双涂快固胶无溶剂复合的 若干工艺要点与应用适应性探讨

时间:2018-11-12 15:07:53来源:科印网作者:左光申

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  在绿色环保政策的推动下,近年来,无溶剂复合在软包装复合加工领域的应用呈现出“爆发式”增长,与此同时,无溶剂复合设备制造商也在不断完善无溶剂复合设备的功能与性能,推出新型软包装复合技术,成功攻破了无溶剂复合在速度和效率上的限制,并且在无溶剂胶黏剂生产商的共同努力下,成功攻破了高温奶蒸煮复合膜、镀铝膜等复杂结构复合膜的复合质量“壁垒”。双涂快固胶无溶剂复合在软包装行业的兴起始于drupa2016,其作为一种新型的软包装复合技术,整个复合过程无需UV灯,具有快速固化、常温固化、操作简单等优点。目前业内对双涂快固胶无溶剂复合有诸多探讨与争议,为了正确认识双涂快固胶无溶剂复合,本文将主要讨论双涂快固胶无溶剂复合的相关概念、工艺和质量关键点以及成本,并提出相应的评价和建议。

  双涂快固胶无溶剂复合的相关概念

  1.双涂快固胶无溶剂复合(机)的原理

  图1为双涂快固胶无溶剂复合(机)原理示意图。其中,U1和U2分别表示第一和第二放卷单元,C1和C2分别表示第一和第二涂布单元,R表示收卷单元。KA和KB分别表示快固胶的A胶和B胶。

  2.“快固型胶”的基本概念

  (1)“快固型”不是“快干型”

  当前多家公司和媒体在宣传双涂快固胶无溶剂复合时会使用“快干型胶黏剂”或“快干胶复合”字眼,属不严谨用法。这里有必要澄清:固化(Curing)≠干燥(Drying)。

  首先,干燥通常指挥发性干燥,它是指去除某些组分(溶剂或水分)的过程,如溶剂型或水性胶黏剂的干燥。而固化通常指反应固化,它是指一个由液体变成固态的过程,或者说硬化的过程,如无溶剂单、双组分胶黏剂的固化等。

  其次,从逻辑上看,“快固”对应“慢固”,而“快干”对应“慢干”。而快和慢的标准因技术发展水平而异,也是一个动态概念。

  (2)快固胶无溶剂复合的相关概念

  为了正确理解快固胶无溶剂复合的机理,表1中概念的引入是有帮助的。

  3.快固胶与普通胶的相同点与区别:变与不变

  快固胶与普通胶相比,主要有3大不变:基本组分不变,分别为-NCO和-OH;反应固化(交联反应)机理不变;混合均匀性要求不变。

  快固胶与普通胶相比,有5大改变:除了基本组分不变外,其他组分微变,由-NCO和-OH变为NCO+和OH+;流程顺序改变,由“混胶→涂布→复合”变成“涂布→复合+混胶”;涂布方式改变,由单边涂布变成双边涂布;混胶方式改变,由静态混合变成机械压合;固化时间改变,由数天缩短为1天,或者工序间隔由数十小时缩短为数小时。在这些改变中,固化时间缩短是目标,其他改变都是手段!

  双涂快固胶无溶剂复合的七大工艺和质量关键点

  1.单边涂胶量和最小涂胶量

  (1)单边涂胶量

  涂胶量既是复合工艺的基本参数,又是涂胶成本的最大影响因素之一,因此是每个用户的关键考量点。

  单边涂布的最小涂胶量由基材类型、牛牛在线玩图文情况、复合宽度、机器精度和复合速度等综合决定,其中印刷基材比非印刷基材影响因素更多。

  据某国外实例资料,双边涂布时两种基材的涂胶量分别为(0.8∶0.7)g/m²,即总涂胶量为1.5g/m²。为什么是这样一组数?实际上,就目前涂布方式和技术而言,0.7g/m²是机器能正常运转的最小涂胶量。

  在实际生产中,不管是普通胶还是快固胶,单边涂布的涂胶量都必须大于上述最小值。

  (2)双边涂布最小涂胶量的确定依据

  在双边涂布时,主要考虑3个因素:两基材各自(即单边涂布)最小涂胶量、固化充分性、涂胶成本。

  两基材由于材料本身质量和表面印刷图文状况的不同,涂胶量要求也不同。考虑到固化充分性要求,-NCO组分的比例应该略高。而在满足两基材涂布良好的情况下,为减少总涂胶量和成本,KA和KB相差应该是越小越好。

  这就是前文提到的实例中(KA∶KB)采用(0.8∶0.7)的缘故。

  因此,在普通胶复合中,可根据主基材(印刷膜)状况直接确定总涂胶量。而在双涂布快固胶无溶剂复合中,由两个单边涂胶量来确定总涂胶量。

  (3)结论

  在双涂快固胶无溶剂复合中,先根据基材状况确定单边涂胶量,再由单边涂胶量确定总涂胶量。一般情况下,由于混配比的范围要求,双边涂布总涂胶量要大于普通胶复合时的涂胶量。

  (4)提示:关于KA∶KB的一些不真实的宣传或说法

  ①快固胶的涂胶量可达到0.6

  g/m2、甚至0.4g/m2。这种说法不严谨,因为没有考虑到基材类型、印刷版面图文情况、复合宽度和复合速度等诸多因素。实际也证明,在上述涂胶量条件下,有些复合机无法正常开机。

  ②对于快固胶复合膜透明性更好的说法,目前没有足够理论支撑。

  2.基材印刷工艺的选择

  (1)不同印刷工艺的墨层厚度

  软包装可采用不同的印刷方式,而不同印刷方式的墨层厚度、版面图文状况、墨层高差都不同。常见印刷方式是凹印或柔印,还有极少量的牛牛在线玩胶印。一般凹印墨层厚度为2~5μm(最高达10μm),柔印墨层厚度为2~3μm,胶印墨层厚度为1~2μm。

  对印刷基材来说,版面墨层高差是决定涂胶量的最关键影响因素。因此,凹印的涂胶量要大于柔印和胶印的涂胶量。

  (2)快固胶的涂胶量与胶层厚度

  ①快固胶KA和KB比重与普通胶只是略有差别,因此基本上均为1。

  ②1.0g/m2涂胶量对应的涂布厚度大约为1μm,即1.0g/m2对应着1.0μm,0.1g/m2对应着0.1μm。

  (3)双边涂布模式更适合柔印和胶印产品

  相对而言,双边涂布对某些凹印产品(特别是对墨层高差大的版面)适应性可能存在疑问(这里指里印),更适合光膜、柔印和胶印基材。图2为墨层厚度与胶层厚度混配比的关系。其中,a表示光膜和印刷膜未涂布之前的情况;b表示涂胶后墨层和胶层的总厚度全版面一致;c表示涂胶后,不论墨层厚薄,胶层厚度全版面一致;d表示胶层厚度随墨层厚度而变,这是实际中最常见的情况。


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