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涂布在线—​如何消除镀层转移进而提高VMCPP复合膜的剥离强

2018-07-28 20:23

  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,下面涂布在线加以分析并提出改进措施。

  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。

  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。

  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。

  粘合剂通过主剂/固化剂混合固化形成交联网络完成黏结,这种交联网络的形成可抑制胶黏剂分子的“渗透”,但固化需较高的温度和较长的时间,在固化期间,处于游离状态的胶黏剂分子会通过镀层的“空隙”进入VM层-CPP界面而降低镀层牢度,提高胶黏剂分子量和缩短交联时间,可缓解这种渗透破坏。

  由此可见,粘合剂是影响镀铝膜剥离强度的重要因素之一。选用镀铝膜专用复合胶是较好的途径之一,镀铝专用胶其分子量较大,分子量分布比较均匀,涂布性能好。

  镀铝膜本身的附着牢度也是相当重要的,不同基材生产的镀铝膜牢度不同,不同工艺生产的镀铝膜也不相同,PET、BOPP的延伸性小,耐热性好,在真空蒸镀时不会由于膜的延伸收缩而产生“空隙”,粘合剂渗透破坏性小,所以其复合膜剥离强度高。而CPP则不具备这些条件,但是在悬浮法生产VMCPP时,由于真空蒸镀时CPP膜受拉伸较小,空隙也轻微,所以剥离强度较高。如果需进一步提高镀铝附着牢度,可采用有增强涂层的基膜。复合加工工艺条件的控制也有很大影响,张力要适当,否则基膜延伸,而铝层未延伸,必然造成铝层松动牢度下降。对烘箱温度,复合温度均应有所下降,基材与镀层的热膨胀系数不一致,影响其附着力。熟化时提高熟化温度,缩短熟化时间,不要低温长时间熟化。另外,对于PET/VMPET/PE结构,第一遍复合后放置1~2小时,再复合第二遍。