A033-為什么不能把這兩種復(fù)合結(jié)構(gòu)混為一談?
無溶劑復(fù)合正被越來越廣泛地使用,但仍然還有幾個(gè)難點(diǎn)結(jié)構(gòu)困擾著同行,其中PET//AL、PET//VMPET是最典型的兩大結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)操作難度大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,多數(shù)用戶仍不敢大批量使用。
突破這兩種結(jié)構(gòu)是許多企業(yè)和專家夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。由于這兩種結(jié)構(gòu)存在一些相同特點(diǎn),許多人都習(xí)慣性地認(rèn)為它們是同一類結(jié)構(gòu),我們認(rèn)為:這里面存在許多認(rèn)知偏差或誤解,既誤導(dǎo)了用戶,也浪費(fèi)了自己的精力和資金!
?一、為什么人們會(huì)把兩種結(jié)構(gòu)當(dāng)成同一類型結(jié)構(gòu)?
把這兩種結(jié)構(gòu)歸為同類,好像它們是一對(duì)親兄弟,看起來是有一定的合理性的。因?yàn)樗鼈兇_實(shí)有一些相同或相似的特點(diǎn),比如:
1.兩者都屬于高阻隔的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
2.兩者都使用PET作為面材,且鋁箔和VMPET有一些共性。比如鋁箔和VMPET都是常用的高阻隔性材料,且剛性都很好;而且一般認(rèn)為VMPET本來就是用來替代鋁箔的,二者功能或使用目的是相近的。
3.兩種結(jié)構(gòu)在復(fù)合生產(chǎn)過程中都容易出現(xiàn)一些相似或相同的表觀質(zhì)量問題,比如“白點(diǎn)”。白點(diǎn)是最常見的復(fù)合質(zhì)量缺陷之一,而這兩種結(jié)構(gòu)都容易恰恰出現(xiàn)這類情況。
因此,二者的用途相近、基材相近、部分常見故障也相同,因此,人們簡(jiǎn)單地把它們歸為了同類的難點(diǎn)結(jié)構(gòu)。?
二、為什么說二者不是同一類型的結(jié)構(gòu)?
?這種簡(jiǎn)單的歸類方法實(shí)際上限制了我們對(duì)它們問題成因的具體分析,在相當(dāng)程度上也阻礙了對(duì)相關(guān)工藝問題的徹底解決。
我們認(rèn)為,這兩種結(jié)構(gòu)有相當(dāng)大差別,有些還是本質(zhì)上的,至少在如下幾方面有所體現(xiàn):
?1.兩者的主要質(zhì)量問題各不相同。
PET//AL最容易出現(xiàn)的兩大問題是“白點(diǎn)”和“背透”。而PET//VMPET最容易出現(xiàn)是白點(diǎn)和“鍍鋁轉(zhuǎn)移”。
所謂背透是指膠黏劑通過鋁箔針孔滲透到鋁箔背面,造成復(fù)合卷內(nèi)鋁箔與另一層PET粘粘。背透嚴(yán)重時(shí),復(fù)合膜卷無法正常打開,影響再次復(fù)合或其它下道工序。
所謂鍍鋁轉(zhuǎn)移是復(fù)合固化后鍍鋁層過度脫離PET基材,造成復(fù)合強(qiáng)度的大幅度降低,甚至完全失效。
雖然“白點(diǎn)”是它們共同的質(zhì)量缺陷,但“背透”和“鍍鋁轉(zhuǎn)移”造成的麻煩其實(shí)更大,了解和解決這兩個(gè)問題意義更重大。
我們之所以強(qiáng)調(diào)特殊性或差異性,是因?yàn)檫@才是解決問題的關(guān)鍵!
?2.兩者問題的機(jī)理不同。
上述兩種結(jié)構(gòu)的三大質(zhì)量問題各有自己的形成機(jī)理,大部分是明確的,但也一些需要進(jìn)一步研討。下面的解釋可能比較粗淺,但可以幫助我們較好地理解這些問題的機(jī)理。
?1)關(guān)于白點(diǎn)
白點(diǎn)形成的原因各種各樣,但主要有四種:
一是上膠量不足;
二是油墨(或殘留溶劑)和膠黏劑反應(yīng)的不良狀況(也有人稱為溶墨);
三是基材或操作原因?qū)е碌馁N合不良;
四是由于膠黏劑初粘力低無法阻抗在下機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)或固化過程的種種擾動(dòng)。
就我們現(xiàn)在討論的主題來說,第四種原因才是更常見、更容易被忽略或誤解的主因。
常見的誤解之一是把基材的阻隔性和剛性相混淆。比如,有一種非常流行的說法是:由于基材的高阻隔性,容易造成復(fù)合膜卷內(nèi)膠黏劑反應(yīng)的氣體不能迅速排出,從而形成白點(diǎn)。
一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)就可以對(duì)這種說法給予否定。如果是基材阻隔性造成的白點(diǎn),應(yīng)該越靠近復(fù)合膜卷底白點(diǎn)越多。而事實(shí)并非如此:復(fù)合膜卷通常是外層部分比卷底部分的白點(diǎn)更多!
其實(shí),基材的剛性是更主要的問題因素。上述兩種結(jié)構(gòu)的基材都屬剛性材料,它們本身就難以粘合在一起,加上無溶劑膠黏劑本身初粘度較低,如果收卷時(shí)張力控制不好、復(fù)合或收卷壓力不夠或不恒定時(shí),兩層基材間貼合就不好,就會(huì)產(chǎn)生空隙,從而形成白點(diǎn)。同樣原因,復(fù)合膜在下機(jī)時(shí)、下機(jī)后受到的擾動(dòng)更為復(fù)雜和明顯。
?2)關(guān)于背透
背透形成的原因相對(duì)簡(jiǎn)單,它是三個(gè)因素共同作用的結(jié)果:
A.鋁箔本身有針孔。實(shí)際使用的包裝鋁箔都不同程度的針孔,且單位面積的針孔數(shù)量與鋁箔等級(jí)和厚度密切相關(guān)。
B.無溶劑膠黏劑成膜時(shí)間較長(zhǎng),特別在其快速固化階段之前其粘度較低,有一定的流動(dòng)性。
C.復(fù)合膜內(nèi)總是有壓力。
歸納成一句話,背透形成的原因是由于可以流動(dòng)的膠黏劑在壓力的作用下透過了有針孔的鋁箔。?
3)關(guān)于鍍鋁轉(zhuǎn)移
鍍鋁轉(zhuǎn)移在各種鍍鋁膜復(fù)合結(jié)構(gòu)中都不同程度地存在,但以PET//VMPET尤為嚴(yán)重和難以控制。其詳細(xì)的形成機(jī)理尚待研究確認(rèn),但我們可以合理地認(rèn)為:
鍍鋁膜復(fù)合時(shí),應(yīng)力平衡是最關(guān)鍵的狀態(tài)!在PET//VMPET復(fù)合時(shí),實(shí)際上有五層材料和四個(gè)結(jié)合面(PET/油墨層、膠黏劑層、鍍鋁層/PET),它們之間的應(yīng)力(或結(jié)合力)的平衡狀況決定了是否轉(zhuǎn)移、是鍍鋁轉(zhuǎn)移還是油墨轉(zhuǎn)移。
膠黏劑成膜過程中會(huì)產(chǎn)生形變或應(yīng)力集中,對(duì)鍍鋁層和印刷層(油墨層)都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。
當(dāng)應(yīng)力不平衡達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)出現(xiàn)鍍鋁轉(zhuǎn)移或印墨轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。在市場(chǎng)上,鍍鋁層產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)參差不齊,其鍍鋁層強(qiáng)度也差異較大,相對(duì)而言印刷墨層牢度就更加穩(wěn)定一致,因此鍍鋁轉(zhuǎn)移比油墨轉(zhuǎn)移更經(jīng)常發(fā)生。
由于兩面PET基材的同等剛性,一旦轉(zhuǎn)移發(fā)生,就容易產(chǎn)生毀滅性的效果:大面積轉(zhuǎn)移。我們經(jīng)常看到,PET//VMPET很容易滿版轉(zhuǎn)移;它與BOP//VMPET轉(zhuǎn)移情況有很大的不同,原因就在于此。
如果考慮第三層復(fù)合(PET//VMPET//PE),整個(gè)復(fù)合膜就有七層材料,它們的情況更復(fù)雜。當(dāng)PE厚度很大時(shí),有時(shí)會(huì)導(dǎo)致鍍鋁轉(zhuǎn)移的加劇。
因此,我們認(rèn)為:相比PET//AL,PET//VMPET工藝更為復(fù)雜,操作非常敏感,問題處理將更為艱難!
順便指出:這種結(jié)構(gòu)在干式復(fù)合時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的機(jī)理和無溶劑復(fù)合是不同的,不可套用!
?3.兩種結(jié)構(gòu)各自問題的解決途徑也不同。
基于上述分析,這兩種結(jié)構(gòu)的不同問題要采用不同的針對(duì)性辦法解決。這是下一步研究攻關(guān)或工藝穩(wěn)定的重點(diǎn)。?
在這里,有四點(diǎn)需要說明:
1)曾有企業(yè)試圖用快固膠雙頭涂布、一放鋁箔面涂膠等方式來解決上述問題,有些供應(yīng)商甚至宣稱“打包解決”,“存量解決”,看來并沒有對(duì)癥下藥。這些方法的科學(xué)性和可行性令人質(zhì)疑。到目前為止,這些方法也沒有令人信服的實(shí)際驗(yàn)證。
2)有企業(yè)推出了鋁箔專用膠、鍍鋁膜專用膠,但并不能根治問題。
應(yīng)該承認(rèn),這些專用膠的研發(fā)引入是很有價(jià)值的:提高初粘力有助于工藝穩(wěn)定,降低操作難度。
但同時(shí)我們也應(yīng)看到,這些膠黏劑只能是部分緩解而不能根治問題。其根本原因就在:膠黏劑只是一個(gè)或局部因素,它并不能對(duì)整個(gè)體系(包括基材、設(shè)備、油墨類型及附著力等)進(jìn)行有效控制。有些企業(yè)產(chǎn)品宣傳有夸大之嫌。
3)有企業(yè)搞所謂“鋁箔專用復(fù)合機(jī)”,基本上屬于純粹的商業(yè)宣傳。我們反復(fù)強(qiáng)調(diào),對(duì)于上述難點(diǎn)結(jié)構(gòu)的問題,設(shè)備只是一個(gè)次要的方面。我們認(rèn)為:只要布局合理,所有的無溶劑復(fù)合機(jī)都可以進(jìn)行鋁箔復(fù)合。通澤目前軟包裝的主要機(jī)型A400、A450、 A600 和A350全部都可以用于鋁箔復(fù)合。
4)通澤與用戶創(chuàng)造的“半固化二次復(fù)合”鋁箔復(fù)合工藝是目前更合理的工藝路徑,值得更多用戶嘗試完善。
因此,我們認(rèn)為,要徹底解決上述兩個(gè)難點(diǎn)結(jié)構(gòu)問題,必須選擇合格基材、使用合格油墨和質(zhì)量?jī)?yōu)良的印膜,在此基礎(chǔ)上,再?gòu)膹?fù)合設(shè)備、膠黏劑和工藝入手,并將轉(zhuǎn)運(yùn)和固化條件規(guī)范化,如此創(chuàng)造系統(tǒng)性的解決方案。
(供稿 左光申)