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鍍鋁膜轉(zhuǎn)移機(jī)理探討

更新時(shí)間:2019-12-20      點(diǎn)擊次數(shù):928

在實(shí)際應(yīng)用中,不少包裝膜使用廠家對(duì)鍍鋁膜符合產(chǎn)品提出鍍鋁層不可轉(zhuǎn)移或時(shí)對(duì)剝離強(qiáng)度(如剝離試驗(yàn)機(jī))提出較高的要求。

理論上講,鍍鋁層與鍍鋁基材間不是密不可分的,剝離時(shí),如鍍鋁層與其他基材間的黏接輕度大于鍍鋁層的附著力時(shí),就會(huì)發(fā)生鍍鋁層轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。

某基材廠采用EAA熱封的方法檢測(cè)鍍鋁層的附著力數(shù)據(jù),其結(jié)果為:增強(qiáng)型VMPET,4.83N/15mm(Max);普通型VMPET,1.71N/15mm(Max)。

而在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,沒有一家軟包裝材料加工企業(yè)所加工的鍍鋁膜符合薄膜能夠達(dá)到上述結(jié)果。

當(dāng)使用普通型鍍鋁膜和普通型聚氨酯膠黏劑生產(chǎn)時(shí),鍍鋁層容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。下面在這種使用情況下,探討鍍鋁層轉(zhuǎn)移的相關(guān)問題。

 

鍍鋁膜的影響

雖然都是普通鍍鋁膜,因各鍍鋁廠家的鍍鋁設(shè)備、基材、工藝等的不同,生產(chǎn)的鍍鋁膜附著力不同,所以要加強(qiáng)對(duì)鍍鋁膜的進(jìn)廠檢驗(yàn)和選擇。

鍍鋁層的厚度也影響符合強(qiáng)度。“鍍鋁層越厚,脆性增大,鋁層與鍍鋁基膜的膨脹系數(shù)差值越大,與其它基材復(fù)合后復(fù)合強(qiáng)度月底,越容易造成鋁層轉(zhuǎn)移。”

 

膠黏劑的影響

粘合的作用:可靠粘結(jié)、抵抗破壞、傳遞應(yīng)力。粘合的目的是使機(jī)械功從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體。由于膠黏劑的引入,并且由于膠黏劑本身形成了一個(gè)薄的本體相層,這就使得機(jī)械功變成從一個(gè)物體傳遞到膠黏劑層,然后再從膠黏劑層傳遞到另一個(gè)物體,整個(gè)粘合體系包括了三個(gè)本體相和兩個(gè)界面(注:以兩層的復(fù)合薄膜為例)。

剛下機(jī)的鍍鋁膜復(fù)合產(chǎn)品初期剝離強(qiáng)度較好,但是熟化后剝離強(qiáng)度下降,鍍鋁層也轉(zhuǎn)移了。初期剝離時(shí),還沒形成可靠的粘結(jié)(膠層未*固化),剝離時(shí)一般是膠層的本體破壞,膠層不能完成機(jī)械功的傳遞,所以鍍鋁層不會(huì)轉(zhuǎn)移。

聚氨酯粘合劑固化后,如果膠層與鍍鋁層間的結(jié)合力大于鍍鋁層與基材間的吸附力,就會(huì)在用剝離實(shí)驗(yàn)機(jī)時(shí)出現(xiàn)鍍鋁層轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。

 

熟化溫度的影響

復(fù)合軟包裝材料加工中所用的各種塑料薄膜在一定的溫度條件下都會(huì)發(fā)生某種程度的收縮,在一般情況下,熟化溫度越高、時(shí)間越長,薄膜產(chǎn)生的收縮就越大,而且,不同的薄膜在同一溫度條件下的收縮率是不一樣的,因此,高溫熟化易造成復(fù)合薄膜層間較大的應(yīng)力。

如果加工鍍鋁薄膜復(fù)合膜所用的各種題材具有相同(或相近)的、而且是比較小的熱收縮率,那么,即使熟化溫度比較高(例如60度)也不容易發(fā)生鍍鋁轉(zhuǎn)移的問題。

如果對(duì)基材的熱收縮率狀況不了解或不加控制的話,就應(yīng)盡量低溫熟化。以減少復(fù)合薄膜層間的熱應(yīng)力。

需要提醒的是:如果不控制基材的熱收縮率,即使采用了低溫熟化工藝,也會(huì)在完成制袋加工工序后,在制袋成品上出現(xiàn)“熱封邊處局部鍍鋁轉(zhuǎn)移”的問題。

BOPP//VMCPP、BOPET/   /VM-CPP兩種結(jié)構(gòu)相比,BOPET/   /VM、CPP鍍鋁更加容易轉(zhuǎn)移的一個(gè)主要原因:CPP膜的熱收縮率明顯大于PET薄膜。

表1是BOPP、BOPET薄膜的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于熱收縮率的要求。

 

應(yīng)力的影響

薄膜復(fù)合時(shí)張力不平衡所造成的機(jī)械應(yīng)力和熟化時(shí)薄膜熱收縮率不同而造成的熱應(yīng)力,使鍍鋁層容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。

在三層鍍鋁膜結(jié)構(gòu)中,熱封層薄膜的機(jī)械收縮與熱收縮所造成的應(yīng)力是鍍鋁轉(zhuǎn)移的主要影響因素。如復(fù)合PET//VMPET//PE結(jié)構(gòu),將PET//VMPET復(fù)合并熟化后,鍍鋁層一般不轉(zhuǎn)移、且剝離強(qiáng)度好;再復(fù)合較厚的PE,鍍鋁層就非常容易轉(zhuǎn)移且剝離強(qiáng)度低。

表2是PET//VMPET兩層復(fù)合膜測(cè)試剝離強(qiáng)度的數(shù)據(jù),分兩種情況:1、PET//VMPET兩層膜復(fù)合、熟化后檢測(cè);2、同一卷兩層復(fù)合膜的一部分復(fù)合70uCPP,熟化后剝?nèi)PP再檢查。

從表2 數(shù)據(jù)看,復(fù)合 CPP后并沒有使鍍鋁地附著力明顯下降,或者說內(nèi)層膜的效應(yīng)力沒有直接降低鍍鋁的附著力。(從剝離后鍍鋁的情況看,不同的剝離角度下,作用在鍍鋁層與基材界面上的力是不同的,于是出現(xiàn)了鍍鋁轉(zhuǎn)移和鍍鋁分層的不同現(xiàn)象。)

再看看用同一卷PET//VMPET//CPP70三層復(fù)合膜檢測(cè)PET與VMPET間的剝離數(shù)據(jù)見表3.

兩種測(cè)試方法的區(qū)別是剝離角度的不同。內(nèi)層較厚的三層結(jié)構(gòu)剝離時(shí),由于薄膜挺度增大,不易形成T型剝離。

從兩層復(fù)合膜PET//VMPET剝離檢測(cè)中可以得出,復(fù)合內(nèi)層膜并沒有明顯降低鍍鋁層基材的附著力。那么不控制剝離角度時(shí),檢測(cè)到的數(shù)據(jù)低的愿意可以這樣解釋:鍍鋁轉(zhuǎn)移時(shí)的剝離力是由電子拉力試驗(yàn)機(jī)的拉力和復(fù)合膜內(nèi)應(yīng)力共同形成的,拉力機(jī)顯示的剝離力知識(shí)鍍鋁轉(zhuǎn)移剝離力的一部分,小于鍍鋁的實(shí)際附著力。而關(guān)于T型剝離時(shí)數(shù)據(jù)較大的推測(cè)是:在這種剝離角度下,可能消除了應(yīng)力的影響。

總之,鍍鋁轉(zhuǎn)移不是單一條件造成的,十幾個(gè)因素共同作用形成。要增強(qiáng)鍍鋁復(fù)合膜的鍍鋁剝離強(qiáng)度,除增強(qiáng)鍍本身的附著力外,就要盡量減小各種應(yīng)力的產(chǎn)生。減小應(yīng)力從膠黏劑、薄膜、張力控制、設(shè)備、熟化條件各方面考慮,包括檢測(cè)方法。(如在薄膜放卷張力這個(gè)方面涉及到薄膜自身狀態(tài)、張力控制精度、放卷局里及放臺(tái)到復(fù)合之間導(dǎo)輥的支撐等。)

要得到好的鍍鋁復(fù)合強(qiáng)度,鍍鋁復(fù)合膜熟化完成后的理想狀態(tài)是:鍍鋁復(fù)合膜應(yīng)出在*無內(nèi)應(yīng)力的狀態(tài)(包括膠層和各層哦)。在這種情況下檢測(cè)剝離,如剝離時(shí)是鍍鋁層與鍍鋁基材分開,檢測(cè)到剝離力才是鍍鋁層的附著力。

普通鍍鋁膜復(fù)合的產(chǎn)品,也有不轉(zhuǎn)移的,可以歸結(jié)為:在一定的角度下剝離時(shí),存在一個(gè)更容易破壞的界面或本體,如油墨轉(zhuǎn)移、薄膜撕裂等。

 

表1

標(biāo)準(zhǔn)名稱

收縮率

檢測(cè)條件

GB/T10003-1996普通型

雙向拉伸聚丙烯薄膜

GB/T16958-2008包裝用

雙向拉伸聚酯薄膜

縱向≤5%

橫向≤4%

縱向≤3%

橫向≤3%

平置于(120±3)℃烘箱中不銹鋼板上,2min,150±3℃,30min

 

表2

剝離角度

PET180°

VMPET180°

T型

兩層復(fù)合膜

橫向

1.19,1.51

0.83,1.27

1.0,1.26

三層復(fù)合膜剝?nèi)?nèi)層后

橫向

1.52

1.29

1.2

剝離后鍍鋁情況

鍍鋁全部轉(zhuǎn)移

鍍鋁層分層PET上鋁層薄

鍍鋁層分層VMPET上鋁層薄

 

表3

剝離角度

 

數(shù)值

平均值

不控制

  示意圖

縱向

0.33

0.03

0.48

0.28

橫向

0.01

0.02

 

0.02

T型

縱向

1.13

2.26

1.66

1.68

橫向

2.05

2.29

 

2.17

 

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