左光申

無溶劑復合主要工藝流程

（1）放卷：在一定張力控制下，將待復合基材（料卷）平穩(wěn)地展開，以便進行涂膠和復合等操作。兩層復合基材中，被涂膠的基材稱為主基材，另一基材則稱為副基材，相應的放卷操作分別稱為主放卷和副放卷。

（2）上膠：一定溫度下，將雙組分膠黏劑按照一定比例（通常為重量比）進行均勻混合，再輸送到無溶劑復合機的儲膠部位，或將單組分膠黏劑直接輸送到無溶劑復合機的儲膠部位。

（3）涂布：按照復合結構和具體使用要求，將混合好的無溶劑膠黏劑適量地涂覆在基材上。

（4）復合：在適當均勻的壓力下，將已涂膠的基材與另一基材進行黏合。

（5）收卷：將黏合的復合膜在適當?shù)膹埩褪站韷毫ο逻M行卷取。

（6）固化：將復合卷材放置在一定溫度的環(huán)境中，使無溶劑膠黏劑充分反應，從而得到期望的復合強度。

固化是無溶劑復合的一個重要工序，該過程通常需要在特定的溫度和持續(xù)較長時間的條件下才能基本完成。通常情況下，雙組分膠黏劑常見的固化溫度為35～45℃，常見的固化時間為24～48小時，視膠黏劑類型、復合結構和使用場合不同而異，通常后加工工序為分切或再次復合時，固化時間可以較短，而后加工工序為制袋時則固化時間較長。

無溶劑復合工藝試驗

當初次使用無溶劑復合工藝時，或無溶劑復合生產(chǎn)過程中所使用的復合基材、油墨、膠黏劑及包裝成品使用條件等任一因素發(fā)生變更時，都應進行無溶劑復合工藝試驗。

1.目的和內容

無溶劑復合工藝試驗的目的是檢驗無溶劑復合工藝的適用性，確認復合基材、油墨和膠黏劑等因素的符合性，確定復合產(chǎn)品的外觀質量和使用性能，并探討最佳的無溶劑復合工藝方案或標準。簡單地說，無溶劑復合工藝試驗要解決3個問題，即能否復合？復合后產(chǎn)品能否合格？如何確定批量生產(chǎn)的工藝條件？

無溶劑復合工藝試驗通常包含以下幾方面內容：印刷油墨與無溶劑膠黏劑的相容性檢測；復合產(chǎn)品外觀質量檢測；復合產(chǎn)品表面摩擦系數(shù)檢測；鍍鋁轉移檢測；其他使用性能檢測；涂膠量、混配比、設備參數(shù)、固化溫度、固化時間等生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定。

2.試驗用設備及特點

無溶劑復合工藝試驗設備是一種為試驗研究而設計的專用無溶劑復合機，我公司為國內外多家著名膠黏劑和油墨生產(chǎn)商提供的SLE400型復合機（如圖1所示）就是一款典型的無溶劑復合工藝試驗設備，該設備的特點如下。

（1）功能齊全，可進行普通薄膜、紙張和鋁箔的復合。

（2）幅寬最大可達400mm，速度最高可達450～500米/分鐘。

（3）精度較高，全部采用數(shù)字式控制，便于進行各種精確測量和試驗。

3.工藝試驗原則

（1）堅持“先試后用”原則。與干式或濕式等復合工藝相比，無溶劑復合存在初黏力低、復合效果要在幾小時后才可顯現(xiàn)等不足之處，這些不足對于初次采用無溶劑復合工藝的許多軟包裝企業(yè)來說是一個不小的障礙。因此，對于任何新的復合結構和新的使用場合，都應嚴格執(zhí)行“工藝試驗→小批量生產(chǎn)→批量生產(chǎn)”的流程。

（2）堅持“全覆蓋”原則。無溶劑復合工藝試驗應涵蓋復合、固化、分切制袋、包裝使用的全過程，探索剝離強度、膠黏劑/油墨/材料的相容性、熱封制袋、表面摩擦系數(shù)變化等全套指標的確定，并做好相關試驗記錄，為批量生產(chǎn)提供工藝規(guī)范和檢驗標準。

無溶劑復合影響因素

無溶劑復合體系是由無溶劑復合機、復合基材、無溶劑膠黏劑、操作人員、生產(chǎn)環(huán)境以及工藝方法等多項因素構成的有機整體，無溶劑復合的質量、效率和成本是由整個體系而不是其中單一因素決定的。下面，筆者主要談談設備、耗材對無溶劑復合的影響。

1.無溶劑復合機

無溶劑復合機是無溶劑復合的工藝平臺和關鍵手段，其對無溶劑復合的影響主要體現(xiàn)在如下幾方面。

（1）復合基材的適用范圍。

（2）張力范圍和張力精度。

（3）涂膠量大小及涂膠量精度。

（4）無溶劑復合的速度、設備有效利用率及運行平穩(wěn)性。

（5）收卷整齊度和松緊度。

（6）無溶劑復合設備長期運行的精度和可靠性。

（7）生產(chǎn)管理水平。

2.復合基材

（1）通常情況下，不同類型復合基材的最高復合速度相差較大。比如，BOPP、PET、CPP等復合基材的復合速度通常都很高（350～500米/分鐘），而N Y、V M C P P、VMPET、PE等復合基材的復合速度稍低（200～300米/分鐘），紙張、鋁箔等復合基材的復合速度一般更低（150～200米/分鐘）。

（2）同類型復合基材不同的厚度和厚薄均勻性都會對無溶劑復合造成直接影響。一般情況下，如果復合基材太厚或太薄，其復合速度或質量可能會下降；復合基材的厚薄均勻性越差，其復合速度或質量也越低。

（3）復合基材的寬度對無溶劑復合也存在一定影響。比如，一臺特定的無溶劑復合機的導輥寬度是確定的，如果復合膜寬度過大就容易起皺，而寬度過小則容易發(fā)生拉伸變形，總之這兩種情況都難以獲得理想的復合效果。

（4）印刷工藝對無溶劑復合的影響更為復雜，主要包括涂膠量大小、油墨與膠黏劑的相容性、復合牢度高低等方面。一般情況下，印刷圖文越簡單，涂膠量就較小，復合速度也越高。有些油墨使用的是特定溶劑，或印刷薄膜的溶劑殘留量過高，容易導致油墨與膠黏劑發(fā)生反應，從而無法進行正常的復合，即使能夠勉強進行復合，也無法獲得預期的外觀質量和復合牢度。

（5）鍍鋁膜質量在很大程度上影響著無溶劑復合的效果和速度。相比干式復合，無溶劑復合更容易控制鍍鋁轉移，但當鍍鋁膜的質量不好或固化等工藝條件控制得不適當時，鍍鋁轉移現(xiàn)象則可能會更加嚴重，最終便不能獲得合格的無溶劑復合膜。endprint

3.無溶劑膠黏劑

無溶劑膠黏劑對復合的影響主要體現(xiàn)在以下幾方面：復合基材的幅寬和復合膜的用途；初黏力和最高復合強度；無溶劑膠黏劑工作溫度和黏度；混配比和涂膠量；固化溫度和固化時間；復合膜的透明性、挺度、表面摩擦系數(shù)、熱封強度、耐介質性、耐侯性和耐蒸煮性等。

無溶劑復合質量指標要求

復合膜的復合強度、透明性、表面摩擦系數(shù)、熱封強度、耐介質性、耐候性和耐蒸煮性等定量指標和定性指標，共同構成了一個整體，稱為質量指標體系，是衡量無溶劑復合質量的重要項目。

1.復合強度

復合強度是指復合基材層與層之間的結合力度或黏結力度，通常用剝離強度來表征。剝離強度，即對復合膜進行單位寬度剝離時所需要的最大作用力。剝離強度多采用T型剝離方式進行檢測，剝離角度為90°或180°，可使用專用試驗機進行測試。

無溶劑膠黏劑復合強度從無溶劑膠黏劑混合之時便開始發(fā)生變化，從混膠開始到達最大強度，再緩慢衰減，大致要經(jīng)歷開口、快速固化、緩慢固化、穩(wěn)定和緩慢衰減等幾個階段。一般情況下，不同品牌的無溶劑膠黏劑復合強度的變化也不同，通常在72小時內可達到最大強度的70%～80%，需7～15天達到最大強度。

2.透明性

復合膜透明性的測試指標主要包括透光率和霧度。透過復合膜的光通量與入射光通量之比（以百分數(shù)表示）稱透光率，其表征可見性；透過復合膜而偏離入射光方向的散射光通量與透過復合膜的光通量之比（以百分數(shù)表示）稱為霧度，其表征清晰度。

3.熱封強度

熱封強度是表征復合膜封口性能的重要指標。熱封強度表明了復合膜封口所能承受內容物的重量。熱封強度是熱封樣條在熱封強度檢測時的最大值，通常情況下，使用熱封強度試驗儀來檢測。

大部分行業(yè)人士可能會這么認為：復合強度越高，無溶劑復合產(chǎn)品的質量越高。其實這種說法并非絕對正確，有些剝離強度合格的復合產(chǎn)品，其熱封強度往往不合格；而有些剝離強度不合格的復合產(chǎn)品，其熱封強度卻很高。針對這種現(xiàn)象較為常見的解釋是：復合剝離和熱封分離需要克服的是兩種不同的混合力，前者是交聯(lián)聚合物的化學鍵，后者是高分子間的范德華力。所以，二者之間的關系并不是正比關系，應具體情況具體對待。

4.表面摩擦系數(shù)

表面摩擦系數(shù)是指復合膜兩個表面之間的摩擦力和作用在其中一個表面上的垂直力之比。表面摩擦系數(shù)與表面粗糙度有關，而與接觸面積的大小無關。復合膜的表面摩擦系數(shù)影響其后加工和使用性能，如表面摩擦系數(shù)太大，包裝袋開口性不好，影響正常裝填作業(yè)；表面摩擦系數(shù)太小，在制袋過程中可能無法實現(xiàn)正常輸送。影響復合膜表面摩擦系數(shù)的因素主要有：復合基材的類型、固化溫度、涂膠量、收卷張力和壓力、膠黏劑類型等。

無溶劑復合注意事項

1.固化

無溶劑復合的固化過程主要在固化室完成，注意事項如下。

（1）室內溫度可自動控制。固化室應采用全自動溫度控制，內部熱風循環(huán)均勻，且具有固化時間可設定和自動停止加熱等功能。

（2）室內空間足夠大，且料卷進出方便。通常情況下，無溶劑復合產(chǎn)能較高、料卷直徑和重量較大、固化時間較長，因此要求固化室的空間盡量大一些，進出料采用軌道和輔助裝卸工具。

（3）無溶劑復合膜應有獨立的固化室，避免與干式復合膜共用一個固化室。主要原因有兩方面，一是無溶劑復合的固化溫度通常比干式復合低，如果固化溫度偏高，就可能因復合質量不良而增加無溶劑復合的廢品率，如摩擦系數(shù)增加、鍍鋁轉移情況嚴重、復合膜柔軟性降低等；二是如果將無溶劑復合膜與干式復合膜混合放置，容易導致復合卷料相互污染。對于同時使用無溶劑復合和干式復合工藝的軟包裝企業(yè)而言，對此應尤為重視。

2.清潔

與傳統(tǒng)干式復合相比，無溶劑復合質量控制因素相對較少，因為無溶劑復合不存在干燥溫度、冷卻溫度、回風比例、溶劑殘留等參數(shù)的考量。但其也有側重點，以清潔最為突出。

無溶劑復合的清潔主要集中在涂膠單元和混膠機兩個部位。如果不對膠輥進行徹底清潔，可能會影響傳膠甚至會對膠輥造成破壞；如果不對混膠機進行徹底清潔，則可能導致輸膠不正?；蛘呋炷z不均勻等嚴重后果。

3.三層無溶劑復合

與兩層無溶劑復合相比，三層無溶劑復合相對較難，過去能成功使用的軟包裝企業(yè)極少，但近兩年來，國內在這方面取得了成功應用。就目前的技術水平而言，三層無溶劑復合時應注意以下幾個方面。

（1）對復合基材有更嚴格的要求。

（2）最好選擇專用膠黏劑。

（3）對一些復合結構的復合牢度仍然不夠穩(wěn)定，對此，必須嚴格按要求執(zhí)行無溶劑復合工藝試驗和工藝控制。

4.紙塑無溶劑復合

紙張表面一般比較粗糙，需要的涂膠量較大，使用黏度較高的膠黏劑更為合適。單組分膠黏劑的早期成本比雙組分膠黏劑更具優(yōu)勢，所以紙塑無溶劑復合通常選用單組分膠黏劑。但不容忽視的是，使用單組分膠黏劑進行紙塑無溶劑復合時，也存在一定局限。

（1）通常情況下，無溶劑復合工作溫度較高（70～90℃），因此生產(chǎn)準備時間較長，能耗較高。

（2）由于單組分膠黏劑的工作黏度較大，膠霧抽排工作較困難。

（3）長時間運行后，膠液飛濺到無溶劑復合設備或周圍地面上，固化之后，清除起來非常困難。因此，使用單組分膠黏劑的工作環(huán)境通常要比雙組分膠黏劑差。

近年來，雙組分膠黏劑的研發(fā)技術得以提高，其在紙塑無溶劑復合中的應用越來越多，尤其適合表面光滑度較高的紙張，雙組分膠黏劑為更佳選擇。endprint