才染色過的膜,用砂紙在含CPP那一面輕輕來回磨擦后再次進行染色,可觀察到被砂過的地方顯出了紅色。這是由于砂紙將一層OPP膜磨掉以后,露出了聚氨酯的油墨從而染色顯示出紅色。

  另外,對于此結構,測試剝離力的角度也對測試數值有很大的影響,通常在自由角度測試時,BOPP很容易發生斷裂,僅能讀取最高值,可達到2.0N/15mm以上,甚至高達4.0N/15mm以上,這實際上是BOPP的斷裂強度。在T型測試角度下,BOPP有時會斷裂,有時會在一段平穩數值后再發生斷裂。相對前兩種方式,180°剝離更容易得到平穩的讀數,然而BOPP更容易完全層間剝離,這種情況下測得的數據則偏低,即為層間剝離強度。

  基材質量在很大程度上決定著此結構的最終剝離測試結果,剝離的過程是從最弱的一個界面分開,若基材不變的情況下,很難通過調整膠水或油墨而得到改善,比如不管是干復還是無溶劑復合,同樣的BOPP/CPP復合都會得到類似的結果。

  二、PE膜復合后摩擦系數(COF)過高

  無溶劑復合中有時會遇見PE膜復合后摩擦系數增大的現象。針對此現象有如下一些方法可進行改善:

  避免高溫熟化。PE膜中添加的爽滑劑為小分子物質,其可以在PE膜中遷移,也會被聚醚類無溶劑粘合劑吸收,而溫度越高,其越容易遷移從而越多地被吸收,同時爽滑劑會在高溫下慢慢地從PE膜表面遷移至膜內,兩種情況同時作用下表面爽滑劑大大減少而使COF增高。這也正是夏天高溫氣候下更容易發生此類現象的原因。當溫度降下來后,爽滑劑又會慢慢地遷移回膜的表面,但這個逆向的過程會很耗時。因此在較高溫度下熟化而具有很高COF的復合樣,放置在低溫下,COF會逐漸改善,但這可能需要一段很長的時間。根據無溶劑種類的不同,常見的低溫熟化可選擇室溫(最好20℃以上),但不超過35℃。

  在保證強度、熱封和外觀的前提下,適當降低上膠量。對于可吸收爽滑劑的聚醚類無溶劑膠水,上膠量越大,吸收爽滑劑越多,控制好上膠量,可減少吸收,改善COF。建議調整前謹慎測試,避免對剝離強度、熱封或外觀等造成影響。

  避免收卷張力過大。收卷張力的作用可看作是對爽滑劑遷移的一種推動,張力越大,爽滑劑受到推動更多,則會發生遷移。有時會發生卷芯的摩擦系數較卷表更高的現象,便是卷芯受到了擠壓,在張力作用下爽滑劑大量遷移的結果。對于這種現象,控制收卷張力的同時,也可對錐度進行調節。

  調整PE膜配方。可適當增加PE膜中爽滑劑的量,而補充被膠水吸收的部分。該方法需謹慎調節并反復試驗,爽滑劑量不能過多,否則會對剝離強度造成不良影響。

  使用對摩擦系數影響小的膠水。現在市面上常見的無溶劑粘合劑大多為純聚醚型或聚醚含量較高的共混型膠水,所以COF偏高的現象比較普遍。若選用聚酯含量高的膠水,可降低其對爽滑劑的吸收從而減少對COF的影響。波士膠Herberts 2K-LF520/H107這款膠水在同等條件下,對PE膜摩擦系數的影響明顯小于許多常見的無溶劑膠水,同時保持剝離強度。此外,由該款膠水復合的含PE膜的結構,在后續處理中可經受淋膜的高溫處理而保持COF在穩定的水平。

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