國家新聞出版署頒布的《覆膜質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)》要求紙塑復(fù)合產(chǎn)品分割后無明顯卷曲。實際上不少紙塑復(fù)珍貴產(chǎn)品在分割后都存在卷曲明顯的現(xiàn)象。你雙手能把它展開,可一松手,很快又回縮成筒狀。這些卷曲的紙塑復(fù)合產(chǎn)品,很難用補救方法恢復(fù)平整。這給覆膜后的斷切、折疊、包貼封面等再加工造成很多不便和浪費。紙塑復(fù)合產(chǎn)品卷曲已成為一種僅次于起泡和脫膜的嚴(yán)重問題。
一、紙塑復(fù)合產(chǎn)品卷曲有其規(guī)律
紙塑復(fù)合產(chǎn)品是由紙張、BOPP薄膜和粘合劑三種固相物質(zhì)組成的緊密體,它具有傳統(tǒng)單一紙張不可能具有的優(yōu)越性能。BOPP薄膜增強了基體一紙張的機械性能和對光的折射,粘合劑做為界面使紙塑合二為一。
紙張和BOPP薄膜二者的不同組分,決定了在復(fù)合過程中和復(fù)合后新的自然條件下各自產(chǎn)生不同的變化。我們經(jīng)過較長時間、較大范圍、較多品種的觀測、分析、對比后,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生卷曲的紙塑復(fù)合產(chǎn)品有一個共同點,即“膜短紙長”。將貼合的薄膜從紙張上完整剝離后測量,薄膜橫向尺寸總是小于紙張同向尺寸。
。ㄒ唬┡c紙塑復(fù)合產(chǎn)品卷曲程度有關(guān)的幾個因素
1.紙張定量 定量低的紙張卷曲率大于定量高的紙張。
2.紙張質(zhì)地 質(zhì)地疏松、粗糙的紙張卷曲程度嚴(yán)重于質(zhì)地密、光滑的紙張。
3.薄膜拉伸形變 薄膜拉伸形變大的嚴(yán)重于薄膜拉伸形變小的。
4.溫度 每年的四月份以前和十月下旬以后,生產(chǎn)車間與大氣溫差加大,卷曲事故明顯出現(xiàn)。
5.濕度 雨、雪、霧等空氣濕度大的天氣,是誘發(fā)紙塑復(fù)合產(chǎn)品卷曲的重要條件。
6.生產(chǎn)工藝 即涂膠復(fù)合工藝比預(yù)涂膜干式復(fù)合工藝易造成產(chǎn)品卷曲。
。ǘ┘埶軓(fù)合產(chǎn)品卷曲的原因
不同的熱壓合工作條件產(chǎn)生不同的應(yīng)力
紙塑復(fù)合生產(chǎn)采用的BOPP雙向拉伸薄膜,是在高于PP(聚丙烯)樹脂軟化點的溫度條件下,用機械縱、橫雙向拉伸到一定寬度(4000—4000mm)、一定厚度(28—15μm),然后冷卻定型而成。
BOPP薄膜通過拉伸取向,耐熱性和耐候性得到改善,壽命延長。BOPP薄膜冷卻定型的同時,分子鏈段的取向被凍結(jié)起來,在拉伸方向的膨脹系數(shù)變。ò崤蛎浐蜐衽蛎洠,熱收縮率增加。
當(dāng)BOPP薄膜被覆膜機加熱輥筒重新加熱時,被凍結(jié)的分子鏈段產(chǎn)生一種恢復(fù)未拉伸進尺寸的趨勢,即薄膜在縱、橫方向都要發(fā)生受熱收縮。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定BOPP薄膜在縱、橫向的收縮率為不大于4%。
BOPP薄膜在復(fù)合受熱時的收縮特性,決定它必然要產(chǎn)生收縮內(nèi)應(yīng)力。
BOPP薄膜在復(fù)合受熱收縮時間,還得承受熱壓合機構(gòu)的碾壓延展和收卷機構(gòu)的拉伸牽引這兩種縱向外力。這幾種力量同時作用于BOPP薄膜,加大了它的橫收收縮度和脫離熱壓合機構(gòu)進入常溫后的收縮張力。
紙塑復(fù)合中的紙張,是天然纖維游離將和填料抄制成的網(wǎng)狀織物。纖維與纖維的結(jié)合總是以水為媒介,而且?guī)缀蹩偸强赡娴。在水的橋梁作用下,松散的植物纖維通過一系列作用結(jié)合起來,脫水烘焙后制成紙張。當(dāng)紙張的水分增大到一定數(shù)值時,又會發(fā)生松解,成為碎片、紙漿。
紙張的水分含量一般在5—7%,相當(dāng)于相對溫度50—60%時的平衡水分。當(dāng)周圍環(huán)境的相對濕度變化時,紙張具有吸濕或脫濕的功能,以達到自身水分和周圍環(huán)境空氣中水蒸氣含量新的平衡。
紙張是一種吸濕材料,它能從空氣中吸收水分,吸收水分的速度取決于空氣中水蒸氣的含量及空氣的溫度。它也能把水分傳到空氣中而失去水分,失水速率決定于紙張的水分含量及其溫度。
在紙塑復(fù)合生產(chǎn)過程中,紙張和BOPP薄膜通過熱壓合機構(gòu)時,存在著兩個相互聯(lián)系的運動。首先是熱運動,加熱輥筒的熱量要連續(xù)不斷地傳導(dǎo)給加壓橡膠輥、BOPP薄膜及薄膜上涂布的粘合劑和與之復(fù)合的紙張。其次是流體運動。流體的運動包含兩個方面:一是粘合劑的流平和向薄膜、紙張及油墨印層微孔間的雙向滲透;二是紙張所含水分在加熱輥筒熱擠壓下的蒸發(fā)。熱運動和流體運動是相互聯(lián)系的,前者是后者的基礎(chǔ),后者是前者作用效果的動態(tài)反應(yīng)。其結(jié)果是將存在于紙張孔隙和細(xì)胞腔內(nèi)的吸附水、游離水大部分除去,使纖維干燥收縮,紙張尺寸變小。
紙塑復(fù)合時的熱壓合工作條件,使BOPP花天酒地膜產(chǎn)生收縮張力。紙張推動水分產(chǎn)生收縮應(yīng)力。薄膜的熱收縮主要表現(xiàn)在橫向,紙張的干燥收縮主要表現(xiàn)在反面的橫向。雖然這兩種不同的固相物質(zhì)對熱的反應(yīng)都表現(xiàn)為收縮,但存在著方向性和大小性的矢量差別,薄膜收縮張力大于紙張收縮應(yīng)力。
二、復(fù)合后環(huán)境濕度變化造成紙張應(yīng)力變化
紙張的平衡水分在同一濕度下,隨環(huán)境溫度的增加而減少。如膠版紙在18℃時,平衡水分為6%,28℃時,平衡水分為5.5%,42℃時,平衡水分為5%。其規(guī)律為在一定濕度下,溫度每變化15℃左右,紙張的平衡水分變化量大約為0.5%。
紙張的平衡水分在一定的溫度條件下,隨空氣相對濕度的增加而增加,在相對濕度達75%以上的條件下,較小的濕度變化就會引起紙張較大的水分變化和變形。
紙張吸濕或脫濕變形有兩個特性:
1.方向性 橫向伸縮大,縱向伸縮小。橫向伸縮率是縱向伸縮率的2—8倍。
2.兩面性 由于纖維在紙張正、反兩面定向排列的程度不同,造成吸濕時,反面的伸長比正面的伸長要大,表現(xiàn)為紙張向正面卷曲;造成脫濕時,反面的縮短比正面的縮短面大,表現(xiàn)為紙張向反面卷曲。無論向哪一方面卷曲,它總是以紙張的縱紋方向為軸。
紙塑復(fù)合產(chǎn)品脫離熱壓合工作條件后,大多數(shù)的外界環(huán)境是溫度低、濕度大。濕度降低使BOPP薄膜熱收縮尺寸定型,濕度加大BOPP薄膜基本不受影響,其吸水率<0.005%,但使紙張吸濕延長。
BOPP薄膜的收縮定型,和紙張吸濕后延長、抵消紙張推動水分時產(chǎn)生的收縮應(yīng)力這種新的反差,更加大了薄膜的收縮張力,使薄膜牽動紙向紙的正面(薄膜方向)卷曲。這種卷曲程度隨紙張吸濕量的增加而增加)。
三、紙塑復(fù)合產(chǎn)品卷曲的預(yù)防
1.采用新工藝
沿用即涂膠覆膜舊工藝進行紙塑復(fù)合生產(chǎn),BOPP薄膜在工藝流程中的運行圖為:
放料→展平→涂膠→烘干→展平→初粘→熱壓合→收卷→存放→分切
采用預(yù)涂膜干式復(fù)合新工藝進行紙塑復(fù)合生產(chǎn),BOPP熱熔膠預(yù)涂薄膜的行程簡化為:
放料→展平→熱壓合→收卷→存放→分切
預(yù)涂膜干式復(fù)合新工藝比即涂膠復(fù)合工藝簡化,減少了BOPP薄膜涂膠前3—5道直輥、弓形變輥的展平張力、涂膠機構(gòu)的擠壓磨擦、烘干機構(gòu)中各道展平輥的磨擦和熱氣流動等綜合應(yīng)力的產(chǎn)生,降低了主機為克服上述各種外煙囪而增加的牽引力,從而減輕了熱壓合前的拉伸和拉伸狀態(tài)下熱壓合時的熱收縮。
2.控制熱壓合工作溫度
BOPP薄膜的熱收縮率隨溫度的升高而增加。在溫度為95℃以下時熱收縮為正常值,收縮張力對紙張的作用不太明顯。超過這個數(shù)值,熱收縮急劇加大。紙塑復(fù)合生產(chǎn)時設(shè)定的上限溫度為90—95℃為宜。
還要注意紙張對溫度的反應(yīng)。因在一定濕度下,溫度變化15℃,紙塑復(fù)合生產(chǎn)與存放環(huán)境的溫度差應(yīng)低于10℃以22—25℃為最佳。
3.控制生產(chǎn)環(huán)境濕度
即涂膠覆膜工藝要使用大量溶劑。這些溶劑在和粘合劑調(diào)兌、涂布、烘干過程中,自由或被強制性地產(chǎn)生出大量在害揮發(fā)氣體。同時,各類覆膜機工作時,電加熱裝置要產(chǎn)生大量熱能,機械運轉(zhuǎn)時各部件磨擦也產(chǎn)生一定熱量。在覆膜機周圍形成一個高溫低溫(與生產(chǎn)前相比,溫度升高10—20℃,相對濕度降低10—30℃)的小氣候區(qū)域。
為不斷降低有害揮發(fā)氣體的濃度和覆膜機周圍的溫度,在很少用空調(diào)機調(diào)節(jié)溫度的生產(chǎn)車間,大多數(shù)是用機械排風(fēng)方式強制生產(chǎn)車間內(nèi)外氣流的更換。當(dāng)外界空氣中的含水量大于生產(chǎn)環(huán)境時,大量含水量較高的外界空氣被導(dǎo)入,使生產(chǎn)車間相對濕度增高,導(dǎo)致紙塑復(fù)合產(chǎn)品紙面吸濕延長,膜面收縮張力加大,引起卷曲。
依據(jù)紙張的水分含量相當(dāng)于相對濕度為50—60%時的平衡水分,生產(chǎn)車間的濕度控制在60%為宜。相對濕度低時,可常向地面噴灑水以保濕;相對濕度高時,可加大覆膜機周圍的熱空氣流動以干燥。生產(chǎn)全過程咯種的相對濕度差不可超過10%。
紙塑復(fù)合產(chǎn)品卷曲的原因和預(yù)防
2012-11-14 19:11:10 作者: 來源: 評論:0 點擊:
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