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浅谈无溶剂复合对热封温度的影响
日期:2021-12-15 10:02:14 编辑:yunhe

高温蒸煮包装基本都选择高阻隔材料,只是近年来出现可以蒸煮的PE才有新的成员加入。大家在讨论之前还要再次重申高温蒸煮的概念,从严格意义上区分,121℃为半蒸煮,131℃或者135℃甚至以上才是真正意义上的高温蒸煮。在半高温蒸煮区间,各个厂家根据使用条件也是差别较大,跨度可以从105℃,108℃,110℃,118℃,到121℃,123℃,125℃,128℃,但通常是121℃为最常见。当然上述温度条件下蒸煮的时间也不尽相同。

大家再来看(半)高温蒸煮的常见结构:PET/PA/RCPP, PA/PA/RCPP, PA/RCPP, PET/AL/PA/RCPP, PA/AL/PET/RCPP, PA/AL/PA/RCPP,还有一部分使用PVDC,总之就这几个常见的高阻隔膜和热封层之间的搭配。


一、市场应用现状

无溶剂复合在不含Al的高温蒸煮领域已经成熟应用,对于含Al的做内层,个别企业也应用多年,这不在今天讨论的范畴之内。大家今天主要讨论的是要么表层,要么多层都用含铝箔的结构,因为这是目前行业的难点或痛点。

大家在采用鱼骨图分析问题时从人、机、料、法、环五个方面去思考问题,今天大家也从这几个方面来谈无溶剂的高温蒸煮应用。但会因为重要程度而打乱顺序。


1、料——原材料

薄膜:出现在中间层的薄膜需要双面电晕,且不可出现表剥分层现象,尤其是PET表层尽可能少用或不用回收料,对热封层的CPP要求不是很多,能满足正常的高温蒸煮即可,即RCPP,当然爽滑剂和开口剂也是尽可能少地添加。 

对于外层含印刷部分,必须考虑油墨和胶黏剂的匹配,一旦测试通过后,不得更换油墨,如更换必须重新测试。同时油墨中不得有溶剂残留,尤其是醇类及胺类,否则化学反应无法生成足够大分子量的交联产物,也就无从保证耐温性能及剥离强度。

Al:需要使用蒸煮级的铝箔,对针孔数量和最大孔径有限制,需使用A级品。一定要采用泼水法测试Al表面油污残留情况,尤其是检查铝箔卷芯附近的油污残留情况。

胶水:必须采用蒸煮级别的胶水。但对于胶水,以大家的经验,一定要满足但不限于以下几个条件:

A.能够在高阻隔材料上复合不产生白点和气泡(这是先决条件);

B.交联后分子量足够大,大分子量越大,耐温效果越好;

C.粘度值合适,如果粘度值过低,一是不容易保证足够的上胶量,对于低粘度值的胶黏剂如果上胶量大了,很容易窜卷或溢胶,二是粘度越低的胶黏剂在因铝箔针孔而造成的背透粘背越严重。

D.快速产生初粘力,这是考虑到后面的工艺而需要的特性。


2、机——设备

由于无溶剂复合在过去的近20年里主要应用在普通结构上,所以设备也是以这类应用或者这类应用的胶水而设计生产,但现在要突破原有的工艺和应用领域,势必在设备上也要有所调整,就如电脑App和硬件一定要交替攀升一样的道理。

那么从胶水的角度来说,对设备有哪些要求或希翼能达到什么水准呢?

从目前市面上常见的各种机型来看,去除混胶机以外的部分,很多设备都能满足要求,有些可能是张力系统不满足,再有就是一些小细节,通过添置极少配置以及整理配件都能满足。

大家都知道混胶机是无溶剂复合机的心脏,所以能不能做好,或者说风险有多大,都在这个心脏里!但有些品牌的设备大家不能说设备设计得不好,只是因为他们是为常规的无溶剂复合而设计,所以从设计上就有些许不足,比如说胶缸过小,导致频繁加胶,加温不能恒定,总体功率过小,输胶管过细,转速过高,齿间出胶量过大,没有同步截止阀,不能有效维持悬殊比例时两个组分的压力相近,不能设定相差悬殊的比例,过高的压力报警保护等。

首先大家说胶缸过小这个问题。如果有自动灌胶系统,这不是问题,但大多数没有自动灌胶系统,都是人工手动向胶缸里注胶,这样就会有两个主要的问题容易出现:


一是频繁倒胶,如果是冬天,就很容易在胶缸口处出现冷凝水,如果冷凝水进入NCO组分,很容易产生胶的细小颗粒,这样会增大输胶管的堵塞概率,同时细微颗粒进入涂布环节,也有质量事故的风险。


二是因为AB胶比例不同,导致每次加胶时间不同。如果管理到位的企业,在冬季可能会把胶水先放熟化室保温,如果没有这方面意识的企业,直接把从仓库领来的胶黏剂导入,就会出现两个组分一个冷一个热的情况。还有在生产过程中间加胶,不可能绝对做到等胶水加温到工艺温度才再次开机,这样也容易造成混合比例的偏差。根据大家客户的实际使用经验反馈,只要一加入冷胶,每次都是大约有1000m的复合品,混胶比例偏差巨大,1000m左右过后,什么都不用调整,混合比列又恢复正常。这不是偶然事件,而是在没有控制工艺之前的可重复性事件。

一般高性能的胶水必然有一个组分的粘度是比较大的,市面上在25℃的温度条件下粘度在8000mpa.s以上的胶黏剂也不在少数,那么对于混胶机的功率也就有一定的要求。

此外,大家都知道在冬天会容易出问题,甚至也都知道冬天的熟化时间要加长,大家也可以在机器上做文章,能够很大程度地改善避免这些问题,非常遗憾地是目前在中国没有一个机器厂商去做这个工作。

对整体设备还有一些基本要求,就不一一细说,如感兴趣可以单独沟通。


3、法——工艺


一定要有合适的工艺,不依规矩不成方圆在这里同样是适用的,尤其是含铝箔的面层复合,因为这里不单单涉及到耐温性还有一个表观的问题,也就是大家常说的白点气泡,此外就是铝箔针孔造成的背透粘背,如果处理不好会把面层拉出凸起白点。

无溶剂在复合含Al的半高温蒸煮面层应用时,对工艺要求比较高,所以对于适合自己企业的工艺指定必须精细,而不能粗犷,我时常把无溶剂高端应用比作是大姑娘绣花---细做活,要想尽可能少交或不交学费,一定要精细化管理,现场管理的依据就是制定出的详细工艺,包括生产前点检那些关键参数和设备关键点性能,多长时间复合第二遍,是连复,还是分段熟化后再复,是正复还是倒复,是哪个基材上胶,每层之间上胶量,环境温湿度,在冬季对胶水和膜的预热处理,熟化时间如何调整,夏季环境湿度控制在什么条件才能复合尼龙膜,或湿度过高如何调整工艺等很多细节都要控制到位。





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