复合工艺

刘映兰陈佳顺梁炜民罗伟大黄业新需学内容1.工艺原理2.工艺分类3.工艺应用4.工艺设备5.相关材料说明6.工艺流程7.常见质量问题及分析8.产品样品原理：将两种或两种以上基材（纸张、塑料薄膜、铝箔等）黏合在一起即成复合材料•优点–一般具有构成它的各基材的优良性能，弥补相互的不足–能满足各类物品包装的要求，尤其是食品包装–先印刷再复合，印刷层被夹在基材中间，既增加印刷的色泽和牢固度，又避免油墨中有害物质对内装物的危害。复合的方法与工艺•干法复合•湿法复合•无溶剂复合•热熔复合•涂覆•挤出复合•共挤出复合——又称干法层压复合法。复合基材上均匀涂布一层溶剂型粘合剂，经过烘箱除去粘合剂后干燥，在热压状态下与其他复合基材层复合后形成复合材料的方法，称为干式复合法。干式复合法的定义1－涂布机2－放卷机3－干燥通道4－收卷机5－冷却工位6－复合机7－放卷机1.适用基材范围广。2.有良好的粘合性能，再加热时也不会剥离。3.操作简单，生产效率高。4.粘合强度大，并有良好的耐热性和耐化学药品性，可用作耐高温蒸煮袋等。5.成本高，有溶剂残留和环境污染问题。特点粘合剂的种类1.聚氨酯（加热出现反渗）、环氧树脂、天然橡胶和合成橡胶等热固性树脂粘合剂。2.醋酸乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯聚合物等热塑性粘合剂。3.氧化聚丙烯、改性聚酯、改性聚丙烯等非聚氨酯型粘合剂。——无毒型工艺参数涂布量过大会使薄膜发皱变硬，溶剂不易挥发彻底，影响黏合强度；不足则会使黏合强度和热封强度降低干燥温度根据溶剂和基材的耐热性及生产速度确定温度温度过高，薄膜易被拉长，产生皱纹；温度过低，溶剂不易挥发，黏合强度降低复合烘干通道有三段工作区域：蒸发区（50-60）、硬化区（60-70）和排除溶剂区（70-80），各段温度分别控制•复合温度和压力–适当提高可以增加黏合剂的流动性，薄膜间的亲和性增加，复合强度提高–但过高会使基材的透明性降低•熟化温度和时间–复合后须经熟化处理使得黏合剂充分交联固化，达到应有的复合强度–一般熟化温度控制在50-60度，时间为48h常见故障及排除方法涂布不均匀部分黏合剂固化，需更换涂布压力小，应加大涂布辊压力橡胶辊溶胀、变形，需更换薄膜厚度误差大，应该更换薄膜薄膜松弛，应调大走膜张力复合膜黏合不良黏合剂选择不当涂布量设定不当配比计量有误黏合剂有效时间已过，需重新配比，做到随配随用熟化时间和温度不当，应当相应提高薄膜表面处理不当，应提高电晕处理的电压和电流复合压力偏低，速度过快复合膜外观不良涂布不均，有刮刀痕迹，可调节料液粘度、浓度和刮刀角度黏合剂涂布过多，可重新设置涂布量基材表面润滑性差，应提高复合辊温度传送膜导辊上有杂质刮刀上有杂质或损伤复合膜起皱，应调整收卷张力和速度环境湿度大，提高干燥温度，降低环境温度复合膜产生气泡干燥温度过高，黏合剂表面结皮复合压力不够基材有皱折或松弛现象，不均匀或卷边，应更换材料，调整辊速和压力复合膜上裹入灰尘，应清除静电荷杂质黏合剂涂布不均匀，用量少黏合剂浓度太高，应稀释复合膜卷曲相互贴合的基材拉力不一致，薄膜向着受力大的基材一方卷曲，应该调节辊速和张力产品有异味黏合剂溶剂残留，应调节干燥温度，风量大小及速度印刷后油墨残留气味，可控制印刷速度和印刷质量复合膜表面发粘熟化温度太高溶剂残留过多纵向有漏粘痕迹张力控制不合适，复合后薄膜收缩或松弛，应根据薄膜选用最佳张力及控制参数残留溶剂量大，降低涂布量干燥过度，得不到充分的初粘着力辊的温度过高，应降低辊温湿式复合法的定义——指在复合基材表面涂布一层水溶剂粘合剂，在粘合剂未干的状态下加压，通过压辊与其它复合基材粘合，再经烘道干燥而成的复合材料的方法，称为湿式复合法。l－第一基膜放卷2－第一复合辊3－第二基膜放卷4－涂胶辊5－烘道6～7－收卷8－粘合剂1.适用水溶性或水乳性粘合剂。不使用有机溶剂，无污染，环保。2.要求复合基材至少有一侧是疏松多孔、透气的。3.粘合强度不高。4.先复后干。（干式复合法——先干后复）5.相对更具有经济性特点挤出复合法的定义——将热塑性材料，如PP、PE等，在挤出机内熔融后，挤入平口模成片状热融薄膜作为粘合剂，这种热融薄膜是被拉伸到规定的厚度，再与另外的基材一起，在由金属冷却辊和包胶辊组合的挤压装置进行复合完成。单联式挤出复合工艺流程图1－放卷2－导棍3－效形辊4—烘箱5－空隙6－T型模头7－挤出机8－塑模板9－夹紧辊10－冷却辊11－夹层基材12－收卷双联式挤出复合工艺流程图1－放卷2－导辊3－效形辊4－烘箱5－挤出机6－夹层基材7－挤出机8－收卷.主要使用LDPE树脂作为黏合剂。2.PE既是粘合剂又作为复合结构层，生产成本较低。3.从挤出到复合一次完成，生产效率高。4.挤出复合温度高，其复合薄膜比手法复合薄膜柔软。特点5.对环境的污染问题少。6.设备费用过高。7.因PE的粘接性差，故使用增粘剂（AC剂）。（有机钛酸酯类、聚乙烯亚胺类和异氰酸酯）参数挤出温度温度高能提高牢度，但过高可使薄膜氧化带有异味，并使得片膜收缩过低可导致黏合强度下降，透明度和光泽度下降一般控制在300度气隙距离间距大会使氧化程度大，有利于提高复合牢度过大会使得温度损失加大，影响复合牢度一般控制在50-150mm复合速度速度越快，涂覆层约薄，黏合强度降低根据复合强度要求而定一般控制在150m/min以下冷却温度冷却辊表面一般为20-35度产品样品挤出复合常见故障和解决方法透明度不佳原因：挤出温度过高，冷却不足，聚乙烯牌号不合适涂层厚度不均原因：出膜口温度不均匀，出料不够，波形出料调节机头温度，口模间隙、消除薄点，提高上膜两端温度缩孔龟裂挤出温度过低，塑化不良，不同树脂混合薄膜条纹口模定型段有异物或伤痕卷取皱纹薄膜厚度不均，冷却不充分，卷取张力小，卷取打滑调节口模间隙温度，降低冷却辊温度，提高走膜张力，调节卷取机表面粘连涂覆温度过高，卷取前冷却不足，电晕处理过度或预热过度，树脂型号选择不合适利用多台挤出机，通过一个多流道的复合机头，生成多层结构的复合薄膜。比其它复合工艺节约约30%的成本。复合薄膜各层厚度可以调节。有共挤吹膜和共挤流延两种方法共挤出复合法无溶剂复合采用无溶剂型黏合剂，把两种基材复合在一起上胶系统通常由4个辊(R1、R2、R3、R4)组成，除转移辊(R3)为橡胶辊外，计量辊(R1、R2)和上胶辊(R4)均为金属辊，通过调节Rl和R2的间隙和R2与R4的相对速度，可调节每平方米复合膜的上胶量。无溶剂复合设备无溶剂复合的优缺点环保、卫生、安全经济、高效提高成品率和产品质量为了方便涂布，无溶剂粘合剂的相对分子质量通常只有1万以下，相比于溶剂型粘合剂十几万到几十万的相对分子质量，其初始粘度较低，复合张力要求较高，尤其对PET/Al，PET/VMPET的复合难度较大；由于没有溶剂的清洗作用，对基材的表面张力要求更严格。将聚乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯酸-乙烯共聚物、石蜡放在一起加热熔融，然后涂布在基材上，立即与其它复合材料复合冷却制成。此复合法时间短，无溶剂公害，成本低，缺点是耐热性、透明性欠佳热熔复合1—第一给纸部2—第二给纸部3—蜡加热4—夹紧辊5—冷却辊6—卷取部涂覆•在基材的单面或双面均匀涂覆一层涂覆剂，使其形成复合膜的方法•最常用的涂覆剂是PVDC树脂，其对气体、气味和水汽的透过率都很低，是极佳的阻隔性材料。•优点：防潮性、气密性和保香性，改善热封性•一般在涂覆前先经过电晕处理或预涂一层黏合剂即底胶，增加涂层和基材间的牢度•基材–纸类：牛皮纸、白卡纸、玻璃纸等–薄膜类：PE、BOPP、BOPET等•外层材料–较好的印刷适性和透明度，强度高，不易划伤、磨毛、耐热和耐腐蚀•中层材料–对气体、光线、水汽等有较好的阻隔作用•内层材料–有良好的热封性能，无毒无味，耐油耐水耐化学品复合材料黏合剂•干法复合时–溶剂型，根据复合膜的组成和用途确定采用哪种–调配时，主剂中加入稀释剂搅拌均匀•湿法复合时–水溶型•挤出复合时–在基材的一面涂布挤出材料，也可适当加入增黏剂•无溶剂复合时–无溶剂型黏合剂，用复合机涂布到基材表面•热熔复合时–热熔型黏合剂粘合剂涂布方法凹版辊涂布法1—凹版辊2—橡胶辊3—基材4—刮刀5—粘合剂反辊涂布法1—橡胶辊2—基材3—涂布辊4—粘结剂5—挤压器