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简单地说,工艺试验就是要解决三个问题:1)能否复合?2)复合后能否合用?3)如何确定批量生产的工艺条件?

无溶剂工艺试验通常主要包含以下几方面内容:

一、印刷油墨与无溶剂胶水相容性检测

检测目的:此项检验是无溶剂复合工艺试验的第一项内容,其目的是确保油墨和胶水不发生互溶,这是复合生产能正常进行的首要条件。
现在无溶剂胶水基本为聚氨酯类,少数油墨溶剂会与胶水之间发生反应而出现互溶情况。
一旦出现这种情况,就会破坏原有的印刷图案,影响外观。
所有复合结构都应进行此项检测。

检测方法:将待复合的基材和胶水上机进行少量低速复合即可。
通常复合长度只需几十米,复合后短时间就可以发现是否相容。

问题处置:当出现互溶现象时,必须调整印刷油墨和溶剂的类型。
有时互溶现象比较轻微,要注意观察,并不要轻易进行批量生产。

检测目的:检测复合膜的透明度,并观察是否出现橘皮、晶点、白点、气泡、透铝、隧道等缺陷,同时还要判断复合膜的挺度、柔软性等情况。
所有复合结构都要进行此项检测。

检测方法:实际生产中主要通过目测或手感来判断。

问题处置:一旦出现上述缺陷情况,要依据基材、印刷图案、复合结构等因素分别针对性解决。

三、复合牢度检测。

检测目的:检测复合牢度旨在确定复合膜是否满足最基本的性能要求。
所有复合结构都要进行此项检测。

检测方法:取小样按照GB/T8808-1988或其更新标准的要求进行剥离力试验。
对一些要求不是非常严格的产品,可通过手工剥离进行判断。

问题处置:当剥离力不能满足使用要求时,可视情况分别通过调整胶水混配比、更换胶水牌号、增加电晕、或更换基材等方法来解决。

检测目的:此项主要检测复合膜制袋或填充封口的可操作性。
在一些无溶剂复合产品中,特别是PE复合结构,时常出现摩擦系数增大的情况,影响制袋和填封时的开口性。
复合后摩擦系数也有降低的情况发生。
这一点与干式复合有较大差异。

检测方法:按国家相关标准检测。

问题处置:当摩擦系数改变过大时,可以视情况通过如下方法解决:减少上胶量、降低熟化温度、调整收卷压力或锥度、更换胶水牌号、调整PE膜爽滑剂比例等。

检测目的:此项检测适合于镀铝膜复合结构,其实它是复合牢度的一项辅助检测。
之所以单独提出是因为镀铝膜使用广泛,且复合牢度在很大程度上取决于镀铝转移状况。

检测方法:一般都采用手工剥离。

问题处置:当镀铝过度转移时,可视情况采取调整混配比、更换胶水品牌、适当降低熟化温度、更换镀铝膜等方法来解决。

六、其它使用性能检测。

主要包括:热合强度检测。
耐介质性能检测。
耐高温蒸煮性能检测。
跌落试验等。

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聚乙烯作为一种石油加工产品,根据其聚合工艺的不同,可生产出性能完全不同的产品,一般分为HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE等,软包装行业应用较为广泛的是LDPE、LLDPE,由于其具有良好的热封性、耐冲击性、一定的透明性和一定的阻隔性,广泛应用于复合包装内层--热封层。

由于PE膜本身无极性,其表面张力很低,一般只能达到31-33dyn/cm,这样通过干式复合后与另一种薄膜的结合就会很不牢固。
所以,在正常生产中必须对其表面进行处理,提高其表面张力。
一般可采用的方式有三种:电晕处理法、化学处理法及离子火焰法。
但由于其成本及效果,生产中大多采用电晕处理法。
即通过瞬间高压放电形成电火花,冲出膜的表面,将其表面打毛,形成肉眼看不到的凹凸面,同时,还可使其表面产生一定量的极性基团。
经过电晕处理后,一般瞬间可使其表面张力达到45-50dyn/cm,但一般稳定在40dyn/cm左右。

在干式复合中经常出现一些如:复合不牢、复合白点、复合成品发涩、热封不住等问题,经过干式复合后,形成这种结果的原因是多方面的,下面仅就由于PE膜的原因造成的这种现象进行一一探讨。

即复合强度很低或为零,完全不能满足客户的要求,造成产品报废。
由于PE膜生产过程的特殊性,表面张力偏低、滑爽剂含量偏高、表面污染等都可能导致复合不牢。

一般情况下,干式复合用PE膜的表面张力必须达到38dyn/cm以上才可以使用。

实践证明,如果PE膜的表面张力值低于38dyn/cm,就可能造成复合强度偏低的现象。
低于36dyn/cm会形成复合强度极低或为零。
同时,复合强度还与PE膜的厚度有关,如果小于30微米,在36-38dyn/cm时尚可勉强复合,厚度在30-50微米时,表面张力值37dyn/cm时,视其复合结构,如:OPP/PE,复合效果基本可以满足要求。
但厚度大于50微米时,低于38dyn/cm基本不能使用。
下面有几组数据供参考:

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PE膜在刚刚生产出来时的表面张力值都很大,但随着放置时间的推移,其表面张力值逐渐下降,一般情况下,PE膜可储存3-6个月,但在夏季高温潮湿的季节存放期最好不要超过2个月。
实践证明,PE膜的表面张力值与周围环境及膜的厚度的关系极为密切,环境温湿度越高,其表面张力值下降越快,薄膜越厚,下降越快。
所以,PE膜的放置一般不宜超过3个月,尤其是梅雨季节,更应注意仓储的通风、透气。
如果由于某种原因放置时间过长,重新使用时,除要进行逐卷检验外,还要根据复合产品的用途综合考虑是否继续使用,以免造成损失。

PE在聚合或PE膜在成膜时,根据其用途的不同,一般都需加入一定量的添加剂,如防静电剂、滑爽剂、开口剂等。
这些添加剂在成膜后或复合后并不是静止不动的,尤其是滑爽剂。
滑爽剂一般采用芥酸酰胺类或油酸酰胺类,由于滑爽剂造成复合强度下降的原因有两种:

a.PE膜放置时间不久,滑爽剂迁移至PE膜的表面,形成一层很薄的致密层,这层致密层阻隔了粘合剂与PE膜表面的结合,导致粘合剂无法与PE分子接触,复合初粘力很低,随着固化时间的加长,复合强度变化不大,复合强度始终保持很低或为零。
如果认真了解生产PE膜的树脂情况,这种现象,一般是可以避免的。
对于有特殊要求必须使用高滑爽的PE膜膜,一般情况下不宜放置太久,如果由于某种原因造成了PE膜的超期使用,在复合前最好小试或将PE膜置于60-70℃的温度下8小时以上,此时的滑爽剂将部分失效,此时再去复合一般不会出现复合强度低的问题,但PE膜已不具备高滑爽性。

b.复合初粘力尚可,但随着固化时间的加长,复合强度越来越低,两层之间出现一层白色粉末状物质。
这是由于生产PE膜时选用了高滑爽的PE原料,由于膜内滑爽剂含量较高,在进行高温固化的过程中,膜内的滑爽剂分子运动加剧,大量的滑爽剂分子向膜的两侧迁移,随着时间的加长,向表面迁移的量逐渐增大,其迁移破坏了粘合剂与PE分子之间的物理粘接过程,将刚形成的不很牢固的粘结力破坏,时间越长,这种破坏力越强,复合强度就越低。
遇到这种情况时,一般采取提高固化温度的办法,加速粘合剂的交联速度,使其反应速度超过滑爽剂的迁移速度,以弥补由于PE膜内滑爽剂过多造成的负面影响。

在生产过程中,很多情况下会遇到客户的各种近乎矛盾的要求,如自动包装,即要求有高的复合强度,又要求低的摩擦系数,这本身就是一对矛盾,为解决这对矛盾,一般采取多层共挤制膜方法,各层根据用途的不同分别选用不同的配料,以满足客户的各种要求。

PE膜在生产过程中一般不会遭受污染,但其中有一种污染极易被忽略,那就是达因液的污染。
许多PE膜的生产厂家,都采取自配达因液来检验膜的表面张力。
达因液一般选用乙二醇独乙醚的混合液,这是一种无色的透明液体,如果不慎将其污染了导辊,由于其挥发速度很慢,薄膜在经过导辊时将被污染,达因液侵入PE膜的表面,与PE分子紧密结合,复合后,它不与粘合剂分子交联,造成局部复合强度为零。
这种情况在事前检验中极难发现。

此种现象极易发生在PE乳白膜上,一般乳白膜都是经过添加一定量的白色母料即:浓缩钛白粉。
由于色母料质量的高低不同,内含钛白粉的粒度大小不一,硬度也不尽相同,导致复合后生产的乳白膜质量不同,表面光亮度不同。
如果乳白膜的表面手感粗糙,从侧面看有麻点,使用这样的膜复合出来的产品大多会出现白点现象。
通常解决这一问题的办法有:一是提高粘合剂的涂布量。
二是重新印刷一层白墨。
无论采取哪种办法都要加大成本,所以PE膜在使用前一定要严格检验。

这种现象许多厂家都曾经发生过。
复合后的产品自动包装机运行不畅,或制出的袋子开口困难。

干式复合一般采用的是二液反应型粘合剂,复合后要进行高温固化,以达到最高的复合强度。
而PE膜内的滑爽剂会由于固化温度的变化而变化,在一定温度下,滑爽剂会发生化学变化而失去爽滑作用,温度越高,这种变化越大,滑爽剂的损失量就越大,最终会导致产品发涩,不能使用。
所以,固化室的温度一定要严格控制在40℃左右,不可随意提高。
另外,要根据产品的不同用途,选择不同的配料,避免由于树脂牌号选择不当而造成的产品发涩。

经过复合进入最后一道工序或进入客户手中后有时会出现局部热封温度偏高,热封不良等的现象,严重时无法挽救。
造成这种结果的原因有电晕击穿,爽滑剂含量偏高,添加再生料量过大等。

PE膜在生产过程中经过高压放电辊时,由于各种原因可能会造成膜的局部击穿,这种现象往往是纵向的一条,位置一般固定不变,测热封不良处PE膜的表面张力值一般都很高,由于被击穿的热封面与复合面一样形成了带有极性基团的物质,这种物质不具有热封性,所以,在制袋或自动包装时就会出现局部热封不良的现象。
为避免这种现象的发生,PE膜在进厂检验时增加一项复合面表面张力值检测项。

由于PE膜热封层滑爽剂含量过高,会导致其大量析出在PE膜的表面上形成致密层,阻碍了PE膜的热封。
如果使用了过期的PE膜,可能会出现这种情况。
所以,要根据客户的具体要求选择适当的树脂牌号,对于高滑爽的产品尽量不要使用过期薄膜。
此种现象发生后,建议使用溶剂反复擦拭其热封面,效果会有所改善。

为节约成本,在生产PE膜时,往往加入一定量的再生料,而再生料一般是经过不低于两次的高温再生,又有一定量的杂质,重新制膜后,其热封性能大大下降,热封温度普遍提高5-10℃,实验证明,热封层再生料的添加量在30%时,PE膜的热封温度提高3-5℃,添加量50%时,热封温度提高6-10℃,一般要求制膜厂家在热封层尽量不要添加再生料。

干复过程中遇到的问题很多,但往往同一个问题形成的原因却是多方面的,所以出现问题后,一定要认真分析,多方考虑,经过实验方可下结论。
以上所述仅供参考。

在复合开机前,需要做很多准备工作,比如对复合设备进行全面的检查和清洁等等。 准备工作做好了,可以避免后期许多问题。

在复合开机前,需要对复合设备进行全面的检查和清洁。

胶盘:胶盘是否清洁,有无不同类型的胶粘剂残留,有无灰尘残渣;

网线辊:网线辊线数和深度是否符合工艺单的要求,是否有堵塞现象,是否已经严重磨损;

上胶压辊:上胶压辊硬度是否合适,有无破损,尺寸是否与材料相符,是否已经清洁;

刮刀:刮刀软硬度是否合适,有无缺口,是否清洁;

传动系统:传动系统是否清洁,各部位轴承是否磨损;

烘道:烘道是否有灰尘,加热、进风、排风是否正常;

热压辊:热压辊温度是否正常,是否有胶黏剂残渣。

张力系统:张力系统是否正常。
将设备按正常速度空转一分钟,看是否有异响。

对溶剂要分批次进行抽检。
在使用酯溶性胶黏剂时,其含水量不得超过0.2%,共纯度均不得低于99%;在使用醇溶性胶黏剂时,其含水量不得超过1%,共纯度不得低于95%。

对薄膜的规格、表面处理值、透明度、均匀度要进行检查。
看薄膜的规格是否符合工艺单要求;薄膜的表面处理值通常可以通过达因笔或达因液进行检查,达因笔可以在市面上直接购买,达因液可以将甲酰胺和乙二醇乙醚按一定比例混合得到。

值得注意的是,达因液的使用周期最长不可超过一个星期。
根据不同种类胶粘剂的要求判定薄膜是否合格。
透明度和均匀度可以通目测得到。
另外,有特殊要求的产品还需要对薄膜的摩擦系数进行检测。

分批次抽检胶粘剂的固含量和粘度。
固含量可以用热失重法,测试聚氨酯胶中不挥发物的含量:取洁净干燥的表面皿3个,每个准确称重2.00g左右,记为M1,放入80℃干燥箱中烤2小时~3小时,称重记为M2,两次称重之比M2/M1×100%即为固含量。
黏度可以用察恩杯测量,有条件的厂家可以用旋转黏度计测定。
配制胶黏剂时要严格按照工艺单的规定,且切记不能直接将主剂和和固化剂进行混合,要先加溶剂再加入固化剂,同时将配制好的胶液的黏度做好记录,以作为制程控制的参考数据。

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