主冷輥粗糙度對預涂膜紙張粘接力的影響

丁麗（山東泗水康得新復合材料有限公司，山東　濟寧　273200）

主冷輥粗糙度對預涂膜紙張粘接力的影響

丁麗（山東泗水康得新復合材料有限公司，山東濟寧273200）

預涂膜主要用途是與紙張復合，亮光預涂膜能夠增加包裝產品的光澤度、亞光預涂膜增加包裝產品霧度、提升質感，同時起到保護外包裝的作用。

預涂膜主冷輥紙張復合剝離強度

1　概述

1.1預涂膜簡介

預涂膜是近年來廣泛使用的包裝產品，由于在加工過程中不產生有害物質，相比上一代即涂膜更加綠色環保，且具有工藝簡化、生產效率高等特點，受到市場越來越多的關注和需求。預涂膜由基材和粘合劑組成，先將基材薄膜上膠復卷后再與紙張印品復合的工藝。它先由預涂膜加工廠根據使用規格幅面的不同將膠液涂布在薄膜上復卷后供客戶使用，而后再與印刷品進行復合。復膜，即貼膜，就是將塑料薄膜涂上黏合劑，與紙印刷品經加熱、加壓后使之黏合在一起，形成紙塑合一產品的加工技術。經復膜的印刷品，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，同時更起到防水、防污、耐磨、耐折、耐化學腐蝕等作用。

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、無毒無味、耐水、耐熱、價廉、質地柔軟等特點，是復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，絕大部分預涂膜基材采用BOPP薄膜。

預涂膜的黏合劑層有熔融型和溶劑揮發型兩種，根據加工設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，國內預涂膜的黏合劑層主要由熱熔膠或有機高分子低溫樹脂組成。熱熔膠是由主黏樹脂和增黏劑、調節劑等數種材料共混改性而成。有機高分子樹脂是單一高分子低溫共聚物。由于熱熔膠是由數種材料混合而成，所以復膜后的透明度明顯低于低溫純樹脂類的預涂膜。

預涂膜復膜產品的特點

⑴采用熔融型預涂膜的復膜產品不會出現起泡和脫膜現象，產品的使用壽命較長。

⑵采用溶劑揮發型預涂膜的復膜產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境下，也會發生脫膜和起泡現象。

⑶溶劑揮發型預涂膜在生產時極易黏附灰塵等雜質，從而影響復膜產品的表面效果。

⑷復膜產品基本上不會出現卷曲現象。

從上面可以看出，預涂膜復膜工藝，特別是熔融型預涂膜復膜工藝具有即涂膜復膜工藝無法比擬的優勢，是未來復膜行業的必然選擇。

1.2預涂膜生產工藝流程

本產品設置連接層將抗靜電層和后續涂布的熱封層以較強的結合力連接起來，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整到適合的加工工藝，使生產速度提高，膜面消光效果均勻，光澤度低，提高產品的附加值。

其工藝流程為：將基材表面張力提高，便于底涂劑潤濕→在基材上涂布粘接介質→將底涂劑中的水分烘干，含2%酒精→擠出機將顆粒狀熱熔膠融化并形成流延膜→復合部將樹脂與基材結合，形成復合膜→將復合膜兩側的多余樹脂裁切掉→提高熱熔膠的表面張力→將復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。

1.3預涂膜生產關鍵控制點

近年來，縱觀國內外預涂膜的市場行情看漲，引起國際BOPP行業新一輪的競爭；雙向拉伸聚丙烯薄膜一般不能直接與共聚物或紙進行復合，生產加工時，需要對雙向拉伸聚丙烯薄膜進行表面處理，涂一層底涂劑并烘干再與共聚物或紙進行復合，加工成預涂膜。該項目產品主要用于在包裝印刷制品表面的覆膜，該項目產品作為一種新型無涂膜薄膜，其基膜具有生產速度快、霧度高、復合性能穩定、可進行在離線后處理等特點，而且經過預涂后使用時操作簡便、節約工序。

預涂膜生產過程，從基材上卷，進過展平輥展平，在電暈處理機打電暈，涂膠烘干后復EVA，經冷輥冷卻定型，測厚，打電暈，收卷，分切等幾道工序，影響預涂膜復膜質量主要是溫度、壓力、速度等工藝參數。預涂膜與紙張復合過程，主要有放料、開機、輸送印刷品、收卷、分切等工序。基材與粘合劑EVA在擠出復合后，由于EVA溫度較高，處于粘性流動狀態，厚度不易控制，需經過及時冷卻定型，所以在復合后即經直徑較大的冷卻輥附著，定型冷卻后測定厚度，如有厚度波動，測厚儀反饋厚度結果，調節相應位置EVA擠出量，從而調控厚度。EVA復合后與冷輥面接觸，從而起到降溫的作用，冷棍面粗糙程度的不同，會影響預涂膜功能面的微觀狀態，冷滾面越平整光滑，EVA與之貼合就會更好，冷卻效果，膜表面平整程度也越好。產品表面微觀形態影響同時影響性能，較平整的表面在后續加工時與紙張復合，貼合更加緊密，在相同溫度、壓力、速度的情況下，能獲得更佳的復合強度，并且減少氣泡等缺陷的出現，有助提升產品的使用性能。

預涂膜生產主要工藝參數是溫度、壓力和生產速度。溫度是復膜的第一關鍵，預涂膜用的粘合劑是熱熔膠，溫度決定著熱熔膠的熔融狀態，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分子間的擴散能力，同時也決定著熱熔膠的結晶度，只有正確控制工作區域的溫度，才能使預涂膜在薄膜上的固態熱熔膠層徹底熔融成為粘流狀態，具有合適的流動性以實現對印刷品表面的潤濕粘結，同時保證復合后即時固化，使復膜產品達到外觀平整、夠光亮、膠層熔融程度好、無折痕。并能將油墨剝離。根據我們的實踐．溫度控制在80～100℃左右范圍較適宜。

壓力，在正確控制復合溫度的同時還應使用適當的壓力，因為紙張本身表面并不十分平整，只有在壓力作用下，粘流狀態的熱熔膠才會在趕走印刷品表面的空氣過程中充分潤濕紙印刷品表面。壓力一般控制在10-15Mpa。

速度，紙面復膜是在動態進行中的復合運動，其運動速度決定了紙塑復合體在熱壓合體在熱壓合工作介面上停留的時間、也決定了復膜機輸入的溫度、壓力以及在實際生產過程中對紙塑復合所結出的實際作用值。隨速度的加快，降幅明顯，熱壓作用力衰退，使復合效果惡化，運行速度太快，粘結不牢，會有霧狀，太慢則無效率，甚至起泡。根據我們的經驗一般速度控制在對開紙一分鐘10-20張左右較適宜.。溫度、壓力、速度三大因素相互影響，在調節某一參數時可能需要改動其他參數，才能獲得好的加工和性能。

膜與紙張復合強度在行業內一般用剝離強度表示，剝離強度（peel strength）：粘貼在一起的材料，從接觸面進行單位寬度剝離時所需要的最大力。剝離時角度有90度或180度，單位為：牛頓/N。它反應材料的粘結強度。實驗方法按照GB/T 2792 2014。

2　實驗內容

2.1儀器設備

0線預涂膜生產線，2線預涂膜生產線，0線拉伸試驗機，2線拉伸試驗機。

2.2原料

亞光KPMB1512預涂膜，亮光KPGB-N1212預涂膜，復合用黑紙、紅紙。

2.3實驗說明

安排檢測室實驗人員督導生產，不同人員檢測，以消除生產和檢測人員差異帶來的影響；選用相同抗靜電劑、抗粘連劑、克重相同（±0.05）、相同月份生產的預涂膜做實驗，以消除原料差異的影響；在0線和2線兩生產線更換不同粗糙度主冷輥進行實驗，以消除生產設備、工藝造成誤差；使用0線和2線兩組拉伸試驗機，分別對同規格5個樣品，每個樣品測兩組剝離強度試驗，取平均值，以消除測量儀器帶來的誤差。

0線和2線生產線，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實驗過程

0線和2線在2014年7月到12月生產過A、B料相同的同規格預涂膜，選用KPMB1512和KPGB-N1212兩規格預涂膜作實驗對比，分別實驗不同粗糙度主冷輥對亞光預涂膜與黑紙、紅紙的粘接力，及亮光預涂膜與黑紙、紅紙的粘接力變化。

2.5實驗結論

根據以上試驗數據，得出結論：亮光預涂膜在粗糙度小的主冷輥表面生產，紙張粘力越大；亞光預涂膜在粗糙度大的主冷輥表面生產，紙張粘力越大。

3　結束語

綜上所述，不同品種的預涂膜，在不同粗糙度的主冷輥生產線生產時，會出現相反的力值改變。為保證產品有足夠的紙張粘接力，就需要對每個品種選用適宜的生產條件，對于亞光膜，可選用表面粗糙度較大的主冷輥；對于亮光膜，選用表面粗糙度較小的主冷輥。生產車間及工藝技術部門應根據不同品種及客戶實際需求選用適合的工藝，才能生產出性能理想的產品。

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