薄膜復(fù)合工藝九大問題解疑

1、薄膜復(fù)合工藝九大問題解疑作者：江門市國望精細化學(xué)品有限公司技術(shù)部薄膜復(fù)合過程中常常會產(chǎn)生多種問題。粘合劑常常被認(rèn)為是造成粘接問題的原因。事實上,造成薄膜復(fù)合缺陷的原因可能是環(huán)境、基材、油墨、工藝條件等多種因素。廣東江門市國望精細化學(xué)品有限公司主要產(chǎn)品包括UK-2851 , UF-9050 , UF-9075系列膠粘劑，醇溶型聚氨酯膠粘劑，KF系列雙組份紙/塑復(fù)合用膠粘劑以及各種塑料助劑產(chǎn)品，包括農(nóng)膜流滴劑、消霧劑、光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、潤滑劑和分散劑等十幾個系列，廣泛應(yīng)用于各種薄膜復(fù)合行業(yè)。本文是國望公司技術(shù)部結(jié)合二十余年聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)、研究、用戶服務(wù)經(jīng)驗積累的結(jié)晶。原載中國塑料國望公司舉辦技

2、術(shù)研討會幫助用戶分析薄膜復(fù)合過程常見問題斑點問題斑點問題是復(fù)合膜中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，斑點一般以出現(xiàn)在白油墨面上為主。有時彩墨背后托白墨時也會隱約出現(xiàn)斑點，其實也是出現(xiàn)在白墨上透過彩墨反映出來。此時版面上有空白部位時無任何缺點。 斑點的出現(xiàn)也有兩種現(xiàn)象：一是復(fù)合下機時無斑，熟化后斑點出現(xiàn);二是下復(fù)合機后即有斑點（以上兩種現(xiàn)象均指不規(guī)則出現(xiàn)。如有規(guī)律有規(guī)則地出現(xiàn)要考慮薄膜平整狀態(tài)、機械平行狀態(tài)、熱壓輻是否有污染、是否有傷痕、上膠輻系統(tǒng)是否有缺陷）現(xiàn)象1 :下機后無斑點，熟化后出斑。產(chǎn)生原因：1. 白油墨太粗糙，油墨中的鈦白粉顆粒度大。2. 油墨中粘接料比例小，在油墨層中造成有細孔現(xiàn)象。3. 粘合劑涂

3、布量偏小。在熟化過程中由于分子間的吸引力，毛細現(xiàn)象等原因粘合劑爬進了油墨的微孔中，造成界面上粘合劑的流失而形成空洞，由表面看就是白斑。解決辦法：1. 更換油墨；2. 加大粘合劑涂布量。現(xiàn)象 2 ：下機后即有斑點。產(chǎn)生原因：1. 粘合劑內(nèi)聚力大，流動性較差，造成流平性不好，部分界面上沒有膠粘劑，沒有粘接。涂布量過小，達不到流動時所需的必備條件。解決辦法：更換膠粘劑或改變涂布的工作液濃度；加大涂布量。2. 油墨界面粗糙，粘合劑流動阻力加大，造成部分界面沒有粘合劑沒有粘接。解決辦法：加大涂布量，適當(dāng)加高使用濃度或更換油墨。3. 第一段烘干效果過高，粘合劑中的溶劑揮發(fā)過快，粘合劑層的表面張力提高過快而

4、造成流平性差，使得部分界面沒有粘合劑粘接。解決辦法：調(diào)整復(fù)合工藝，降低第一段風(fēng)量溫度。4. 粘合劑對乙酯的束縛力低， 在第一段烘道中干燥快， 使得粘合劑層的表面張力升高過快，流平性降低，造成部分界面沒有粘合劑，沒有粘接。解決辦法：調(diào)整復(fù)合工藝，降低第一段風(fēng)量溫度。5. 網(wǎng)線輥堵塞造成粘合劑涂布量減少，降低了流平的必須量，使得部分界面沒有膠粘劑沒有粘接。解決辦法：使用洗版液清洗網(wǎng)線輥。6. 網(wǎng)線輥與使用濃度不相匹配，網(wǎng)墻過寬，造成涂布量不足或粘合劑涂布后需流動的距離過大而無法滿足流平的要求，造成界面局部沒有膠粘劑沒有粘接。解決辦法：更換網(wǎng)輥，使其與粘合劑工作液濃度配套或調(diào)整工作液的濃度。7. 天

5、氣濕度過大，在工作中由于乙酯的揮發(fā)帶走熱量，水冷凝到膠液中，或涂布面上，或溶劑水分過大，使工作液中水分較大。以上兩種原因造成膠液體系的改變。解決辦法：梅雨季節(jié)加熱粘合劑。膠槽外加夾套，夾套內(nèi)通熱水（室溫以上3 5 C）8. 薄膜表面張力小，造成粘合劑自身表面張力與薄膜張力不匹配，粘合劑不易展平。解決辦法：對基材進行處理。以上所介紹的斑點形成原因基本上是互動的，單獨判斷絕對原因是不科學(xué)的。同種工藝更換粘合劑品種（不同廠家）可能解決問題。而同一種粘合劑改變使用工藝條件，問題也可能解決。所以在白斑問題上不宜倉促下結(jié)論。粘接強度不良當(dāng)把復(fù)合好的片材進行剝離強度試驗時應(yīng)注意剝離時的狀態(tài)。當(dāng)兩種基材剝開時

6、，觀察分離部位：現(xiàn)象 1 ：剝開后粘合劑只在一側(cè)膜上，另一側(cè)無粘合劑痕跡。產(chǎn)生原因可能是：A、膜的表面張力不夠，電暈面用反。B 、油墨是表印油墨（透明部位強度好，油墨部位強度差）或粘合劑與油墨相溶性差。C、使用的薄膜不是粘合劑所適應(yīng)的薄膜。解決辦法：更換薄膜或粘合劑；更換油墨?，F(xiàn)象 2 ：剝開后油墨脫落。產(chǎn)生原因：可能是油墨質(zhì)量差，粘合劑反應(yīng)內(nèi)應(yīng)力將油墨與膜的粘接力破壞掉（但主要原因還是印刷選擇油墨不對，這主要出現(xiàn)在PET 印刷上， PET 專用油墨是雙組份聚氨酯型，成本較高， 現(xiàn)油墨廠出產(chǎn)一種單組份非聚氨酯類 PET 墨， 不能滿足內(nèi)聚力較大的粘合劑品種。）解決辦法：更換油墨?，F(xiàn)象 3 ：剝

7、開后粘合劑在第一基材上，第二基材熱封膜上沒有粘合劑，并有一層白色霜狀物。產(chǎn)生原因：爽滑劑在熱膜中含量較大，或粘合劑對爽滑劑的抽提現(xiàn)象較嚴(yán)重。當(dāng)熱封膜厚度大于 70m 時，雖然薄膜中爽滑劑含量不高，在300PPM 以下，但單位面積上的爽滑劑析出量加大，也會造成弱界面，而使剝離強度下降，爽滑劑析出是與粘合劑極性大及內(nèi)聚力大有一定關(guān)系的。解決辦法：更換膜或采用多層共擠膜，擠出膜的熱封層選用滑劑少的粒料；更換對滑劑抽提力小的粘合劑?，F(xiàn)象 4 ：剝離時剝離強度波動較大。又分以下幾種：A、透明部分低、油墨部分高。原因： a. 印刷膜電暈處理不佳，表面張力較小。 b. 爽滑劑量較大。因為油墨對爽滑劑有一定的

8、吸收作用，當(dāng)滑劑析出后部分滑劑被油墨層吸收，而使弱界面現(xiàn)象減少，從而使局部粘接力有所升高，但如果熱封層滑劑量過大，就不會有這種緩和作用了。B 、透明部分高油墨部位低（油墨未脫落）。原因： a. 所使用的油墨中含有酰氨類或偶氮類染料，它們會從油墨層中析出到油墨界面上而破壞粘接面（如黃墨、綠墨等）。b. 油墨使用的干燥油過多造成a 中的現(xiàn)象。c. 使用了聚氨酯油墨。此現(xiàn)象又分為 c1. 未加油墨固化劑； c2. 油墨中活潑H+ 的比例波動。解決辦法：更換膜；更換油墨；更換粘合劑?，F(xiàn)象 5 ： 剝離時粘合劑層有膠膜拉伸現(xiàn)象，固化效果差。a、配比是否準(zhǔn)確，固化劑偏少，溶劑中水分高，復(fù)合時空氣濕度高，造

9、成固化劑減少。b、熟化時間、溫度是否合適。c、粘合劑本身設(shè)計問題，硬段太少，交聯(lián)度低。解決辦法：嚴(yán)格操作控制；更換粘合劑?，F(xiàn)象 6 ：剝開后，粘合劑在兩個被復(fù)合膜界面均勻分布或在單一界面重新合并，用手壓緊后再次剝離時有輕微粘接力，或有聲響出現(xiàn)（吧吧的聲響）。原因是粘合劑固化效果差，因為溶劑中水分高破壞了固化劑；天氣潮濕水凝到膠中破壞了固化劑；配比不準(zhǔn)確；熟化時間溫度不合適；粘合劑本身有問題固化失效。解決辦法：嚴(yán)格操作、嚴(yán)格控制原料；更換粘合劑?，F(xiàn)象 7 ：剝開時，真空鍍鋁脫落。主要原因是： a 、鍍鋁膜質(zhì)量差。 b 、粘合劑反應(yīng)內(nèi)力大。解決辦法：更換鍍鋁膜；更換粘合劑?，F(xiàn)象 8 ： 剝開時沒有

10、特別的現(xiàn)象。一般是涂布量小所致，如果涂布量小而再有各種影響必然剝離力小。現(xiàn)象 9 ：復(fù)合時是否廠家選用特殊的膜，聚氨酯系列本身即不好粘接，如 EVA 膜。1. 聚氨酯油墨的使用問題在復(fù)合過程中因為聚氨酯墨造成的事故層出不窮，原因是：A、單組份聚氨酯復(fù)合用油墨的提法。這種提法是不科學(xué)的， 或者說是根本沒有單組份聚氨酯復(fù)合用油墨 （用在其它用途上除外） 。聚氨酯油墨的粘接料是聚氨酯類物質(zhì)，粘接料的分子量可以很大，但太大后必然帶來印刷過程中的轉(zhuǎn)移、展平等到一系列問題，所以粘接料的分子量是有一定限制的。因此聚氨酯復(fù)合油墨必然是雙組份的，加入固化劑后粘接料形成一個網(wǎng)狀大分子團，使油墨層強度達到要求水平。

11、B 、在使用雙組份油墨時由于操作的失誤，不嚴(yán)格按照配比程序操作，或印刷稀釋劑中含有水分使油墨固化劑不足或被破壞， 造成油墨粘接料的 -NH2 不能被固化劑完全反應(yīng)， 殘留在油墨中，同樣導(dǎo)致粘合劑的固化效果不理想。因此，在使用聚酯油墨時要十分注意上述問題。固化不好粘接強度問題中已涉及了固化不好的各種因素。聚氨酯粘合劑交聯(lián)反應(yīng)有一個臨界溫度，一般介紹是18-19 。當(dāng)提高溫度時反應(yīng)速度可以加快。理論上講每升高 10 反應(yīng)速度升高一倍，所以很多粘合劑廠家要求熟化溫度在45 左右。固化不好的原因可能是：熟化時間溫度不合適，溶劑中的水破壞固化劑，天氣潮濕，水冷凝到膠液中，配比不準(zhǔn)確。還有一個現(xiàn)象需要注意

12、：復(fù)合后很好，熟化狀態(tài)表現(xiàn)也很好，剝離力也還可以，但制袋時發(fā)現(xiàn)熱封處于起皺狀態(tài)或者放一段時間后制品起皺。其原因也是固化狀態(tài)不好，粘合劑沒有完全反應(yīng)成大網(wǎng)狀分子，只是部分固化。這時從剝離力上看，強度還好，但粘合劑層本身分子量及狀態(tài)是處于熱熔膠狀態(tài)及可蠕變狀態(tài)。隨著外界環(huán)境的變化失去對上下兩層膜的束縛力或長時間的兩層膜間不同的收縮應(yīng)力作用下發(fā)生蠕動現(xiàn)象，造成起皺現(xiàn)象。固化不完全基本是由以上幾種原因所造成的。另外，尼龍膜的復(fù)合，因為聚酰胺類（尼龍）化合物本身有很強的吸水性形成氫鍵，只要有水分侵入，水就不可能再揮發(fā)了，這樣會嚴(yán)重影響固化效果。所以，在尼龍膜的包裝、儲存、印刷、使用及復(fù)合過程中，都要注意

13、保存、包裝及溶劑的水分、天氣濕度等因素。異味問題原來對復(fù)合袋的殘留溶劑一般要求總量是10mg/m2 。但 10mg/m2 全是芳香族化合物苯類就會產(chǎn)生明顯的異味，如果有部分乙酯4-6mg/m2 殘留，不會造成十分明顯的副作用，當(dāng)然殘留溶劑量越低異味越小?，F(xiàn)在一般要求殘留溶劑在3mg/m2 以下。經(jīng)驗來講，異味一般多發(fā)生于印刷問題，主要原因是印刷時干燥效果差，殘留苯類化合物過多，出現(xiàn)異味，同時如果印刷干燥效果差時油墨層的硬度及耐溶劑浸蝕性就差，當(dāng)粘合劑乙酯溶液涂布在油墨界面上時，乙酯較容易浸入油墨層而造成乙酯不易逃逸出來而造成殘留量加大。印刷行業(yè)的共識是：印刷油墨中的溶劑殘留量每增加1 份，復(fù)合

14、后乙酯殘留量會增加710 份。另外一個產(chǎn)生會產(chǎn)生異味的途徑是溶劑的包裝桶。我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)裝過甲苯的包裝桶灌入乙酯而造成產(chǎn)品出現(xiàn)異味 （因為甲苯桶中可能殘留甲苯） 。雜質(zhì)溶劑在粘合劑層中極難逃逸。另外，質(zhì)量不好的薄膜的降解也會出現(xiàn)特殊的氣味（例如石蠟味、焦糊味）。氣泡現(xiàn)象 （不是斑點氣泡）氣泡產(chǎn)生在熟化以后的現(xiàn)象較多，下機時制品平整，熟化后出現(xiàn)。主要原因是：（ 1 ） 復(fù)合過程中干燥效果不好， 殘留溶劑大，熟化加熱時溶劑氣化產(chǎn)生氣泡，一般復(fù)合基材透氣性差的品種易出現(xiàn)，透氣性好的基材氣泡發(fā)生幾率小一些。（ 2 ） 溶劑中水分過高， 當(dāng)涂布后烘干時水分未能揮發(fā)掉， 熟化時水與固化劑反應(yīng)生成CO2氣泡。

15、解決辦法：調(diào)整干燥系統(tǒng)、工藝、改善烘干效果；更換溶劑。 若復(fù)合下機后即有氣泡，主要應(yīng)是機械問題，復(fù)合輥或膠輥有傷痕或附著雜質(zhì)，造成壓力 不實或復(fù)合膜脫離壓輥時產(chǎn)生局部剝離現(xiàn)象。粘合劑涂層中有機械雜質(zhì)，造成支頂作用產(chǎn) 生氣泡，部分原因也是粘合劑初粘力差。解決辦法：清理機械；更換高初粘力的粘合劑；清理鼓風(fēng)系統(tǒng)。水波紋現(xiàn)象(1) 粘合劑涂布量大，而粘合劑本身內(nèi)聚力也大，這樣造成粘合劑本身的應(yīng)力集中收縮造成 粘合劑分布不均。解決辦法：減少上膠量。(2) 烘道第一段干燥太快，粘合劑流動性差，也會造成粘合劑涂布不均勻?qū)е鲁霈F(xiàn)水波紋。解決辦法：調(diào)整烘干系統(tǒng)工藝。(3) 粘合劑性質(zhì)不同，使用濃度太低，粘合劑工

16、作液的粘度值低，涂布后粘合劑液體在膜表 面出現(xiàn)倒流，而使粘合劑分布不均出現(xiàn)水波紋。解決辦法：更換粘合劑；改變涂布的膠液濃度(同時要更換相適應(yīng)的網(wǎng)輥)。隧道現(xiàn)象 在復(fù)合工藝中涂粘合劑膜要加熱烘干，膜運動要有一個牽引力，這樣會產(chǎn)生變形。同樣第 二基材也因受到牽引力導(dǎo)致變形，兩個膜的變形率不同就存在了隧道產(chǎn)生的主要因素。當(dāng) 粘合劑的初粘接強度低于膜變形回彈應(yīng)力時變形膜回縮，變形率大的膜回縮量大，隧道就 產(chǎn)生了。產(chǎn)生原因：(1) 烘道溫度與車速不匹配。(2) 第一基材與第二基材牽引力不匹配。(3) 熱壓輥溫度過高，造成熱壓輥部位塑料拉伸變形加大(應(yīng)力集中點)。(4) 烘干效果差，殘留溶劑量大，造成初粘力下降，并產(chǎn)生薄膜溶漲現(xiàn)象。 解決辦法：(1) 調(diào)整牽引張力，使兩種膜變形量相等。(2) 降低溫道溫度或提高車速。(3) 降低熱壓輥溫度。(4) 改善烘干效果。尼龍復(fù)合袋蒸煮破袋在配比準(zhǔn)確的情況下，蒸煮工藝是否合理與符合常規(guī)的規(guī)范，還要考慮尼龍膜是否吸水及溶劑中水分， 天氣潮濕的水分問題， 同時考慮 CPP 的滑劑是否超標(biāo)的問題。 固化劑一般配比加大一點以補充水對固化劑破壞量。一般5: