無溶劑複合工藝三大技術風險控制要點

無溶劑複合工藝顯著的優勢有降低成本、高效節能、生產安全穩定、提升產品質量等，是一種值得大力倡導、極具實用價值的生產工藝。

然而，當前無溶劑複合工藝還沒有達到成熟階段，軟包裝企業在應用過程中仍然存在一些容易被忽視的技術風險，從而導致質量問題的出現。為此，筆者總結了3個較為常見的無溶劑複合技術風險控制要點，並對其原因進行了分析，在此與行業人士分享。

要點一

無溶劑複合中增加A膠量的技術風險

無溶劑複合雙組分(A膠和B膠)膠黏劑混配比例一般是指A膠和B膠的重量比，而不是二者的體積比。雙組分膠黏劑的混配比例一般由膠黏劑生產廠家來確定，因為不同品牌、不同用途膠黏劑的配比一般也不同。雖然目前國內無溶劑膠黏劑生產廠家有很多，但A膠和B膠重量比的選項並不多，比較常見的A∶B有100∶80、100∶75、100∶50、100∶45等。但在軟包裝企業實際的無溶劑複合生產中，雙組分膠黏劑的配比會出現失調的情況，這就會對軟包裝產品無溶劑複合質量產生影響。

案例：複合結構為OPP/VMPET/PE的軟包裝袋，經過印刷、無溶劑複合工序後都沒有出現質量問題，但在分切制袋後，其封邊卻出現了卷邊現象。

該結構複合軟包裝袋採用的是某品牌低黏度無溶劑膠黏劑，實際複合生產中A、B膠的配比為100∶67(注意：根據上文所述，與之比較接近的正常配比為100∶75)。在分析故障原因時，筆者發現袋子卷邊的同時還伴隨內層膠黏劑不幹的現象。原本以為是複合膜熟化程度不完全所致，後延長熟化時間再進行分切制袋，袋子卷邊問題依然存在，且開口性也嚴重變差。

在乾式複合工藝中存在「提高固化劑(-NCO組分)可以提高複合強度」的說法，行業人士很容易將這種思路也「複製」到無溶劑複合工藝中，從而導致了較嚴重的質量事故。

事實上，在無溶劑複合工藝中，無論是-OH過量還是-NCO過量，都可能導致無溶劑膠黏劑不幹的現象，只是-OH過量造成的是永久性不幹，而-NCO過量造成的是短暫性不幹，其還可以與空氣中的水分子發生反應而繼續固化。判斷二者的簡單方法是，將不幹的複合層剝離開來，暴露放置在空氣中，如果24小時後膠層變干，則說明-NCO組分過量;依然有黏性，則說明-OH組分過量。

通過上述分析，再來判斷案例的原因，同時結合A、B膠的配比情況，不難發現袋子卷邊主要是由A膠(即-NCO)過量引起的，由於無溶劑複合膜卷較大，通常延長熟化時間效果並不明顯(在這裡一定要與熟化溫度低的情況區別開來)，必須再引入能與-NCO反應的水分來參與交聯固化反應。

有人說，在熟化室內放置幾桶水來控制熟化室的相對濕度，可達到引入與-NCO反應的水分的效果。但筆者認為，這樣做只對複合膜卷端面及表面的熟化有幫助，對複合膜卷中部的影響很小，因為在熟化環境中，空氣中的水分很難滲入複合膜卷中部，反而會使整體熟化效果出現偏差。

筆者認為比較行之有效的作法是，將複合膜卷在分切機上進行一次倒卷再進行熟化，同時增加車間環境的濕度(使用加濕器)，使得複合膜層間及表面吸附一部分水分，在熟化時這些水分會滲入到膠層與過量的-NCO發生交聯固化反應，從而使未乾膠層進一步充分固化，進而有效解除軟包裝袋卷邊現象。

要點二

無溶劑複合中PE薄膜剝離強度衰減的風險控制

薄膜吹塑中會添加一定量的爽滑劑，以降低薄膜之間、薄膜與設備之間的摩擦力，使薄膜表面更為光滑，使得複合膜在生產過程以及包裝機上運行更為順暢。通常情況下，PE薄膜中會適度添加過量爽滑劑，這樣能在一定程度上解決無溶劑複合膜熟化後摩擦係數異常增大的現象，但這也會導致複合膜的剝離強度發生衰減，嚴重時，在熟化完成時就能檢測到複合膜剝離強度不達標，而大部分情況是在複合膜放置過程中或者軟包裝袋的流通過程中，才出現剝離強度的衰減。筆者在此分析兩個實際案例作為參考。

案例1：複合結構為BOPA/PE光膜

主要參數：某品牌無溶劑膠黏劑，塗膠量為1.5g/m2，40℃溫度下熟化24小時。

該複合膜剝離強度的跟蹤檢測數據如下：

10月13日檢測：橫向剝離強度為15.37N/m。

11月4日檢測：橫向剝離強度為4.62N/m，

將複合層剝離開來後，PE薄膜表面有一層用手可擦拭掉的霧狀物質，如圖1所示。

11月18日檢測：橫向剝離強度為4.69N/m，

與上次檢測數據接近，說明複合膜的剝離強度達到了穩定值。

通常，軟包裝企業只對熟化後不久的複合膜剝離強度進行檢測，很少會跟蹤測試放置過程中的複合膜或流通過程中的軟包裝袋的剝離強度是否出現衰減，在此應該引起注意。

案例2：複合結構為消光OPP/PET/抗靜電PE

主要參數：某品牌無溶劑膠黏劑，塗膠量為1.5g/m2，42℃溫度下熟化24小時。

同樣選擇了3個時間點進行剝離強度的跟蹤檢測，檢測結果為：縱向剝離強度分別為2.08N/15mm(PET膜發生斷裂)、1.82N/15mm、1.79N/15mm;橫向剝離強度分別為2.97N/15mm、2.75N/15mm、2.69N/15mm。

縱向剝離強度衰減嚴重，橫向剝離強度衰減不明顯，而且在最後一次檢測時同樣發現PE薄膜表面有一層可用手擦拭掉的白色物質，用溶劑擦拭表明膠層在PE膜一側。

從以上2個案例可以看出，無溶劑膠黏劑在PE薄膜中的遷移會將爽滑劑帶出，這是導致複合膜剝離強度衰減的主要原因，筆者建議可以使用耐無溶劑膠黏劑遷移的爽滑劑添加配方，這樣既可以解決PE薄膜在無溶劑複合中的摩擦係數變化問題，也可以解決剝離強度的衰減問題。

要點三

注意鑒別無溶劑 膠黏劑的氣味特徵

曾有人問筆者：「結構OPP/VMPET/PE的複合膜，採用無溶劑複合後有殘留氣味，而採用乾式複合卻沒有，請問是什麼原因?」

引起軟包裝袋產生異味的因素較多，如殘留溶劑、油墨樹脂、薄膜原料樹脂、膠黏劑等，儘管無溶劑複合不存在溶劑殘留的工藝風險，但無溶劑膠黏劑中樹脂及配方具有一定的氣味特徵，有些在複合固化後，甚至還有些在包裝內容物後仍存在一定影響。對於軟包裝企業來說，一定要注意鑒別無溶劑複合後複合膜是否有異味，防患於未然。

關於複合膜異味的檢測方法，GB/T 10004-2008《包裝用塑料複合膜、袋 干法複合、擠出複合》標準有相關規定。

(1)在GB/T 10004-2008標準中規定了包裝感官指標檢測方法：打開包裝箱及內襯的包裝膜，即時聞是否有異嗅。

(2)GB/T 10004-2008的6.6.16.2規定，取10cm×10cm的薄膜一張，裁成條狀，放入盛有150ml蒸餾水的器皿中，蓋上蓋子密封，放入60℃的烘箱或水浴中，30min後取出，打開蓋子，聞水蒸氣的氣味，判斷是否有異味。

(3)方法2實際較少使用，通常都是取一定面積的複合膜，剪碎封裝入500ml的玻璃瓶，在60～80℃溫度下烘烤30min，感官檢測是否有異味。也可以將包裝袋封入空氣或實際內容物後，在50～60℃溫度下旋轉數小時，撕開包裝，感官檢測是否有異味。

複合膜的異味主要來源於無溶劑膠黏劑，所以一般無溶劑膠黏劑的氣味特徵，可用如下方法鑒別。

(1)取一定量的不同品牌A膠和B膠，進行感官檢測對比。

(2)相同結構原材料的複合膜，用不同無溶劑膠黏劑複合後，取樣按複合膜異味判斷方法2進行鑒別。

(3)將按說明書比例混配好的無溶劑膠黏劑加入玻璃瓶中(瓶底墊張塑料單片膜，膠黏劑固化後方便取出)，於40～50℃交聯反應24～48小時後，鑒別其氣味特徵。該方法比較貼合實際應用，其包括樹脂本身的氣味特徵、未反應完全的低分子量成分可能產生的氣味特徵，交聯固化時可能存在的副反應產物的氣味特徵。

文章轉自科印網技術頻道，原載於《印刷技術》雜誌

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