主冷輥粗糙度對(duì)預(yù)涂膜紙張粘接力的影響

丁麗（山東泗水康得新復(fù)合材料有限公司，山東　濟(jì)寧　273200）

主冷輥粗糙度對(duì)預(yù)涂膜紙張粘接力的影響

丁麗（山東泗水康得新復(fù)合材料有限公司，山東濟(jì)寧273200）

預(yù)涂膜主要用途是與紙張復(fù)合，亮光預(yù)涂膜能夠增加包裝產(chǎn)品的光澤度、亞光預(yù)涂膜增加包裝產(chǎn)品霧度、提升質(zhì)感，同時(shí)起到保護(hù)外包裝的作用。

預(yù)涂膜主冷輥紙張復(fù)合剝離強(qiáng)度

1　概述

1.1預(yù)涂膜簡(jiǎn)介

預(yù)涂膜是近年來(lái)廣泛使用的包裝產(chǎn)品，由于在加工過(guò)程中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，相比上一代即涂膜更加綠色環(huán)保，且具有工藝簡(jiǎn)化、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，受到市場(chǎng)越來(lái)越多的關(guān)注和需求。預(yù)涂膜由基材和粘合劑組成，先將基材薄膜上膠復(fù)卷后再與紙張印品復(fù)合的工藝。它先由預(yù)涂膜加工廠根據(jù)使用規(guī)格幅面的不同將膠液涂布在薄膜上復(fù)卷后供客戶使用，而后再與印刷品進(jìn)行復(fù)合。復(fù)膜，即貼膜，就是將塑料薄膜涂上黏合劑，與紙印刷品經(jīng)加熱、加壓后使之黏合在一起，形成紙塑合一產(chǎn)品的加工技術(shù)。經(jīng)復(fù)膜的印刷品，由于表面多了一層薄而透明的塑料薄膜，表面更平滑光亮，從而提高印刷品的光澤度和牢度，圖文顏色更鮮艷，富有立體感，同時(shí)更起到防水、防污、耐磨、耐折、耐化學(xué)腐蝕等作用。

基材通常為聚酯（PET）薄膜和雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜。BOPP薄膜具有透明度高、光亮度好、無(wú)毒無(wú)味、耐水、耐熱、價(jià)廉、質(zhì)地柔軟等特點(diǎn)，是復(fù)膜工藝中較理想的材料，其厚度為12－20um左右，因此，從材料成本和加工工藝的角度考慮，絕大部分預(yù)涂膜基材采用BOPP薄膜。

預(yù)涂膜的黏合劑層有熔融型和溶劑揮發(fā)型兩種，根據(jù)加工設(shè)備及工藝條件的不同，選用不同厚度的黏合劑層，黏合劑層的厚度一般在5－15um之間。目前，國(guó)內(nèi)預(yù)涂膜的黏合劑層主要由熱熔膠或有機(jī)高分子低溫樹(shù)脂組成。熱熔膠是由主黏樹(shù)脂和增黏劑、調(diào)節(jié)劑等數(shù)種材料共混改性而成。有機(jī)高分子樹(shù)脂是單一高分子低溫共聚物。由于熱熔膠是由數(shù)種材料混合而成，所以復(fù)膜后的透明度明顯低于低溫純樹(shù)脂類的預(yù)涂膜。

預(yù)涂膜復(fù)膜產(chǎn)品的特點(diǎn)

⑴采用熔融型預(yù)涂膜的復(fù)膜產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)起泡和脫膜現(xiàn)象，產(chǎn)品的使用壽命較長(zhǎng)。

⑵采用溶劑揮發(fā)型預(yù)涂膜的復(fù)膜產(chǎn)品在印刷墨層比較厚，折疊、模切、壓痕壓力比較大的地方，或者在車間溫度比較高的環(huán)境下，也會(huì)發(fā)生脫膜和起泡現(xiàn)象。

⑶溶劑揮發(fā)型預(yù)涂膜在生產(chǎn)時(shí)極易黏附灰塵等雜質(zhì)，從而影響復(fù)膜產(chǎn)品的表面效果。

⑷復(fù)膜產(chǎn)品基本上不會(huì)出現(xiàn)卷曲現(xiàn)象。

從上面可以看出，預(yù)涂膜復(fù)膜工藝，特別是熔融型預(yù)涂膜復(fù)膜工藝具有即涂膜復(fù)膜工藝無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)復(fù)膜行業(yè)的必然選擇。

1.2預(yù)涂膜生產(chǎn)工藝流程

本產(chǎn)品設(shè)置連接層將抗靜電層和后續(xù)涂布的熱封層以較強(qiáng)的結(jié)合力連接起來(lái)，使薄膜具有與紙和塑料薄膜的熱封合性能；選用特殊的消光料并調(diào)整到適合的加工工藝，使生產(chǎn)速度提高，膜面消光效果均勻，光澤度低，提高產(chǎn)品的附加值。

其工藝流程為：將基材表面張力提高，便于底涂劑潤(rùn)濕→在基材上涂布粘接介質(zhì)→將底涂劑中的水分烘干，含2%酒精→擠出機(jī)將顆粒狀熱熔膠融化并形成流延膜→復(fù)合部將樹(shù)脂與基材結(jié)合，形成復(fù)合膜→將復(fù)合膜兩側(cè)的多余樹(shù)脂裁切掉→提高熱熔膠的表面張力→將復(fù)合好的半成品收成卷材→按照客戶要求分切成不同寬度→包裝入庫(kù)。

1.3預(yù)涂膜生產(chǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn)

近年來(lái)，縱觀國(guó)內(nèi)外預(yù)涂膜的市場(chǎng)行情看漲，引起國(guó)際BOPP行業(yè)新一輪的競(jìng)爭(zhēng)；雙向拉伸聚丙烯薄膜一般不能直接與共聚物或紙進(jìn)行復(fù)合，生產(chǎn)加工時(shí)，需要對(duì)雙向拉伸聚丙烯薄膜進(jìn)行表面處理，涂一層底涂劑并烘干再與共聚物或紙進(jìn)行復(fù)合，加工成預(yù)涂膜。該項(xiàng)目產(chǎn)品主要用于在包裝印刷制品表面的覆膜，該項(xiàng)目產(chǎn)品作為一種新型無(wú)涂膜薄膜，其基膜具有生產(chǎn)速度快、霧度高、復(fù)合性能穩(wěn)定、可進(jìn)行在離線后處理等特點(diǎn)，而且經(jīng)過(guò)預(yù)涂后使用時(shí)操作簡(jiǎn)便、節(jié)約工序。

預(yù)涂膜生產(chǎn)過(guò)程，從基材上卷，進(jìn)過(guò)展平輥展平，在電暈處理機(jī)打電暈，涂膠烘干后復(fù)EVA，經(jīng)冷輥冷卻定型，測(cè)厚，打電暈，收卷，分切等幾道工序，影響預(yù)涂膜復(fù)膜質(zhì)量主要是溫度、壓力、速度等工藝參數(shù)。預(yù)涂膜與紙張復(fù)合過(guò)程，主要有放料、開(kāi)機(jī)、輸送印刷品、收卷、分切等工序?；呐c粘合劑EVA在擠出復(fù)合后，由于EVA溫度較高，處于粘性流動(dòng)狀態(tài)，厚度不易控制，需經(jīng)過(guò)及時(shí)冷卻定型，所以在復(fù)合后即經(jīng)直徑較大的冷卻輥附著，定型冷卻后測(cè)定厚度，如有厚度波動(dòng)，測(cè)厚儀反饋厚度結(jié)果，調(diào)節(jié)相應(yīng)位置EVA擠出量，從而調(diào)控厚度。EVA復(fù)合后與冷輥面接觸，從而起到降溫的作用，冷棍面粗糙程度的不同，會(huì)影響預(yù)涂膜功能面的微觀狀態(tài)，冷滾面越平整光滑，EVA與之貼合就會(huì)更好，冷卻效果，膜表面平整程度也越好。產(chǎn)品表面微觀形態(tài)影響同時(shí)影響性能，較平整的表面在后續(xù)加工時(shí)與紙張復(fù)合，貼合更加緊密，在相同溫度、壓力、速度的情況下，能獲得更佳的復(fù)合強(qiáng)度，并且減少氣泡等缺陷的出現(xiàn)，有助提升產(chǎn)品的使用性能。

預(yù)涂膜生產(chǎn)主要工藝參數(shù)是溫度、壓力和生產(chǎn)速度。溫度是復(fù)膜的第一關(guān)鍵，預(yù)涂膜用的粘合劑是熱熔膠，溫度決定著熱熔膠的熔融狀態(tài)，決定著熱熔膠的流平性能，決定著熱熔膠分子向BOPP薄膜、印刷墨層、紙張基材等三種物質(zhì)分子間的擴(kuò)散能力，同時(shí)也決定著熱熔膠的結(jié)晶度，只有正確控制工作區(qū)域的溫度，才能使預(yù)涂膜在薄膜上的固態(tài)熱熔膠層徹底熔融成為粘流狀態(tài)，具有合適的流動(dòng)性以實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷品表面的潤(rùn)濕粘結(jié)，同時(shí)保證復(fù)合后即時(shí)固化，使復(fù)膜產(chǎn)品達(dá)到外觀平整、夠光亮、膠層熔融程度好、無(wú)折痕。并能將油墨剝離。根據(jù)我們的實(shí)踐．溫度控制在80～100℃左右范圍較適宜。

壓力，在正確控制復(fù)合溫度的同時(shí)還應(yīng)使用適當(dāng)?shù)膲毫?，因?yàn)榧垙埍旧肀砻娌⒉皇制秸挥性趬毫ψ饔孟?，粘流狀態(tài)的熱熔膠才會(huì)在趕走印刷品表面的空氣過(guò)程中充分潤(rùn)濕紙印刷品表面。壓力一般控制在10-15Mpa。

速度，紙面復(fù)膜是在動(dòng)態(tài)進(jìn)行中的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度決定了紙塑復(fù)合體在熱壓合體在熱壓合工作介面上停留的時(shí)間、也決定了復(fù)膜機(jī)輸入的溫度、壓力以及在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)紙塑復(fù)合所結(jié)出的實(shí)際作用值。隨速度的加快，降幅明顯，熱壓作用力衰退，使復(fù)合效果惡化，運(yùn)行速度太快，粘結(jié)不牢，會(huì)有霧狀，太慢則無(wú)效率，甚至起泡。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)一般速度控制在對(duì)開(kāi)紙一分鐘10-20張左右較適宜.。溫度、壓力、速度三大因素相互影響，在調(diào)節(jié)某一參數(shù)時(shí)可能需要改動(dòng)其他參數(shù)，才能獲得好的加工和性能。

膜與紙張復(fù)合強(qiáng)度在行業(yè)內(nèi)一般用剝離強(qiáng)度表示，剝離強(qiáng)度（peel strength）：粘貼在一起的材料，從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需要的最大力。剝離時(shí)角度有90度或180度，單位為：牛頓/N。它反應(yīng)材料的粘結(jié)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)方法按照GB/T 2792 2014。

2　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1儀器設(shè)備

0線預(yù)涂膜生產(chǎn)線，2線預(yù)涂膜生產(chǎn)線，0線拉伸試驗(yàn)機(jī)，2線拉伸試驗(yàn)機(jī)。

2.2原料

亞光KPMB1512預(yù)涂膜，亮光KPGB-N1212預(yù)涂膜，復(fù)合用黑紙、紅紙。

2.3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

安排檢測(cè)室實(shí)驗(yàn)人員督導(dǎo)生產(chǎn)，不同人員檢測(cè)，以消除生產(chǎn)和檢測(cè)人員差異帶來(lái)的影響；選用相同抗靜電劑、抗粘連劑、克重相同（±0.05）、相同月份生產(chǎn)的預(yù)涂膜做實(shí)驗(yàn)，以消除原料差異的影響；在0線和2線兩生產(chǎn)線更換不同粗糙度主冷輥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以消除生產(chǎn)設(shè)備、工藝造成誤差；使用0線和2線兩組拉伸試驗(yàn)機(jī)，分別對(duì)同規(guī)格5個(gè)樣品，每個(gè)樣品測(cè)兩組剝離強(qiáng)度試驗(yàn)，取平均值，以消除測(cè)量?jī)x器帶來(lái)的誤差。

0線和2線生產(chǎn)線，使用不同粗糙度的主冷輥，并且換輥前后粗糙度也不同。主冷輥粗糙度：0線1.201，2線換輥后0.966，2線換輥前0.728。

2.4實(shí)驗(yàn)過(guò)程

0線和2線在2014年7月到12月生產(chǎn)過(guò)A、B料相同的同規(guī)格預(yù)涂膜，選用KPMB1512和KPGB-N1212兩規(guī)格預(yù)涂膜作實(shí)驗(yàn)對(duì)比，分別實(shí)驗(yàn)不同粗糙度主冷輥對(duì)亞光預(yù)涂膜與黑紙、紅紙的粘接力，及亮光預(yù)涂膜與黑紙、紅紙的粘接力變化。

2.5實(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：亮光預(yù)涂膜在粗糙度小的主冷輥表面生產(chǎn)，紙張粘力越大；亞光預(yù)涂膜在粗糙度大的主冷輥表面生產(chǎn)，紙張粘力越大。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，不同品種的預(yù)涂膜，在不同粗糙度的主冷輥生產(chǎn)線生產(chǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相反的力值改變。為保證產(chǎn)品有足夠的紙張粘接力，就需要對(duì)每個(gè)品種選用適宜的生產(chǎn)條件，對(duì)于亞光膜，可選用表面粗糙度較大的主冷輥；對(duì)于亮光膜，選用表面粗糙度較小的主冷輥。生產(chǎn)車間及工藝技術(shù)部門應(yīng)根據(jù)不同品種及客戶實(shí)際需求選用適合的工藝，才能生產(chǎn)出性能理想的產(chǎn)品。

丁麗（1976.1-）女，山東泗水康得新復(fù)合材料有限公司，技術(shù)研發(fā)部，工藝工程師，研究方向：高分子材料。