鍍鋁CPP 膜復合后“腐蝕”現(xiàn)象研究

周愛娟

（河南銀金達彩印股份有限公司）

一、鍍鋁CPP 膜特性及應用現(xiàn)狀

鍍鋁CPP 膜采用流延CPP 膜作為基材膜，采用高真空蒸鍍工藝，使鋁材質在真空室均勻蒸鍍在薄膜上，形成帶有光亮的金屬光澤的鍍鋁膜。流延CPP 膜是通過熔體流延驟冷生產的一種無拉伸、非定向的平擠薄膜，其特點是生產速度快、產量高，薄膜的透明度、光澤性、厚度均勻性等極為出色。從鍍鋁工藝看出，鋁絲在1700℃的高溫條件下，鋁絲蒸發(fā)成為氣態(tài)后均勻附著在CPP膜表面，而CPP 膜表面優(yōu)越的電暈處理，能夠使鋁層更加的附著力更加牢固，后經冷卻后，CPP透明膜成為鍍鋁級膜。

圖1. 鍍鋁生產工藝流程示意圖

流延CPP 膜作為應用非常普遍的包裝材料，常規(guī)標準厚度有18 μ m、20 μ m、25 μ m、36 μ m 等，經過對20 μ m、25 μ m 兩種厚度CPP膜鍍鋁前后的電阻值、氧氣透過率、水蒸氣透過率等三項性能指標進行比對試驗。

表2 流延CPP 膜鍍鋁前后性能對比表

由表2 試驗數(shù)據(jù)可明顯看出來，鍍鋁后的CPP 膜三項指標呈現(xiàn)明顯的降低，證明鍍鋁后的CPP 膜在阻氧阻水的性能方面能有了明顯改善。

可見，鍍鋁后的CPP 膜氧氣透過率、水蒸氣透過率大大下降，薄膜的阻氧阻水性能得到很大提高，使鍍鋁CPP 膜不僅具有塑料薄膜的特性，又具有了金屬的特性。薄膜表面的鍍鋁層還起到了遮光、防紫外線照射等物理作用，延長了內容物的保質期，同時又提高了薄膜的亮度，在一定程度上代替了價格昂貴的鋁箔，具有價廉、美觀及較好的阻隔性能，因此，鍍鋁膜在復合包裝中的應用十分廣泛。在食品、化妝品、日用洗化業(yè)包裝，甚至是建筑行業(yè)等使用都較為普遍。

二、鍍鋁CPP 膜復合生產工藝

由于鍍鋁CPP 膜優(yōu)勢明顯，應用又比較廣泛，一般用于二層復合結構的內膜使用，外層通常使用BOPP、BOPA 等作為印刷膜，通過粘合劑進行兩層膜的復合生產。

近年來，環(huán)保呼聲日益高漲，對包裝印刷使用的原材料也相應的更多使用環(huán)保水性油墨、水性粘合劑等，不需要使用有機溶劑作為稀釋劑，沒有異味及有害殘留，在復合生產中被優(yōu)先選用。

復合生產工藝表述：

圖2. 復合生產工藝

圖2 即為復合生產工藝，印刷膜均勻涂布環(huán)保型水溶性粘合劑后，經干復機烘箱烘干粘合劑中多余的水分，并經干復機排風系統(tǒng)排出，與鍍鋁CPP 膜經過膠輥壓力作用粘合成為了二層復合膜。復合后的膜需要經過一段時間的高溫熟化，使粘合劑達到最佳的交聯(lián)反應，粘合效果最佳。

三、鍍鋁CPP 膜復合后“腐蝕”現(xiàn)象

理論來說，干復機烘箱采用3-4 段連接，加工溫度逐段遞增，印刷膜經過烘箱的加熱，粘合劑中的水分完全揮發(fā)，粘合劑物理固化形成粘接。但是在實際生產過程中，由于粘合劑的不徹底干燥造成水分殘留在復合膜中間，鋁面接觸大量水分，而復合后必要的高溫熟化，給水分和鋁分子提供了反應條件，經過一段時間就會產生鍍鋁層被水分腐蝕被氧化，在產品的表面表現(xiàn)出不規(guī)則、不均勻花紋狀的發(fā)黑“腐蝕”現(xiàn)象，影響產品外觀及性能，不能起到應有的包裝作用。用化學反應式來表示就是Al+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑，反應條件為加熱。而這種現(xiàn)象需要一段時間的反應期，不會立即表現(xiàn)出來，可以稱之為“潛伏期”，我們在生產時幾乎無法察覺，有時甚至是產品在客戶使用中會發(fā)現(xiàn)這類問題。由于其不易發(fā)現(xiàn)的特性，極其容易造成批量質量事故，這個問題已經成為困擾軟包裝行業(yè)的一大難題。

四、粘合劑不能徹底干燥的原因分析

我們分析鍍鋁CPP 膜在復合后產生這種“腐蝕”現(xiàn)象的原因是：

1. 干復機運行速度與粘合劑水分揮發(fā)速度不一致：（1）烘箱溫度設定過低，粘合劑水分無法全部揮發(fā)；（2）烘箱溫度設定過高，或機速過快，粘合劑表面一層水分快速揮發(fā)，內層來不及揮發(fā)，造成“假干”現(xiàn)象；一般情況下，干復機高速運轉（180-400 m/min），水分在烘箱內來不及全部揮發(fā)就被帶出烘箱復合。

2. 干復機烘箱溫度波動范圍大，在“過高”和“過低”溫度之間的轉換，使得粘合劑揮發(fā)不穩(wěn)定，來不及揮發(fā)的水分殘留在復合膜中間。

3. 干復機排風風量小，已經揮發(fā)的水分排不出烘箱，繼續(xù)殘留在粘合劑表面。

圖3. 干復烘干關鍵點

可以看出，發(fā)生“腐蝕”問題的根本原因就是出烘箱涂過粘合劑的薄膜干燥不夠，所以控制出烘箱未復合之前薄膜的溫度和濕度就是控制這一問題的關鍵所在。（圖2）

五、鍍鋁CPP 膜“腐蝕”解決方案

解決粘合劑水分的揮發(fā)及排出，就可以解決鍍鋁CPP 膜的“腐蝕”問題，通過以下方法控制：

1. 調整烘箱溫度、匹配生產速度

烘箱溫度設定與生產速度要達到匹配：低速（120-150 m/min）生產時，水性粘合劑過烘箱時間較長，采用三段烘箱設備可以滿足需要，溫度設定自50℃起步，至80℃結束，運用“小火慢工”的原理，使粘合劑水分能夠在烘箱最后一段時完全揮發(fā)；中速（150-200 m/min）生產時，需在低速生產的基礎上調高5℃左右，使過烘箱的粘合劑較快的徹底揮發(fā)水分，三段烘箱能夠滿足需要；高速（200-400 m/min）生產時，需選用四段烘箱設備，第一段烘箱溫度不宜過高，設定為50-55℃比較合理，中間兩段烘箱溫度遞增5℃左右，最后一段烘箱可以設定為85-90℃，四段烘箱可以增加粘合劑的水分蒸發(fā)時間，保證揮發(fā)效果。

表3 干復機速與烘箱溫度匹配工藝

按表3 所述速度匹配的烘箱溫度進行生產比較合適。需注意的是，每次在首開機時，要尤其關注烘箱的實際溫度，勤觀察、勤調整，觀察烘箱溫度，達到匹配溫度前先低速生產。烘箱溫度設定范圍不宜過大，上下浮動不超過10℃為宜，生產過程中要時常關注烘箱溫度是否在設定范圍內，必要時可使用測溫槍或溫度計實際測量烘箱口溫度，保證溫度是避免“腐蝕”問題的關鍵。

2. 烘箱風量

干復機烘箱設置有進風與排風，進風略小于排風，要求為“微負壓”，這樣才能保證水分蒸發(fā)后及時排除烘箱，不給已經揮發(fā)出粘合劑的水蒸氣“凝結”的機會。

3. 加裝“輔助裝置”

針對鍍鋁CPP 膜“腐蝕”現(xiàn)象“潛伏期”不易發(fā)現(xiàn)的特點，我們在實際生產中總結經驗，經過多次試驗，設計了一種“輔助裝置”，在線監(jiān)測出烘箱口粘合劑溫度，在烘箱出口處的一側安裝紅外線溫、濕度感應裝置，該裝置與報警裝置通過導線連接，由工作人員對紅外線溫、濕度感應裝置提前設定下限數(shù)值， 在溫度或是濕度達不到設定下限數(shù)值時由報警裝置自動報警，生產人員由此判定產品干燥不夠，并對設備及時停機處理，避免隱性批量質量事故的發(fā)生。經過我們實際生產使用，完全可以達到預防鍍鋁CPP 膜“腐蝕”問題產生，并取得了國家專利。如圖4。

圖4. 輔助裝置示意圖

六、結論

本文研究了鍍鋁CPP 膜是水性粘合劑生產中出現(xiàn)的“腐蝕”現(xiàn)象原因及應對措施，得出結論如下：

1. 鍍鋁CPP 膜“腐蝕”現(xiàn)象的根本原因是水性粘合劑的水分揮發(fā)不徹底。

2. 控制烘箱溫度與生產速度的匹配，過高或過低都不利于水分的揮發(fā)。

3. 烘箱風量要求為“微負壓”，保證水分蒸發(fā)后及時排除烘箱。

4. 使用可以出烘箱口未復合前的溫度測量及報警裝置，可有效的提前發(fā)現(xiàn)并預防問題產生。