主冷辊粗糙度对预涂膜纸张粘接力的影响

丁丽（山东泗水康得新复合材料有限公司，山东　济宁　273200）

主冷辊粗糙度对预涂膜纸张粘接力的影响

丁丽（山东泗水康得新复合材料有限公司，山东济宁273200）

预涂膜主要用途是与纸张复合，亮光预涂膜能够增加包装产品的光泽度、亚光预涂膜增加包装产品雾度、提升质感，同时起到保护外包装的作用。

预涂膜主冷辊纸张复合剥离强度

1　概述

1.1预涂膜简介

预涂膜是近年来广泛使用的包装产品，由于在加工过程中不产生有害物质，相比上一代即涂膜更加绿色环保，且具有工艺简化、生产效率高等特点，受到市场越来越多的关注和需求。预涂膜由基材和粘合剂组成，先将基材薄膜上胶复卷后再与纸张印品复合的工艺。它先由预涂膜加工厂根据使用规格幅面的不同将胶液涂布在薄膜上复卷后供客户使用，而后再与印刷品进行复合。复膜，即贴膜，就是将塑料薄膜涂上黏合剂，与纸印刷品经加热、加压后使之黏合在一起，形成纸塑合一产品的加工技术。经复膜的印刷品，由于表面多了一层薄而透明的塑料薄膜，表面更平滑光亮，从而提高印刷品的光泽度和牢度，图文颜色更鲜艳，富有立体感，同时更起到防水、防污、耐磨、耐折、耐化学腐蚀等作用。

基材通常为聚酯（PET）薄膜和双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜。BOPP薄膜具有透明度高、光亮度好、无毒无味、耐水、耐热、价廉、质地柔软等特点，是复膜工艺中较理想的材料，其厚度为12－20um左右，因此，从材料成本和加工工艺的角度考虑，绝大部分预涂膜基材采用BOPP薄膜。

预涂膜的黏合剂层有熔融型和溶剂挥发型两种，根据加工设备及工艺条件的不同，选用不同厚度的黏合剂层，黏合剂层的厚度一般在5－15um之间。目前，国内预涂膜的黏合剂层主要由热熔胶或有机高分子低温树脂组成。热熔胶是由主黏树脂和增黏剂、调节剂等数种材料共混改性而成。有机高分子树脂是单一高分子低温共聚物。由于热熔胶是由数种材料混合而成，所以复膜后的透明度明显低于低温纯树脂类的预涂膜。

预涂膜复膜产品的特点

⑴采用熔融型预涂膜的复膜产品不会出现起泡和脱膜现象，产品的使用寿命较长。

⑵采用溶剂挥发型预涂膜的复膜产品在印刷墨层比较厚，折叠、模切、压痕压力比较大的地方，或者在车间温度比较高的环境下，也会发生脱膜和起泡现象。

⑶溶剂挥发型预涂膜在生产时极易黏附灰尘等杂质，从而影响复膜产品的表面效果。

⑷复膜产品基本上不会出现卷曲现象。

从上面可以看出，预涂膜复膜工艺，特别是熔融型预涂膜复膜工艺具有即涂膜复膜工艺无法比拟的优势，是未来复膜行业的必然选择。

1.2预涂膜生产工艺流程

本产品设置连接层将抗静电层和后续涂布的热封层以较强的结合力连接起来，使薄膜具有与纸和塑料薄膜的热封合性能；选用特殊的消光料并调整到适合的加工工艺，使生产速度提高，膜面消光效果均匀，光泽度低，提高产品的附加值。

其工艺流程为：将基材表面张力提高，便于底涂剂润湿→在基材上涂布粘接介质→将底涂剂中的水分烘干，含2%酒精→挤出机将颗粒状热熔胶融化并形成流延膜→复合部将树脂与基材结合，形成复合膜→将复合膜两侧的多余树脂裁切掉→提高热熔胶的表面张力→将复合好的半成品收成卷材→按照客户要求分切成不同宽度→包装入库。

1.3预涂膜生产关键控制点

近年来，纵观国内外预涂膜的市场行情看涨，引起国际BOPP行业新一轮的竞争；双向拉伸聚丙烯薄膜一般不能直接与共聚物或纸进行复合，生产加工时，需要对双向拉伸聚丙烯薄膜进行表面处理，涂一层底涂剂并烘干再与共聚物或纸进行复合，加工成预涂膜。该项目产品主要用于在包装印刷制品表面的覆膜，该项目产品作为一种新型无涂膜薄膜，其基膜具有生产速度快、雾度高、复合性能稳定、可进行在离线后处理等特点，而且经过预涂后使用时操作简便、节约工序。

预涂膜生产过程，从基材上卷，进过展平辊展平，在电晕处理机打电晕，涂胶烘干后复EVA，经冷辊冷却定型，测厚，打电晕，收卷，分切等几道工序，影响预涂膜复膜质量主要是温度、压力、速度等工艺参数。预涂膜与纸张复合过程，主要有放料、开机、输送印刷品、收卷、分切等工序。基材与粘合剂EVA在挤出复合后，由于EVA温度较高，处于粘性流动状态，厚度不易控制，需经过及时冷却定型，所以在复合后即经直径较大的冷却辊附着，定型冷却后测定厚度，如有厚度波动，测厚仪反馈厚度结果，调节相应位置EVA挤出量，从而调控厚度。EVA复合后与冷辊面接触，从而起到降温的作用，冷棍面粗糙程度的不同，会影响预涂膜功能面的微观状态，冷滚面越平整光滑，EVA与之贴合就会更好，冷却效果，膜表面平整程度也越好。产品表面微观形态影响同时影响性能，较平整的表面在后续加工时与纸张复合，贴合更加紧密，在相同温度、压力、速度的情况下，能获得更佳的复合强度，并且减少气泡等缺陷的出现，有助提升产品的使用性能。

预涂膜生产主要工艺参数是温度、压力和生产速度。温度是复膜的第一关键，预涂膜用的粘合剂是热熔胶，温度决定着热熔胶的熔融状态，决定着热熔胶的流平性能，决定着热熔胶分子向BOPP薄膜、印刷墨层、纸张基材等三种物质分子间的扩散能力，同时也决定着热熔胶的结晶度，只有正确控制工作区域的温度，才能使预涂膜在薄膜上的固态热熔胶层彻底熔融成为粘流状态，具有合适的流动性以实现对印刷品表面的润湿粘结，同时保证复合后即时固化，使复膜产品达到外观平整、够光亮、胶层熔融程度好、无折痕。并能将油墨剥离。根据我们的实践．温度控制在80～100℃左右范围较适宜。

压力，在正确控制复合温度的同时还应使用适当的压力，因为纸张本身表面并不十分平整，只有在压力作用下，粘流状态的热熔胶才会在赶走印刷品表面的空气过程中充分润湿纸印刷品表面。压力一般控制在10-15Mpa。

速度，纸面复膜是在动态进行中的复合运动，其运动速度决定了纸塑复合体在热压合体在热压合工作介面上停留的时间、也决定了复膜机输入的温度、压力以及在实际生产过程中对纸塑复合所结出的实际作用值。随速度的加快，降幅明显，热压作用力衰退，使复合效果恶化，运行速度太快，粘结不牢，会有雾状，太慢则无效率，甚至起泡。根据我们的经验一般速度控制在对开纸一分钟10-20张左右较适宜.。温度、压力、速度三大因素相互影响，在调节某一参数时可能需要改动其他参数，才能获得好的加工和性能。

膜与纸张复合强度在行业内一般用剥离强度表示，剥离强度（peel strength）：粘贴在一起的材料，从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力。剥离时角度有90度或180度，单位为：牛顿/N。它反应材料的粘结强度。实验方法按照GB/T 2792 2014。

2　实验内容

2.1仪器设备

0线预涂膜生产线，2线预涂膜生产线，0线拉伸试验机，2线拉伸试验机。

2.2原料

亚光KPMB1512预涂膜，亮光KPGB-N1212预涂膜，复合用黑纸、红纸。

2.3实验说明

安排检测室实验人员督导生产，不同人员检测，以消除生产和检测人员差异带来的影响；选用相同抗静电剂、抗粘连剂、克重相同（±0.05）、相同月份生产的预涂膜做实验，以消除原料差异的影响；在0线和2线两生产线更换不同粗糙度主冷辊进行实验，以消除生产设备、工艺造成误差；使用0线和2线两组拉伸试验机，分别对同规格5个样品，每个样品测两组剥离强度试验，取平均值，以消除测量仪器带来的误差。

0线和2线生产线，使用不同粗糙度的主冷辊，并且换辊前后粗糙度也不同。主冷辊粗糙度：0线1.201，2线换辊后0.966，2线换辊前0.728。

2.4实验过程

0线和2线在2014年7月到12月生产过A、B料相同的同规格预涂膜，选用KPMB1512和KPGB-N1212两规格预涂膜作实验对比，分别实验不同粗糙度主冷辊对亚光预涂膜与黑纸、红纸的粘接力，及亮光预涂膜与黑纸、红纸的粘接力变化。

2.5实验结论

根据以上试验数据，得出结论：亮光预涂膜在粗糙度小的主冷辊表面生产，纸张粘力越大；亚光预涂膜在粗糙度大的主冷辊表面生产，纸张粘力越大。

3　结束语

综上所述，不同品种的预涂膜，在不同粗糙度的主冷辊生产线生产时，会出现相反的力值改变。为保证产品有足够的纸张粘接力，就需要对每个品种选用适宜的生产条件，对于亚光膜，可选用表面粗糙度较大的主冷辊；对于亮光膜，选用表面粗糙度较小的主冷辊。生产车间及工艺技术部门应根据不同品种及客户实际需求选用适合的工艺，才能生产出性能理想的产品。

丁丽（1976.1-）女，山东泗水康得新复合材料有限公司，技术研发部，工艺工程师，研究方向：高分子材料。