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BOPP/VMCPP镀铝复合膜强度差原因以及改善方案探讨

时间:2019-11-06 16:39来源:包装材料
BOPP/VMCPP镀铝复合膜结构在食品包装以及药品包装中应用极为广泛,尤其是在饼干包装、休闲小食品、药品颗粒剂包装上,但是此镀铝复合膜材料结构极易出现剥离强度偏低的现象,BO

BOPP/VMCPP镀铝复合膜结构在食品包装以及药品包装中应用极为广泛,尤其是在饼干包装、休闲小食品、药品颗粒剂包装上,但是此镀铝复合膜材料结构极易出现剥离强度偏低的现象,BOPP/VMCPP结构剥离强度偏差主要表现为油墨转移、镀铝层转移、胶黏剂自身分层。
当出现了这些现象时剥离强度会非常低,测试数据甚至低至0.2N/15mm,而国家标准中明确规定必须在1.0 N/15mm以上,因此对软包行业的同仁们产生了很大的困扰,部分有经验的从业者就会通过揉搓试验来判定是否放行。

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皇冠app手机投注下载,针对镀铝复合膜BOPP/VMCPP结构剥离强度差的三种现象,通过反复试验从原辅材料上分析了主要原因以及改善方案,具体如下:

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A、油墨大面积转移

由于镀铝膜的铝层是真空蒸镀物理吸附在塑膜上的,其铝层厚度只有350~500Å,质地较为疏松。
在复合中这些特性易导致剥离强度低下,并且难以解决。
常见的镀铝复合膜结构为BOPP/VMCPP、PET/VMCPP、BOPP/VMPET/PE、PET/VMPET/PE等。
在上述结构中,BOPP/VMCPP、PET/VMCPP剥离强度较低,下面着重加以分析并提出改进措施。

随着国家对环保要求的不断提高,苯溶性的氯化聚丙烯油墨逐渐被市场所淘汰,取而代之的是聚氨酯一体化油墨,而聚氨酯一体化油墨在BOPP材质上的附着力比较差,印刷下机时胶带牢度相对较差,使用3M标准胶带粘贴剥离会出现大面积脱落。
在复合熟化之后剥离检测时极易会出现油墨大面积转移。
针对聚氨酯一体化油墨在BOPP薄膜上的附着力差的现象,我们可以采取一系列方法来加以改善,比如,在油墨中添加固化剂油墨层形成交联反应,形成大的分子链,从而形成一层保护膜,保证在复合时胶黏剂不会大面积侵蚀墨层从而到达BOPP界面,最终将油墨从BOPP薄膜上剥离下来。
另外还可以通过在油墨中添加BOPP附着力促进剂以及提升BOPP电晕面的表面张力,BOPP表面张力尽可能控制在42dyn以上。
目前市场上宿迁金田生产的BOPP印刷膜、江苏双良生产的BOPP印刷膜基本可以满足此要求,而且经过多次工艺验证,厚度18um以下的BOPP效果相对更好。

VMCPP复合膜的剥离强度由两方面决定

B、镀铝大面积转移

一是黏合层与VM界面层结合强度;二是VM层与CPP界面的镀层牢度。
破坏一般都是发生在VM层-CPP界面,而且只有VM层发生转移,剥离强度才会显著降低。

镀铝CPP的镀铝附着力对复合强度的影响非常大,而镀铝层的附着力好坏主要取决于CPP基材以及镀铝工艺,CPP基材采用改性CPP可以大幅度提升镀铝层的附着力,镀铝时进行等离子处理也可以通过将CPP表面的小分子清理掉从而提升镀铝在CPP基材上的强度。
另外选择合适的胶黏剂以及低温短时间熟化的工艺可以降低对镀铝层的破坏。
胶黏剂建议使用分子量大、柔软性好、熟化过程中应力小的胶水。

其原因是什么呢?可以从两个方面解释:首先,在“粘合剂-镀铝层-CPP”界面存在一个力学平衡。
如果粘合剂-VM层的黏结强度低于VM层-CPP的镀铝牢度时,剥离时破坏发生在粘合剂-VM层界面;如果粘合剂-VM层黏结强度与VM-CPP的镀层牢度相当时,破坏界面随即发生;如果粘合剂-VM层粘接强度高于镀层牢度时,镀铝层将转移,破坏将发生在镀铝层-CPP界面;其次,用显微镜观察VM-CPP镀层时,可发现大量的缝隙和空隙,这是由于在真空蒸镀过程中CPP镀铝膜的牢度,从而造成了剥离时镀层的转移。

C、胶黏剂自身分层

如何消除镀层转移进而提高VMCPP复合膜的剥离强度呢?

在复合时,胶黏剂通常采用双组份胶水,如果胶水本身固化后形成的分子链自身容易断裂,从而造成胶黏剂自身断层,最终降低了剥离强度。

这要从对聚氨酯胶的结构分析入手。
双组份聚氨酯胶黏剂由以羟基基团组成的甲组分和以含游离异氰酸酯基团组成的乙组份组成。
使用时将主剂与固化剂按一定比例配制,两组分混合后发生交联反应产生网状固化产物而具有强的黏着力。
作为胶黏剂的主题材料,聚氨酯的结构对黏结效果有举足轻重的影响,聚氨酯可以看做是一种含软链段和硬链段的嵌段共聚物,软段由聚酯多元醇组成,硬段由多异氰酸酯或其小分子扩链剂组成,其中氨酯和脲键产生的氢键对硬段相区的形成具有较大的贡献,由于两种链段的热力学不相容性,会产生微观相分离,在聚合物基体内部形成微相区,聚氨酯的硬段微相区起增强作用,提供物理交联,软段基本被硬段去交联。
通过调整聚氨酯和脲键产生的氢键的分子量,扩大软段交联区域,降低内聚能,可以调节胶黏剂的粘着力,来适应“胶黏剂-VM层-CPP”的界面力学平衡,可以提高此结构剥离力。

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