BOPA//BOPA复合牢度差原因
http://www.packltd.cn 时间:2019年5月22日 关注数:858 次 |
摘要：塑、塑印刷复合中产生剥离强度差的原因很多，在材料组合复合中，经常会遇到这样的质量故障：BOPA//BOPA刚复合时两层间的牢度还不错，上胶量也算足够，一旦熟化制袋后查剥离牢度则发现很低，而且经常是油墨常被复合面吸附，印刷膜出现空白现象的故障。
---BOPA组合产生质量问题案例系列
塑、塑印刷复合中产生剥离强度差的原因很多，在材料组合复合中，经常会遇到这样的质量故障：BOPA//BOPA刚复合时两层间的牢度还不错，上胶量也算足够，一旦熟化制袋后查剥离牢度则发现很低，而且经常是油墨常被复合面吸附，印刷膜出现空白现象的故障。查电晕面值、上胶量、熟化时间均查不出原因。为什么？其实在PET//PET、PET//BOPA组合，也都有此种现象发生。
一、首先了解油墨对薄膜的附着和胶粘剂粘合的原理
1、聚氨酯油墨附着分析
首先对聚氨酯油墨体系与BOPA等薄膜能进行分析，油墨用聚氨酯树脂分子链段中含有氨基甲酸酯等极性基团，这种基团与多种极性基材如BOPA、PET等塑料表面的极性基团形成氢键，进而形成具有一定连接强度的接头，在薄膜表面具有优异的附着牢度。
但是，BOPA薄膜用聚氨酯油墨印刷并用棸氨酯胶粘剂复合经常出现不干或复合牢度低现象在于：聚氨酯油墨的组成：颜料、聚氨酯树脂、助剂、溶剂等。聚氨酯油墨的稀释溶剂组成成份一般有：丁酮、乙酯、异丙醇等。BOPA膜或PET膜所用的印刷油墨为聚氨酯油墨，连结料含有羟基，若没有加固化剂，当胶粘剂中的固化剂被其他因素消耗至临界状态时，再加上油墨中羟基的消耗，造成油墨部分起皱或剥离强度降低。带－OH 的醇类及带－NH2（氨基）的物质对复合后加工干扰较大。油墨中聚氨酯树脂本身也是－OH 封端，也能与聚氨酯粘合剂固化剂起反应这样就会引起不干现象。
2、胶粘剂胶粘的基本原理
一般BOPA//BOPA都是用聚氨酯粘合剂，聚氨酯粘合剂主剂以－OH 封端的高分子聚酯、聚氨酯化合物，本身具有一定粘性，聚氨酯粘合剂固化剂含－NCO（异氰根）封端聚氨酯化合物。只有通过与固化剂内的异氰根反应，产生网状交链结构，才有较高剥离强度。而异氰根极易跟含有羟基、氨基的物质（水分、醇类、胺类）起反应。
除本身因素外还有两个基本要点：
1)湿气：即固体表面有液体扩散现象，当液体的表面张力小于薄膜的表面张力的话，液体就会扩散到薄膜表面变成很湿的状态。
2)表面润湿张力：表面润湿张力如果大的话，表面容易湿，也就容易粘接材料。因此，除了胶粘剂本身的质量因数外，对BOPA膜的表面润湿张力应在52mN/m～58 mN/m。这样，对于在使用吸潮大的BOPA薄膜时，空气中的湿度和膜本身的含水率就显得非常重要。
二、BOPA//BOPA产生复合牢度差原因分析
对于BOPA//BOPA或BOPA//PET产生分层或复合牢度差，首先应看分层的界面，再用胶粘剂试剂测胶面附着在哪一边，含胶量多少等，然后再进行具体分析，一般产生BOPA//BOPA或BOPA//PET分层原因有：
1、BOPA和PET膜都是属于钢性材料，挺度大，两种材料复合后产生中间空间大，因此复合牢度偏差，严重时产生离层现象。并且，BOPA膜和PET膜都具有优秀的阻隔性和抗渗漏性，故溶剂很难渗入，相对于对油墨和溶剂吸入性差。
2、由于油墨与基材的附着力主要是来自分子间的吸附力，而胶粘剂与油墨表面粘合是通过化学键的作用，其粘合力远大于油墨在基材表面的附着力，油墨的表面张力低。油墨粘度过低, 油墨中的树脂的含量太少, 或树脂质量有问题产生油墨和胶黏剂不匹配，使得胶黏剂对油墨的渗透性能不好，出现排斥现象，胶黏剂浓度过高、黏度过大、容易将油墨反粘到胶液层中，使印刷层的墨膜转移。另一方面，主要原因还是印刷选择油墨不对油墨质量差，粘合剂反应内应力将油墨与膜的粘接力破坏掉。这主要出现在PET、BOPA印刷上，因PET、BOPA是专用油墨即双组份聚氨酯型，成本较高，现油墨厂出产一种单组份非聚氨酯类BOPA、PET油墨，不能满足内聚力较大的粘合剂品种。
3、基材与基材之间产生粘结，是依靠交联聚合物的化学键力及高分子间的范徳华两种不同力量的合力，这两种不同力由此产生的强度分别称为结构性强度和非结构性强度，而产生层间分离过程也要克服这两种力的合力。因此要区分是结构性强度差还是非结构性强度差。层间分离过程中需要克服化学键力和高分子间的范德华力的合力(范德华力：分子间的作用力，把分子聚集在一起的作用力 )
4、尼龙膜吸潮后，使薄膜表面形成一层簿簿的水膜阻隔油墨的附着，其应力-应变曲线产生很大变化。这些水分子起到了增塑剂的作用，使材料软化产生油墨的脱层。此外由于油墨所含有的微量水分（如颜料中所含水分），特别是复合时使用的乙酸乙酯水分含量超标时更加重。
5、薄膜添加剂太多, （超过500PPm，一般应在300ppm）经过烘干箱遇高温, 低分子添加剂上浮形成一层阻隔层而影响油墨的附着或表面润湿张力度偏低（PET小于50mN/m、BOPA小于54mN/m）, 油墨附着不上，印刷残留溶剂太多油墨干燥不良, 影响油墨的附着。
三、减少复合强度偏差对策
1、粘性是一种物质的粘着性，即在既定速度下，分离两个一定单位面积的平面所离的力。若油墨对薄膜的粘性低于临界值，墨膜就会转移并粘附于胶膜上。键能和键强对于油墨和塑料薄膜之间的附着力有密切的关系。因此对选择优质的聚氨酯树脂油墨，对防止复合离层有着关健作用。
2、薄膜在加工时要加入热稳定剂、爽滑剂等，这些物质会不断从膜内部向表面转移渗出，如果助剂量大，会引起剥离强度大幅度下降，一般添加剂加入量不得超过500ppm。
3、在保证热封强度的同时减少胶粘剂的刚性(收缩应力)可以提高复合膜的剥离强度。在高温高湿天气，对于胶粘剂调配中固化剂的增加应慎重。
4、选用胶层柔软性较好的胶粘剂品种，在防止固化不完全的前提下，适当减少固化剂用量，降低交联密度，缩短配制好的粘合剂存放时间，配制粘合剂时做到减少每次配制量，增加配制次数，缩短存放时间，同时适当提高烘道温度和熟化室温度但避免温度过高导致各类添加剂析出，减少残留溶剂量。
5、必须对复合环境进行控制，加强室内空气流通，但不要对着印版和复合机上胶辊筒吹风。随时注意胶槽附近的刮刀及导辊有无水珠产生，并即时擦干。胶槽附近局部温度过低，宜引起水蒸气凝结；一般生产车间温度控制在18～23℃、相对湿度为50～60%。
6、在实际使用中，有将PET或BOPA用反面印刷效果比处理面好的经验值，原因在于膜生产厂家过于追求薄膜的表面处理，将膜电晕处理过头了使膜面产生破坏作用。
(来自:包装企业网)
