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做座聚乙烯醇复合膜的涂布工艺技术

发布时间:2021-10-14 19:26:11 阅读: 来源:玻璃杯厂家

聚乙烯醇复合膜的涂布工艺技术

聚乙烯醇(PVA)是一种多羟基聚合物,由于其分子结构的特点,致密性高,是少量几种性能优异的高阴隔型聚合物之一。日本采用挤出吹塑法早就生产出PVA膜,近几年来我国也有少量PVA流延膜生产。该膜表现出独特的性能,透明光泽性好、防静电、抗撕裂、透湿、良好的印刷性以及优异的阴气性。在干燥环境条件下,PVA膜的隔氧性甚至优于EVOH和PVDC,但其阴气性、力学强度受环境湿度影响较大,加之软化点较高、热封合性差,不便单独用作阻隔包装材料,一般选择其他通用材料如PP膜、PE膜或PP/PE膜与PVA复合,可以克服不足,综合利用各自优势,组合成透氧率极低的包装材料。 一、涂布工艺的优势] PVA与PP或PE进行复合成膜,有两种工艺路线可供选择:(1)PVA膜借助于胶粘剂与PP、PE等薄膜复合;(2)、用PVA水溶液在PP或PE等基膜上涂布复合。 用PVA膜与PP|PE膜制成复合膜,前担是必须先制造PVA膜和研制用于复合的胶粘主动把自己定位为中低端剂,由于PVA吸水性强,两层复合膜的PVA层遇水易分层,因此需要制造PP/PVA/PE三层结构才能满足使用要求,这样需两层胶粘剂经两次复合制成,工艺上较复杂;加上PVA膜制造的难度和设备工艺技术复杂性,综合成本较高。用PVA水溶液在基膜上涂布复合并对测得的数据停止存储剖析,首先就不需要单独制造PVA膜,基膜经特定表面处理并选择合适的涂布胶料配方后,可直接在基膜上涂布PVA胶料而省支涂胶粘剂等工序,PVA溶液原干燥成膜及与基膜的复合同时完成,并且事先对PVA胶料进行改性,提高了涂层耐水性,只需要生产PVA/PP(PE)两层结构就能满足使用要求。这一工艺路线,不仅工艺简单,而且综合成本远低于用PVA膜复合的方法。 二、涂布复合工艺原理和工艺措施 涂布法制膜就是将PVA溶于水配成胶液并进行适当的改性,涂布于有一定表面性能的基膜上,经加热干燥制成PVA复合膜。为使PVA复合膜获得较好的整体性能,必须解决两个基本总是一是PVA涂层的耐水性,才能减少环境的不利影响,保持高阴气性;二是改善PVA胶液的浸润适应性和基膜的表面性能,增强界面粘合,使之在使用过程中不致剥离。 界面的胡效粘合是涂布制膜工艺的关键环节。根据粘合理论,有效粘合取决于胶液对基膜的有效浸润,胶液对基膜的浸润情况与胶液的性质、基膜表面状况以及涂布制膜操作条件等因素有关。按照浸润热力学液体要自动铺展于固体表面,必须满足一定的热力学条件,即固体表面张力要大于或等于液体表面张力与液/固界面张力之和。PP膜和PE膜的表面张力均小于PVA的表面张力;另外PVA是极性较强的聚合物,而PP、PE是非极性聚合物,其界面张力较大,PVA胶液在未经处理的PP、PE基膜上是难以铺开的 为获得PVA胶液在基膜上易于铺展的热力学条件,工艺上采取了相应的措施: 其一,对PVA胶液进行改性。未改性前,PVA分子主链上羟基含量较高,其水溶液易形成氢键,内聚能高,因而表面张力大,在低温下水溶液易形成溶胶、流动性差,。通过化学改性,降低了PVA分子的羟基含量,从而降低内聚能减小了表面张力,胶液的流坚固性有很大改善;改性也弱化了PVA3、长工夫不做实验时分子的极性,有利于PVA涂层与基膜界面的吸引和粘合。改性的另一大作用,就是涂层失水变干后形成了不溶性固化膜,显著提高了PVA涂层的耐水性。 其二,对基膜进行适度的电晕处理。要使胶液在基膜上很好地浸润,除改善PVA胶液的性质外,还要对基膜进行电晕处理以提高基膜表面性能。由于高压电晕使薄膜表面的空气高度电离而放电,产生臭氧和氮的氧化物,引起基膜表面的热降解和氧化,改变了表面的化学组成,提高了基膜的表面张力,同时表面引入了极性基团,增加了界面吸引力,从而改善了界面的浸润与粘合。基膜表面性能改善的程度与电晕处理过程所用电压值及处理速度有关。在一定范围内,电压越高、处理速度越低(或处理时间越长),基膜表面性能越好。电晕处理时要避免基膜在积聚的高温下软化变形这一角度看,基膜应有一定合理的厚度。 基三,采用一些有利于浸润粘合的操作工艺条件。(1)电晕处理后及时涂膜,以免基膜性能下降,影响胶液的汉字润;(2)由于表面张力随温度升高而降低,涂布操作宜在常温下进行,而高温干燥时,采用远红外加热方式,减小高温对基膜表面性能的直接影响;(3)控制适宜的涂膜速度等等。 三、主要工艺参数 最大涂膜速度:8米/分钟 干燥温度100℃~110℃ 干燥时间:1~1.5分钟 可控制涂层厚度:15微米以下 四、复合膜的性能加载砝码 2.5kg×3+1.25kg=8.75kg及应用效果 1、折皱性能 将PVA/PP复合膜在手中用力搓揉达20次以上,未出现深层脆裂和剥离现象,表面涂层与基膜之间开成了较强的粘合。 2、力学强度 经测定JPVA/PP复合膜的抗裂强度和断裂伸长率比PP膜有明显提高。 3、卫生性测定 经卫生部门测定,符合国家卫生标准的规定。 4、透气性能 在相当条件下,分别测定PP膜和不同PVA层厚的PVA/PP复合膜的透氧性能。5微米厚的PVA层即可使复合膜的氧气透过量大大降低,其氧气透过率约为PP膜的千分之一,符合隔氧保鲜包装的要求,考虑到使用过程的磨擦损伤和涂布的不均匀性等因素,PVA涂层厚度不能低于5微米,以微米较合理。 5、保香性能试验 饮料和食品保含有的香味,而且也能防止在货架陈列或其他场所受外界民味的影响。 6、应用效果 绿茶中含有多种营养和风味成份,这些成份对环境的温湿度、氧气和光线等因素很敏感,易引起品质的变化,因此要求包装材料具有隔氧和遮光作用,经包装应用表明,用PVA/PP复合膜包装新鲜绿茶,在室内自然环境下保存七个月,即使采用透明包装,仍能较好地保持绿茶的香味和颜色。 奶粉的保存也要防止脂类所氧化,因而需要隔氧和避免光线照射,同时要防潮防菌。用PVA/PP复合膜包装鹇奶粉,置于室内阴凉处,保存六个月,仍能保持奶粉良好的品质。 五、小结 1、经测定和应用表明,在PP等基膜上涂布几微米厚的PVA层,便可获得良好所气密性,能满足多种产品的包装需求。PVA层厚度以微米较为合理。 2、经试验和测定,PVA/PP复合膜具有较好的抗撕裂强度,较高的断裂伸长率,良好的耐折皱性,并符合卫生标准的规定。 3、该技术的关键是改善PVA层的耐水性,增强界面粘合强度。工艺特点是采用PVA水溶液涂布制膜,溶剂的蒸发不会造成危害,所需要的PVA涂层较薄,既节省贵重材料,又可实现快速干燥成膜,因此工艺简单,复合结构较合理,生产成本低,具有很好的实用和推广价值。(王振华)(中国包装科研测试中心)

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