BOPP预涂膜生产过程中BOPP与EVA间热合强度的研究

BOPP预涂膜生产过程中BOPP与EV A间热合强度的研究

摘要：组成预涂膜的基材（BOPP）与热熔胶（EV A）间结合力（用“热合强度”来表示）的大小，在印刷品与预涂膜复合后的处理工艺中（如轧线、凹凸等后处理）及印品使用过程中起着非常重要的作用，只有此热合强度达到一定数值，才不会出现基材与热熔胶层脱层现象，才不致影响印品外观质量。由于在正常生产过程中，EV A熔融流延与BOPP接触的瞬间，时间短，温度不足够高，两者之间的键和力几乎为零，所以两者之间的结合力也几乎为零，通过对预涂膜加工过程中相关工艺部位工艺参数的调整实验，最终确定：1、BOPP的润湿张力需要达到36～38达因；2、底涂剂浓度控制在0.95%（重量百分比）为佳，配方为：水：PEI：酒精=8：32：2（重量比）；3、臭氧功率≥0.8kw，机头气隙最佳距离为：130～150mm，臭氧管（臭氧气流）的最佳位置是：竖直位置（向上距模口）：55mm，水平位置：垂直于EV A流延膜或向下倾斜45度；4、挤出机模口的温度设置为220℃时，才可获得理想的结合力（热合强度）。

关键词：BOPP预涂膜EV A润湿张力PEI臭氧热合强度

预涂膜是近几年在我国兴起的应用环保型新产品，其定义方式是针对现行印刷行业所用的即涂膜而言的，即涂膜在我国的应用已有一定的历史，是指在塑料薄膜表面涂上溶剂型（多为甲苯，二甲苯类有毒性溶剂）粘合剂后，经过干燥箱去除大部分溶剂，再经过热的复合辊筒使其与印刷品复合在一起，即用即涂，加工过程中会产生大量污染生产环境和毒害操作人员的有毒气体；而预涂膜则是采用环保型加工方法，即：采用挤出复合工艺，一般是以热熔胶作为粘合剂，经挤出机塑化熔融，通过T型模头挤出后成熔融薄膜，在粘合层处于熔融状态时将其与塑料薄膜（基材）在一定条件下经过复合辊筒挤压粘合在一起，冷却定型后成为具有新的性能的复合材料，再应用到印刷行业，不再需要有毒性的溶剂，通过简单的加热复合辊筒便可与印刷品进行很好的复合，加工、使用过程完全环保，无毒性气体释放。

预涂膜的使用较即涂膜而言，具有高质（不会存在因为溶剂挥发不尽而导致印刷品出现气泡现象），与印刷品的结合力大（不会出现诸如书背折线处起层现象），使印品的色泽鲜艳，色差小，无污染，复合设备简单，操作方便等优点。但是，决定预涂膜性能优劣的重要指标之一是：组成预涂膜的基材与热熔胶间的结合力（行业上用“热合强度或剥离强度”来表述，以下简称热合强度）的大小，此热合强度只有达到一定标准后，才能保证在印刷品与预涂膜复后处理（诸如轧线、凹凸等冲击类型后处理）工艺中及印品使用过程中不会出现基材与热熔胶层脱层现象，若出现脱层现象，将会严重影响印品外观质量，为此，对预涂膜生产过程影响基材与热熔胶间结合力的因素进行了深入的研究，发现主要因素为：1）基材润湿（表面）张力；2）底涂剂浓度；3）臭氧量的大小及供给位置；4）热熔胶流出模口时的温度。

3.预涂膜生产工艺流程

根据上表所示实验数据可知：组成预涂膜的基材与热熔胶间的热合强度只有≥0.5N/15mm时，才能保证覆膜且做过冲击处理的印刷品外观质量长期保持完好；但是，若不做轧线、凹凸等冲击处理，则热合强度无需要求太高。由于预涂膜生产厂家不能时刻掌握用户所要做的工艺处理，所以热合强度以保险数值0.5N/15mm作为出厂标准。

二、结果与讨论

1.BOPP基材的表面润湿张力对热合强度的影响

2.臭氧功率的大小、机头气隙及臭氧供给位置对热合强度的影响

4.热熔胶流出模口时的温度对热合强度的影响

根据高分子热运动特点可知：温度升高时，一方面可提高各运动单元的热运动能力；另一方面由于热膨胀，分子间距离增加，即高聚物内部的自由体积增加，这就增大了各运动单元活动空间，有利于分子运动；再则，更多的热能为EV A 内化学键的断开提供了更多的能量，从而使EV A内的断键与臭氧发生更充分的反应，生成更多的酮、酯基等极性基团，进而使PEI与EV A及BOPP间的结合力增强，即热合强度升高。但热熔胶流出模口时温度的高低还制约着热熔胶层厚度均匀性问题，温度越高，均匀性越难控制，因此，在生产实践中需要找出热合强度与热熔胶层厚度均匀性均佳的平衡点，才能做出更优质的产品。通过对挤出机模口设定不同的温度（从200℃到225℃），同时观察热合强度的大小，结果证明，模口温度设定值为220℃时，热合强度及热熔胶层厚度较为适宜。

三、结论

参考文献

[1]周南桥.彭响方.编.塑料复合制品成型技术与设备化学工业出版社

[2]崔永芳.实用有机物波普分析.中国纺织出版社.

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[4]徐寿昌.主编.有机化学.高等教育出版社.