项目四软包装复合

1软包装设计与加工主讲人：赵素芬项目四软包装复合学习情景一干法复合任务一干法复合材料准备1.任务告知：•学会看软包装干法复合工艺单•学会软包装膜的检验及上胶膜的选择；•能进行胶黏剂的选用与配制；拟实现的能力目标2.任务引入：•什么是干法复合，它有什么特点？•干法复合的上胶膜如何确定？•干法复合胶黏剂有哪些类型，如何合理地选用？•聚氨酯胶黏剂的反应原理是什么？如何计算主剂、固化剂和溶剂的使用量？问题思考：3.任务的实施：•学生分组，实训工厂现场操作；4.任务的深化：•胶黏剂粘接机理5.布置作业：•查阅文献资料，撰写如何选用胶黏剂的报告•撰写实训任务总结报告6.归纳总结：•基材的检测与上胶膜的确定•胶黏剂的选用•胶黏剂的配置干式复合认识指在干的状态下进行复合的一种方法，是在一种基材上涂好胶粘剂，经过烘道干燥，将胶粘剂中的溶剂全部烘干，在加热状态下将胶粘剂熔化，再将另一种基材与之贴合，然后经过冷却，经熟化处理后具有优良性能的复合材料的过程。干式复合认识1-第一放卷基膜2-涂胶辊3-烘道4-复合辊5-第二基膜放卷6-复合收卷干式复合认识电晕处理涂布烘箱干燥复合网纹辊涂布温度控制EPC纠偏纠偏放卷张力控制纠偏放卷张力控制冷却收卷张力控制工艺单的阅读一、软包装复合薄膜性能要求：1）基材膜表面应光滑平整，有良好的光泽性、透明性，无过多的黑黄点、僵块，无孔洞，无皱褶。2）复合基材膜表面张力必须在38dyn/cm以上。基膜的准备二、上胶膜的确定一般应具有较好的拉伸强度和较好的热稳定性。1、拉伸强度高、热稳定性好的有OPP、ONY、PET、VMPET膜。CPP、VMCPP、PE在热作用下易发生伸长，收卷后易产生较大的收缩应力。2、软铝易发生撕裂现象，一般不作载胶膜。基膜的准备3、纸张有很强的吸收作用，一般也不作胶膜。思考？纸/Al/PE纸：确保上胶量达到4g/m2以上，并且机速要很慢，确保吸入纸内溶剂充分挥发。基膜的准备PE延伸性大，复合后较多起皱、隧道现象。思考？Al/PE基膜的准备思考？BOPET/VMPETVMPET：BOPET是印刷膜，以避免油墨与胶黏剂相互影响，同时，由于其表面有油墨，平滑度较差，上胶量较多。基膜的准备一、对胶黏剂的要求：1、柔软性2、耐热性3、耐寒性4、良好的粘接性5、抗介质性6、卫生性能好胶黏剂的选用二、软包装干法复合用胶黏剂的主要分类：1、脂溶性聚氨酯胶黏剂聚氨酯粘合剂的基本构成：1）主剂：含有很多活泼氢如羟基、羧基和氨基的物质。2）固化剂：含有异氰酸酯的化合物（-NCO）3）溶剂：乙酸乙酯，甲乙酮，丙酮，甲苯单独或混合；胶黏剂的选用反应过程：1、R2－NCO+HO－RR2－NHCOO－R慢快2、R2－NCO+H2OR2－NHCOOHR2－NHCOOHR2－NH2+CO2胶黏剂的选用a普通型胶黏剂缺点：耐温性差，未经改性不能用作蒸煮袋复合胶黏剂；对金属的粘接力低。胶黏剂的选用b功能性胶黏剂①快速固化型（50℃下熟化4－8h，满足某些急件的交货期要求）②镀铝专用胶（柔软、分子量分布较窄）③铝塑复合胶黏剂（抗油性，初粘力稍高）胶黏剂的选用④抗介质胶黏剂⑤高温蒸煮胶黏剂（耐100℃30min、121℃40min、125℃30min、135℃30min）⑥低溶剂残留、低摩擦系数（溶剂的释放性，在低温下完成熟化）胶黏剂的选用2、醇溶性聚氨酯胶黏剂1）醇溶胶对湿度不敏感，使用的溶剂中允许含有少量水分，可在各种气候尤其是潮湿环境条件下使用；2）醇溶胶具有快速固化的特点；3）醇溶性的聚氨酯印刷油墨有良好的相溶性和黏接性能；4)不耐100℃高温，不能包装含有有机溶剂的液体农药。胶黏剂的选用3、水溶性聚氨酯胶黏剂特点：1）胶黏剂的性能差：水的表面张力为72N/m，基材一般有40N/m；2）水的热容量大，烘干需消耗更多的能量；3）对设备的锈蚀。胶黏剂的选用三、干式复合胶黏剂的选用：1、根据包装产品的使用要求来选择胶黏剂包装袋的使用温度有135℃30min、125℃30min、121℃40min、水煮30min、85℃30min、室温、冷冻和深冻等。适用还特别需要考虑：高速自动包装，热封温度对胶黏剂耐热性的考验。胶黏剂的选用案例1PET12//Al7//PE结构的高速自动药品包装卷膜。现象分析：自动包装时面层在封刀上的位置出现了离层现象。该批用普通胶生产有此现象，用铝箔专用蒸煮胶就无此现象。胶黏剂的选用2.根据包装的产品性质来选用胶黏剂有时包装袋在包装内容物一段时间后才出现脱层现象，这是由于胶黏剂耐内容物性较差。如榨菜包装时胶黏剂需要耐酸、辣；如洗涤包装时胶黏剂的耐碱性等。胶黏剂的选用3.根据复合材料的结构选用胶黏剂复合包装材料多种多样，常用材料有BOPP（光膜、珠光膜、消光膜等）、PET、BOPA、Al、镀铝膜（VMPET、VMCPP等）、CPP、PE等。单PE膜就千差万别。如PE膜方面，必须考虑PE膜助剂析出的问题，应选用对助剂能够适应的胶黏剂。胶黏剂的选用4.根据所用的干式复合设备选用胶黏剂如设备的张力控制系统水平较差，对张力的控制精度不高，跟踪反馈较差，应选初粘力较好的胶黏剂。据有关资料介绍，初粘力在1.0N/15mm以下时，复合物极易产生皱折、“隧道”等故障；初粘力在1.0－1.8N/15mm，则故障有可能产生；当初粘力在1.8N/15mm时，就不会产生皱折、“隧道”等故障。胶黏剂的选用对于三层复合，特别是铝箔产品而言，其在复合面层后经几个小时的熟化反应就可以大大提高胶层的粘接力，在很大程度上避免了面层的起皱现象，这在设备张力控制不是很好的状态下有很好的参考意义。另对初粘力较低的胶黏剂应避免太大的涂布量。胶黏剂的选用案例2PET12//Al7//PE50结构的药品包装卷膜工艺条件（面层复合）：YH2100：YH2100B：乙酸乙酯＝1：0.3：1.2（工作浓度为39%）；60μm，120L网辊；烘箱温度35℃、46℃、57℃，复合温度为50℃，机速50m/min；上胶量估计3.4g/m2；熟化数小时后再复合内层。（YH2100为低黏度普通型脂溶性聚氨酯胶黏，厂家并不推荐用于含铝箔结构的产品。）胶黏剂的选用现象：面层复合在收卷直径稍大一点时即出现层间挤出现象（竹笋形状），在调整锥度值及初始张力后仍收卷不剂，复合内层熟化完成后膜面有明显的“隧道”现象。胶黏剂的选用解决：此后，相同胶黏剂换用35μm，170L网线辊生产的含铝箔结构的产品表现正常。胶黏剂的选用5、根据胶黏剂的工作浓度选择胶黏剂在相同的工艺条件下，胶黏剂的工作浓度越大，越具有经济性，透明度越好。一般固含量越高的胶黏剂其工作浓度越高，固含量在50%的胶黏剂其工作浓度在20%－30%；而固含量在75%的胶黏剂的工作浓度在30%－40%。胶黏剂的选用假设胶黏剂干基涂布量在3.0g/m2的情况下：A法：使用固含量50%的胶黏剂，工作浓度为25%，湿胶量需12.0g/m2B法：使用固含量50%的胶黏剂，工作浓度为40%，湿胶量需7.5g/m2A法比B法多耗用乙酸乙酯4.5g/m2,约0.0315元/m2，另将这些溶剂彻底挥发，还必须多耗用一定的热量。选用高固体胶黏剂胶黏剂的选用6、根据与油墨之间的匹配来选择胶黏剂1）油墨中残留的醇类与固化剂－NCO反应2）油墨对乙酯的吸附能力要明显大于塑料光膜对溶剂的吸附，因而加重了油墨处的干燥负荷。在上胶量偏大、设备干燥能力有限的情况下表现得最为明显。胶黏剂的选用案例分析3ONY15//mPE65芽菜750g包装袋工艺条件：小型复合机（干燥能力相对不足），YH2100胶，配比1：0.3：1.2，60μm，120L网辊，机速50m/min，上胶量为3.94g/m2。胶黏剂的选用现象分析：水煮20min后，油墨处出现起皱现象，内层与印刷膜之间出现脱层，印刷油墨与ONY膜间没有离层，且剥开后油墨处的胶黏剂带有明显的黏性。透明处的热合强度仍达45N/15mm。胶黏剂的选用四、胶黏剂的使用1、胶液的配制：1）向主剂加入适量稀释剂，搅拌均匀；2）再加入固化剂，均匀，并用溶剂洗固化剂容器；3）将剩余的溶剂加入，往一个方向搅拌5min以上。胶黏剂的选用3、对溶剂的要求：一般选用乙酸乙酯，不含-OH，-COOH，-NH2及含水量，会使固化剂比例失调。胶黏剂的选用4、浓度的确定及稀释剂加入量：(4~6)/cmD其中：C为浓度，质量分数m为干基上胶量，g/m2u为凹版涂胶辊网点深度，mD为胶液的密度，g/m3(4-6)是经验系数，一般取5胶黏剂的选用例：上胶量为3.5g/m2，凹网辊深度为70um，D=1.00g/cm3，求该粘合剂的浓度。解：直接套用公式：(4~6)/53.5/70125%cmD胶黏剂的选用2、稀释剂的量：（反应前后固体质量的平衡）()mCmCmmmCmCmCmmmC固固固主主稀主固固主主固稀主（）胶黏剂的选用例1：C=25%解：()10035%1075%(10010)0.2560mCmCmmmCKg固固主主固稀主品种配比固含量主剂100Kkg35%固化剂10Kg75%胶黏剂的选用例2已知一种胶黏剂主剂固含量为（50±2）%，固化剂含量为（75±2）%，现配比为主剂：固化剂：乙酸乙酯＝10：2：12。求：1）其工作浓度为多少？2）现将其配成27%工作浓度的胶液，则需要添加乙酸乙酯的用量。胶黏剂的选用任务二干法复合工艺控制1.任务告知：•认识干法复合设备的结构，明确每部分结构的作用；•能进行干法复合工艺的控制；•干法复合设备的操作与维护。拟实现的能力目标2.任务引入：•干法复合设备有哪些部分组成？每部分有什么作用？•干法复合工艺需怎样有效控制？•干法复合设备如何操作，应注意什么事项？问题思考：3.任务的实施：•下实训基地现场观察干法复合机的结构；•学生分组协同操作；4.布置作业：•查阅文献资料：•撰写任务总结报告5.归纳总结：•干法复合机结构•上胶量的确定•干法复合工艺控制•干法复合机操作干法复合机结构干法复合机通常由放卷装置、涂胶装置、干燥装置、复合装置和收卷装置组成。一、干法复合机结构一、干法复合机结构涂胶装置1、凹版辊涂胶原理：网纹辊浸入胶盘，胶液注满网孔，离开胶液，表面平滑处的胶液由刮刀刮去，网纹辊与涂胶基膜接触时，在橡胶辊加压下，胶液转移到了基膜，利用胶液的流动性，自动铺开流平，由网点变成均匀、连续。涂胶装置2、凹版的选用：涂胶装置项目版目版深涂布量（g/㎡）用途90#-100#110u4.5高温杀菌袋120#-135#80u3--4蒸煮袋150#-165#65u2--3一般袋涂胶装置思考1：网纹辊的线数与上胶量的关系？如何确定网纹辊的线数？线数越高，凹辊的深度就越浅，上胶量越少。思考2：若胶液的黏度、流平性差，用凹版辊上胶会造成什么质量故障？透明性差，产生白点。如何判断胶液的流平性？观察涂胶干燥后的干基是否平滑、表面有无明显凹点。涂胶装置流平性差如何解决？加抹平辊。3、刮刀：需经常检查，保证刀刃平直，刮刀是否有垃圾，一般与涂布辊切线成35－45度，刮刀压力以能均匀刮胶为原则，一般为200-400kPa。S刮刀距离：S越大，乙酸乙酯的挥发粘度会增大，容易堵版，胶黏剂转移低降低。涂胶装置4、清洁维护：停机时用乙酸乙酯清洗干净，用洗版液对网辊定期清洗。涂胶装置5、光辊将带胶辊或计量辊表面胶液全面与基材接触，从而使大部分胶液转移到基材上去。压力的大小对上胶量的多少起很大的作用。优点：上胶量随时可调整缺点：上胶不均匀。涂胶装置干燥装置是将涂布基材上的粘合剂的溶剂加热蒸发并抽走。1、烘道长度一般为6－7m，整个烘道分三段加热，一般是第一段约50-60℃，第二段约70℃，第三段约75-80℃。第一阶段不可过高？溶剂逐次逸出，否则表面硬化，内层溶剂残留在胶内，会极大影响牢度、透明度、增加气味干燥设备2、通风装置：分为三段，装有三进风和三排风，即每一通道设置一个进风口，一个加热器和一个出风口。风速：进出风要平衡（膜抖动，引起皱纹）干燥设备各段区的温度和空气流量，需根据