CN104353595B - 自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法及实施该方法的涂布*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法及实施该方法的涂布***，该涂布方法的涂布均匀性高，涂层与基材的附着力高，对薄膜表面瑕疵检测严格，质量更好。所得涂布膜热封性能良好，经复合后剥离强度高，并且薄膜在设备上走机容易，且需要的张力更小，使得涂布过程更容易控制，涂层更加均匀平整。
Description
技术领域
本发明涉及一种自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法及实施该方法的涂布***。
背景技术
在塑料涂布行业，在涂布功能性涂料前，需要先涂一层底胶以增强涂层与塑料基材膜的粘结力。在生产热封型及印刷型涂布膜时，选用市场上热封和印刷性能非常好的丙烯酸酯（以下简称AC）涂料，亦必须借助于底胶层才能使AC涂层牢牢粘在塑料薄膜上。
传统的涂布薄膜的生产过程中，为了解决AC与薄膜间的附着力问题，通常需要先进行电晕处理，然后再涂布一层溶剂型聚氨酯粘合剂底胶层，烘干后再涂布AC面料。这种需要涂布底胶的涂布方式有着许多缺点，如使用的溶剂型底胶，挥发出来的乙酸乙酯等有机物会造成环境污染，同时危害操作人员健康；薄膜上的溶剂残留，危害消费者的身体健康；涂布底胶需要配套的干燥装置，加大能耗，成本较高。近年来出现了无底胶的涂布方式。如专利CN103008213涉及一种自粘性聚偏二氯乙烯的无底胶涂布方法及实施该方法的涂布***，其通过对薄膜进行电晕处理后涂布一层自粘性聚偏二氯乙烯乳液，无需预涂底胶。电晕处理是一种电击处理,属于流注放电，其放电处理的形态是丝状放电，对材料表面处理的放电是不均匀的点状放电。这样的无底胶涂布方法，对基材表面张力的要求相对较高，则必须提高单位面积内的电晕处理功率，这就很容易将基材击穿或处理温度过高使基材变皱，影响涂布质量，并且电晕会产生臭氧等对人体有害的气体。
专利CN101817247A涉及一种无底胶涂布薄膜及其制造方法，在无底胶涂布的BOPP基材上直接涂覆自粘性PVDC或AC或PVOH乳液，制得无底胶涂布薄膜。该发明需要预先采用电晕处理制备无底胶涂布BOPP基材薄膜，对于一般的BOPP基材，其附着力达不到性能要求，该电晕处理方法必将会引发上述的问题。
随着制造企业自动化的日益提高，对产品表面的控制要求也变得越来越严格，产品的外观瑕疵直接影响产品的质量及企业的发展，对于产品外观瑕疵，传统的肉眼观察，无法满足高速生产的产品的检测要求，并且精度低，易于疲劳，容易造成漏检及成本的提高。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法及实施该方法的涂布***。该涂布方法的涂布均匀性高，涂层与基材的附着力高，对薄膜表面瑕疵检测严格，质量更好。所得涂布膜热封性能良好，经复合后剥离强度高，并且薄膜在设备上走机容易，且需要的张力更小，使得涂布过程更容易控制，涂层更加均匀平整。
本发明提供的涂布方法依次包括以下工序：放卷工序、等离子处理工序、面涂工序、面涂烘干工序、表面瑕疵在线检测工序、收卷工序。其具体步骤如下：
1.放卷工序：
在35-45N的恒定放卷张力下，把卷筒形薄膜如BOPP、BOPET、BOPA薄膜平整地展放成连续、而又能稳定地运行；并采用两个工位互相交替工作的主动放卷轴以及由程序控制的自动拼接机构；以实现生产的连续性，可以实现不停机连续放卷；
2.等离子处理工序：
将放卷出来的膜通过等离子处理装置，由于等离子体的温度特性及高分子的键能与等离子体中电子、离子、光子的能量相接近，因此，很容易加速材料表面活化，采用等离子体来处理BOPET、BOPP、BOPA基材薄膜，使薄膜的表面张力达到70达因以上。
3.面涂工序：
经过等离子处理的薄膜进入面涂工序，采用逆向凹版涂布，通过涂布辊与刮刀的配合，使面涂料自粘性AC乳液从料槽中通过涂布辊转移到薄膜表面，其中涂布辊用的是50-150线/㎝四边棱台形陶瓷网纹辊，刮刀采用高耐腐蚀性，宽度12mm的不锈钢刮刀；涂布过程通过涂布辊转移到薄膜表面涂料控制在0.8-1.4g/m2，涂层厚度0.5-0.8μm之间，涂布薄膜张力控制在30-60N；其中，在面涂料自粘性AC乳液中加入蜡乳液、二氧化硅抗粘剂；其中自粘性AC乳液与蜡乳液、二氧化硅抗粘剂的干重比为：100：2.5：1。
4.面涂烘干工序：
面涂烘干用烘箱热空气干燥，其中，烘箱温度共分为3段，即#1、#2、#3，其中，#1温度为90-110℃，烘干时间为1-2秒，#2温度为100-120度，烘干时间为0.5-1.5秒，#3温度为110-125℃，烘干时间为0.5-1秒，通过对面涂分段干燥可以使薄膜预热干燥，使其干燥后的涂层更加均匀平整。在烘干过程中，薄膜必须有一定的张力控制，张力控制范围：50-100N之间。
5.表面瑕疵在线检测工序：
采用相机在线图像扫描的工作原理，在生产线高速生产时，采用光源照射产片表面，同时通过相机实时扫描并采集光源照射处的产品图像。将采集的图像进行软件算法处理与分割，由于瑕疵的成像图片与正常产品存在灰阶差异，从而使***发现瑕疵缺陷，从而记录标记。其中，相机为CCD工业相机，光源为高亮LED线性聚光光源。
6.收卷工序：
收卷必须将材料收卷成理想的卷筒，卷筒的不圆度会明显影响产品的外观；为防止涂布膜在固化过程中收缩而使卷筒变紧引起材料产生不规则的近似圆柱体的多折边柱体，收卷时的张力、收卷压辊的压力都一定要仔细地控制，收卷张力为30N-160N，衰减率为20-70%。
其中，面涂采用吻式涂布。
本发明的另一个目的是提供一种自粘性丙烯酸酯乳液的涂布***，包括：放卷装置、等离子处理、面涂装置、面涂烘干装置、表面瑕疵在线检测装置、收卷装置，其中面涂装置采用吻式涂布装置。
本发明的有益效果：采用了无底胶涂布，省去了预涂底胶的生产工序，有利于环境保护好和工人的身体健康；放卷工序采用了两个工位互相交替工作的主动放卷轴以及由程序控制的自动拼接机构，实现了生产的连续性即不停机连续放卷；采用了等离子处理，使普通的基材薄膜上与AC乳液附着力良好，涂布后薄膜的热封性能和剥离强度优越；通过对面涂分段干燥可以使薄膜预热干燥，使其干燥后的涂层更加均匀平整。使用了表面瑕疵在线检测***，可以方便快捷的观察薄膜的表面瑕疵，有效的减少了材料的浪费，增加了产能，节约了人工成本、提高了产品的质量；在面涂过程中的乳液中加入适量的蜡乳液、二氧化硅抗粘剂，使涂层表面具有滑爽性，容易在设备上走机，薄膜在涂布设备上走机时不需要更大的张力，且不会对涂层与基材薄膜的粘结力造成影响，经过烘箱加热后也不会有明显的收缩变形，不会影响产品的性能。
通过本发明的涂布方法及实施***制得的自粘性丙烯酸乳液涂布薄膜性能优良，热封型能及剥离强度更高（见表1），涂层均匀平整，产品质量高，成本低廉。
表1本发明生产的AC涂布膜与其他AC涂布膜的热封强度、剥离强度性能对比
| 本发明涂布***的无底胶自粘性AC涂布膜 | 采用电晕处理的无底胶自粘性AC涂布膜 | 采用电晕处理的有底胶常规AC涂布膜 | |
| 热封强度（N/15mm） | 3.0-3.2 | 2.5-2.7 | 2.8.-3.0 |
| 剥离强度（N/15mm） | 1.8-2.0 | 1.4-1.6 | 1.2-1.5 |
注:热封温度为127℃，压力为0.14Mpa，时间为0.75s。
剥离强度的复合结构为AC涂布膜//复合胶//CPP30，上胶量为2g/m2，检测方法按照GBT10004-2008标准。
附图说明
图1为采用本无底胶涂布方法生产的无底胶涂布膜结构示意图。
图中：1为薄膜基材、2为自粘性AC涂层。
具体实施方式
实施例1：
1.放卷工序：在35N的恒定放卷张力下，把厚度为19μm的BOPP卷筒形薄膜平整地展放成连续、而又能稳定地运行；
2.等离子处理工序：处理后的基膜的表面张力达到75dyn/cm；
3.面涂工序：经过等离子处理的薄膜进入面涂工序，采用逆向凹版涂布，通过涂布辊与刮刀的配合，使面涂料自粘性AC乳液从料槽中通过涂布辊转移到薄膜表面，其中涂布过程通过涂布辊转移到薄膜表面涂料控制在0.8g/m2，涂层厚度0.5μm，涂布薄膜张力控制在30N；其中在面涂料自粘性AC乳液中加入蜡乳液、二氧化硅抗粘剂；其中自粘性AC乳液与蜡乳液、二氧化硅抗粘剂的干重比为：100：2.5：1。；
4.面涂烘干工序：#1温度为90℃，烘干时间为2秒，#2温度为100度，烘干时间为1.5秒，#3温度为120℃，烘干时间为1秒，张力控制为50N；
5.表面瑕疵在线检测工序：相机为CCD工业相机，光源为高亮LED线性聚光光源
6.收卷工序：收卷张力80N，衰减率50%。
经检测，本发明涂布***制得的自粘性AC涂布膜，热封强度为3.0N/15mm（热封温度为127℃，压力为0.14Mpa，时间为0.75s），经复合后剥离强度为1.8N/15mm（剥离强度的复合结构为自粘性AC涂布膜//复合胶//CPP30，上胶量为2g/m2，检测方法按照GBT10004-2008标准）。
实施例2：
1.放卷工序：在40N的恒定放卷张力下，把厚度为12μm的BOPET卷筒形薄膜平整地展放成连续、而又能稳定地运行；
2.等离子处理工序：处理后的基膜的表面张力达到78dyn/cm；
3.面涂工序：经过等离子处理的薄膜进入面涂工序，采用逆向凹版涂布，通过涂布辊与刮刀的配合，使面涂料自粘性AC乳液从料槽中通过涂布辊转移到薄膜表面，其中涂布过程通过涂布辊转移到薄膜表面涂料控制在1.0g/m2，涂层厚度0.6μm，涂布薄膜张力控制在50N；其中在面涂料自粘性AC乳液中加入蜡乳液、二氧化硅抗粘剂；其中自粘性AC乳液与蜡乳液、二氧化硅抗粘剂的干重比为：100：2.5：1。；
4.面涂烘干工序：#1温度为100℃，烘干时间为1.5秒，#2温度为110度，烘干时间为1秒，#3温度为110℃，烘干时间为0.5秒，张力控制为80N；
5.表面瑕疵在线检测工序：相机为CCD工业相机，光源为高亮LED线性聚光光源
6.收卷工序：收卷张力110N，衰减率40%。
经检测，本发明涂布***制得的自粘性AC涂布膜，热封强度为3.1N/15mm（热封温度为127℃，压力为0.14Mpa，时间为0.75s），经复合后剥离强度为1.9N/15mm（剥离强度的复合结构为自粘性AC涂布膜//复合胶//CPP30，上胶量为2g/m2，检测方法按照GBT10004-2008标准）。
实施例3：
1.放卷工序：在45N的恒定放卷张力下，把厚度为28μm的BOPA卷筒形薄膜平整地展放成连续、而又能稳定地运行；
2.等离子处理工序：处理后的基膜的表面张力达到80dyn/cm；
3.面涂工序：经过等离子处理的薄膜进入面涂工序，采用逆向凹版涂布，通过涂布辊与刮刀的配合，使面涂料自粘性AC乳液从料槽中通过涂布辊转移到薄膜表面，其中涂布过程通过涂布辊转移到薄膜表面涂料控制在1.4/m2，涂层厚度0.8μm，涂布薄膜张力控制在60N；其中在面涂料AC乳液中加入蜡乳液、二氧化硅抗粘剂；其中自粘性自粘性AC乳液与蜡乳液、二氧化硅抗粘剂的干重比为：100：2.5：1。；
4.面涂烘干工序：#1温度为110℃，烘干时间为1秒，#2温度为120度，烘干时间为0.5秒，#3温度为125℃，烘干时间为0.5秒，张力控制为100N；
5.表面瑕疵在线检测工序：相机为CCD工业相机，光源为高亮LED线性聚光光源
6.收卷工序：收卷张力160N，衰减率70%。
经检测，本发明涂布***制得的自粘性AC涂布膜，热封强度为3.2N/15mm（热封温度为127℃，压力为0.14Mpa，时间为0.75s），经复合后剥离强度为2.0N/15mm（剥离强度的复合结构为自粘性AC涂布膜//复合胶//CPP30，上胶量为2g/m2，检测方法按照GBT10004-2008标准）。
Claims (6)
1.一种自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)放卷工序：
在35-45N的恒定放卷张力下，把卷筒形薄膜平整地展放成连续、而又能稳定地运行，并采用两个工位互相交替工作的主动放卷轴以及由程序控制的自动拼接机构，以实现生产的连续性，可以实现不停机连续放卷；
(2)等离子处理工序：
将放卷出来的膜通过等离子处理装置，采用等离子体来处理基材薄膜，使薄膜的表面张力达到75-80达因；
(3)面涂工序：
经过等离子处理的薄膜进入面涂工序，采用逆向凹版涂布，通过涂布辊与刮刀的配合，使面涂料自粘性丙烯酸酯乳液从料槽中通过涂布辊转移到薄膜表面，涂布过程通过涂布辊转移到薄膜表面涂料控制在0.8-1.4g/m2，涂层厚度0.5-0.8μm之间，涂布薄膜张力控制在30-60N；
(4)面涂烘干工序：
面涂烘干用烘箱热空气干燥，通过对面涂分段干燥可以使薄膜预热干燥，使其干燥后的涂层更加均匀平整；在烘干过程中，薄膜必须有一定的张力控制，张力控制范围：50-100N之间，所述烘箱温度共分为3段，即#1、#2、#3，其中，#1温度为90-110℃，烘干时间为1-2秒，#2温度为100-120度，烘干时间为0.5-1.5秒，#3温度为110-125℃，烘干时间为0.5-1秒；
(5)表面瑕疵在线检测工序：
采用相机在线图像扫描的工作原理，在生产线高速生产时，采用光源照射产片表面，同时通过相机实时扫描并采集光源照射处的产品图像，将采集的图像进行软件算法处理与分割，并记录标记；
(6)收卷工序：
收卷必须将材料收卷成理想的卷筒，卷筒的不圆度会明显影响产品的外观，收卷时的张力、收卷压辊的压力都一定要仔细地控制，收卷张力为30N-160N，衰减率为20-70％。
2.如权利要求1所述的自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法，其特征在于，所述步骤(3)中的涂布辊是50-150线/㎝四边棱台形陶瓷网纹辊；刮刀是高耐腐蚀性，宽度12mm的不锈钢刮刀。
3.如权利要求1所述的自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法，其特征在于，在所述的面涂料自粘性丙烯酸酯乳液中加入蜡乳液、二氧化硅抗粘剂，其中自粘性丙烯酸酯乳液与蜡乳液、二氧化硅抗粘剂的干重比为：100：2.5：1。
4.如权利要求1所述的自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法，其特征在于，所述面涂采用吻式涂布。
5.如权利要求1所述的自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法，其特征在于，所述步骤(5)中的相机为CCD工业相机，所述光源为高亮LED线性聚光光源。
6.如权利要求1所述的自粘性丙烯酸酯乳液的无底胶涂布方法，其特征在于，所述步骤(1)中的卷筒形薄膜为BOPP薄膜、BOPET薄膜、或BOPA薄膜中的任意一种。
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