CN107618252A - 一种无溶剂复合膜的生产装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种无溶剂复合膜的生产装置及其制备方法，包括机架，在机架上设有无溶剂复合机构，所述的无溶剂复合机构包括复合主体和涂布机构，在其中一组涂布机构的外侧设有印刷机构，固化剂与作为粘合主剂的无溶剂胶黏剂之间的涂布量之比为1：1‑9，在承印好的薄膜上进行上胶、复合，在提高无溶剂胶黏剂的表面结合力和加快固化速度的同时，还能保证涂布的均匀性，同时，本发明可在常温下复合，降低对薄膜的损坏，无溶剂胶黏剂采用多羟基化合物，与异氰酸酯预聚体的结合制备固含量达到90‑100%的胶黏剂，使形成的聚合物更加稳定，胶黏剂在铝箔表面的结合力更强，提高了胶黏剂的耐高温性。
Description
技术领域
本发明涉及一种无溶剂复合膜，特别涉及一种无溶剂复合膜的生产装置及其制备方法。
背景技术
现有国内食品包装复合膜普遍采用溶剂型胶粘剂，大量溶剂的存在会对环境产生严重污染，还会因溶剂的牵移引发食品安全问题，同时，在复合膜的制备过程中，还要增加了烘干步骤，不但增加了操作步骤，还提高了能耗。随着国家对环保要求的提高，开始限制溶剂的排放量，溶剂型胶粘剂的使用量要逐步减少。
现有技术中出现有固含量为50-60％的聚氨酯胶粘剂，该胶粘剂因极性强，具有一定的胶接力，适合于多种塑料薄膜的粘接，可耐低温，但在高温、高温下易水解而降低胶合强度，不适于需高温蒸煮的复合膜的粘接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，高度集成化的无溶剂复合膜的生产装置。
本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，生产成本低，耐高温蒸煮的无溶剂复合膜的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种无溶剂复合膜的生产装置，包括机架，在机架上设有无溶剂复合机构，所述的无溶剂复合机构包括复合主体和设在复合主体两侧的涂布机构，所述的复合主体包括相互配合的左右两个复合辊，左右两个复合辊的下方设有张力辊，张力辊下方设有收卷机构，其特征在于：在其中一组涂布机构的外侧设有印刷机构，印刷机构与涂布机构之间设有烘干装置，烘干装置与与涂布机构之间设有导向机构，
所述的印刷机构包括设在机架上的印刷轨道，在印刷轨道上安装有若干印刷组件，印刷组件下方设有油墨槽，油墨槽通过升降机构装在印刷轨道上，每组印刷组件由与印刷轨道的轴线垂直设置的印刷胶辊和印刷版辊组成，印刷胶辊设在印刷版辊的上方，印刷版辊下方设有与印刷版辊相配合的刮刀，刮刀通过弹性刀柄装在油墨槽的槽壁上，与油墨槽的槽壁相接的弹性刀柄根部设有漏油口，漏油口处设有滤网；
所述的涂布机构包括由相互配合的涂布辊和压辊组成的涂布辊组，涂布辊组的出布侧设有与涂布辊相配合的上胶辊，上胶辊下方设有计量辊，计量辊外侧设有固定辊，计量辊与固定辊之间通过端部挡板构成有胶液槽。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述印刷版辊与刮刀之间的角度调整为40°-50°，印刷版辊与刮刀之间的压力调整为1-3MPa，将印刷胶辊与印刷版辊之间的压力调整为0.2-0.4MPa。
本发明所要解决的另一技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种采用上述生产装置来制备无溶剂复合膜的方法，其特点是，其步骤为，
将粘度为15-18s的油墨放入油墨槽中，油墨槽上移，将1/3印刷版辊浸入油墨槽中；将薄膜从印刷胶辊与印刷版辊穿过，再依次经过温度为40-45℃、50-55℃、60-65℃、60-65℃的烘干装置，制得承印好的薄膜；选用无溶剂胶黏剂作为粘合主剂，其中一侧的涂布机构上加入粘合主剂，另一侧的涂布机构上加入固化剂，粘合主剂与固化剂的涂布量之比1：1-10，将涂布好的薄膜输送至复合辊之间，将复合辊间的压力控制在0.1-0.8 MPa，复合后制得复合膜。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在所述的油墨中加入由环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯组成的混合溶剂进行稀释，混合溶剂中的环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为5-9：1-3：0.8-1.2。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为7：2：1。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 90-110重量份、多羟基化合物 30-60重量份，优选异氰酸酯预聚体 100重量份、多羟基化合物 45重量份。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述异氰酸酯预聚体的密度为1.16±0.02 kg/L，所述多羟基化合物的密度为1.06±0.02 kg/L，所述的异氰酸酯预聚体为含有数均分子量为800-1200的二异氰酸酯二氨基甲酸酯。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，先将异氰酸酯预聚体在温度为40℃～50℃下预热处理，预热时间为6-10小时，多羟基化合物在温度为50℃～60℃下预热处理，预热时间为6-10小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合30-60min，从而制得固含量为90-100%的胶黏剂。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述异氰酸酯预聚体和多羟基化合物的预热时间为8小时，所述异氰酸酯预聚体的预热温度为45℃，多羟基化合物的预热温度为55℃。
本发明通过将印刷机构与无溶剂复合机构设在一起，设备高度集中，占用空间少，固化剂与作为粘合主剂的无溶剂胶黏剂的涂布量之比为1:1-9，在提高无溶剂胶黏剂的表面结合力和加快固化速度的同时，还能保证涂布的均匀性，同时，本发明可在常温下复合，降低对薄膜的损坏，另外，本发明中所述的无溶剂胶黏剂采用多羟基化合物，与异氰酸酯预聚体的结合可以制备固含量达到90-100%的胶黏剂，使形成的聚合物更加稳定，胶黏剂在铝箔表面的结合力更强，提高了胶黏剂的耐高温性，经实验得，该胶黏剂能够耐121℃蒸煮40分钟。与现有技术相比，其设计合理，具有健康、环保、安全、节能及高效的优点，特别适用于三层镀铝及铝箔袋软包装复合膜的制备。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1，一种无溶剂复合膜的生产装置，包括机架1，在机架1上设有无溶剂复合机构，所述的无溶剂复合机构包括复合主体和设在复合主体两侧的涂布机构，所述的复合主体包括相互配合的左右两个复合辊12，左右两个复合辊12的下方设有张力辊11，张力辊11下方设有收卷机构13，在其中一组涂布机构的外侧设有印刷机构，烘干装置与与涂布机构之间设有导向机构15，所述的导向机构为导向辊；
所述的印刷机构包括设在机架上的印刷轨道，在印刷轨道上安装有若干印刷组件，印刷组件下方设有油墨槽5，油墨槽5通过升降机构装在印刷轨道上，每组印刷组件由与印刷轨道的轴线垂直设置的印刷胶辊2和印刷版辊4组成，印刷胶辊2设在印刷版辊4的上方，印刷版辊4下方设有与印刷版辊4相配合的刮刀6，刮刀6通过弹性刀柄装在油墨槽4的槽壁上，与油墨槽4的槽壁相接的弹性刀柄根部设有漏油口，漏油口处设有滤网，用于过滤掉刮刀刮下的杂质，避免上墨不均或卡住现象的发生，提高印刷效率和质量；
所述的涂布机构包括由相互配合的涂布辊7和压辊8组成的涂布辊组，涂布辊组的出布侧设有与涂布辊7相配合的上胶辊9，上胶辊9下方设有计量辊10，计量辊10外侧设有固定辊14，计量辊10与固定辊14之间通过端部挡板构成有胶液槽；
所述印刷版辊4与刮刀6之间的角度调整为40°-50°，印刷版辊4与刮刀6之间的压力调整为1-3MPa，将印刷胶辊2与印刷版辊4之间的压力调整为0.2-0.4MPa。
实施例2，实施例1所述的生产装置中，所述印刷版辊与刮刀之间的角度调整为45°，印刷版辊与刮刀之间的压力调整为2MPa，将印刷胶辊与印刷版辊之间的压力调整为0.3MPa，这样不但保证良好的印刷效果，还能提高复合效率。
实施例3，一种采用实施例1和2所述的生产装置来制备无溶剂复合膜的方法，其步骤为，
将粘度为15s的油墨放入油墨槽中，油墨槽上移，将1/3印刷版辊浸入油墨槽中；将薄膜从印刷胶辊与印刷版辊穿过，再依次经过温度为40℃、50℃、60℃、60℃的烘干装置，制得承印好的薄膜；选用无溶剂胶黏剂作为粘合主剂，其中一侧的涂布机构上加入粘合主剂，另一侧的涂布机构上加入固化剂，粘合主剂与固化剂的涂布量之比1：1，将涂布好的薄膜输送至复合辊之间，将复合辊间的压力控制在0.1 MPa，复合后制得复合膜。
实施例4，一种采用实施例1和2所述的生产装置来制备无溶剂复合膜的方法，其步骤为，
将粘度为18s的油墨放入油墨槽中，油墨槽上移，将1/3印刷版辊浸入油墨槽中；将薄膜从印刷胶辊与印刷版辊穿过，再依次经过温度为45℃、55℃、65℃、65℃的烘干装置，制得承印好的薄膜；选用无溶剂胶黏剂作为粘合主剂，其中一侧的涂布机构上加入粘合主剂，另一侧的涂布机构上加入固化剂，粘合主剂与固化剂的涂布量之比1：5，将涂布好的薄膜输送至复合辊之间，将复合辊间的压力控制在0.8 MPa，复合后制得复合膜。
实施例5，一种采用实施例1和2所述的生产装置来制备无溶剂复合膜的方法，其步骤为，
将粘度为16s的油墨放入油墨槽中，油墨槽上移，将1/3印刷版辊浸入油墨槽中；将薄膜从印刷胶辊与印刷版辊穿过，再依次经过温度为43℃、53℃、63℃、63℃的烘干装置，制得承印好的薄膜；选用无溶剂胶黏剂作为粘合主剂，其中一侧的涂布机构上加入粘合主剂，另一侧的涂布机构上加入固化剂，粘合主剂与固化剂的涂布量之比1：10，将涂布好的薄膜输送至复合辊之间，将复合辊间的压力控制在0.5MPa，复合后制得复合膜。
实施例6，实施例3-5所述的方法中，在所述的油墨中加入由环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯组成的混合溶剂进行稀释，混合溶剂中的环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为5：1：0.8。
实施例7，实施例3-5所述的方法中，在所述的油墨中加入由环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯组成的混合溶剂进行稀释，混合溶剂中的环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为9：3： 1.2。
实施例8，实施例3-5所述的方法中，所述环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为7：2：1。
实施例9，实施例3-7所述的方法中，所述的无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 90重量份、多羟基化合物 30重量份。
实施例10，实施例3-7所述的方法中，所述的无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 110重量份、多羟基化合物 60重量份。
实施例11，实施例3-7所述的方法中，异氰酸酯预聚体 100重量份、多羟基化合物45重量份。
实施例12，实施例3-11所述的方法中，所述异氰酸酯预聚体的密度为1.16±0.02kg/L，所述多羟基化合物的密度为1.06±0.02 kg/L，所述的异氰酸酯预聚体为含有数均分子量为800-1200的二异氰酸酯二氨基甲酸酯；
所述的异氰酸酯预聚体为含有数均分子量为800-1200的二异氰酸酯二氨基甲酸酯，在本发明所述无溶剂胶黏剂的制备过程中，使用异氰酸酯预聚体可避免二步法反应中因使用基本原料而带来的各种问题，例如因组分黏度或各组分反应速率不同而造成的混合困难等，通过使用预聚体作为中间步骤可以控制反应混合物的正常放热反应。
实施例13，实施例3-12所述的方法中，先将异氰酸酯预聚体在温度为40℃～50℃下预热处理，预热时间为6-10小时，多羟基化合物在温度为50℃～60℃下预热处理，预热时间为6-10小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合30-60min，从而制得固含量为90-100%的胶黏剂。
实施例14，实施例3-12所述的方法中，所述异氰酸酯预聚体和多羟基化合物的预热时间为8小时，所述异氰酸酯预聚体的预热温度为45℃，多羟基化合物的预热温度为55℃。
本发明可在复合机构上进行涂布，涂胶后无需UV灯，节省能源，因为速度极快，印刷基材残留的醇类或环境湿度的影响可忽略不计，固化时间快，不再需要混胶泵，降低设备成本，适合于快速取样检测。
实施例15，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 90重量份、多羟基化合物 30重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为40℃下预热处理，预热时间为6小时，多羟基化合物在温度为50℃下预热处理，预热时间为6小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为90%的胶黏剂，可通过反应温度和反应时间来控制多羟基化合物中羟基数量和位置。
实施例16，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 110重量份、多羟基化合物 60重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为50℃下预热处理，预热时间7小时，多羟基化合物在温度为60℃下预热处理，预热时间8小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为98%的胶黏剂。
实施例17，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 90重量份、多羟基化合物 60重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为40℃下预热处理，预热时间为6小时，多羟基化合物在温度为60℃下预热处理，预热时间为8小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为95%的胶黏剂。
实施例18，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 110重量份、多羟基化合物60重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为45℃下预热处理，预热时间8小时，多羟基化合物在温度为55℃下预热处理，预热时间8小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为100%的胶黏剂。
实施例18，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：所述的异氰酸酯预聚体 95重量份、多羟基化合物 40重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为45℃下预热处理，预热时间7小时，多羟基化合物在温度为55℃下预热处理，预热时间7小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为97%的胶黏剂。
实施例19，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：所述的异氰酸酯预聚体 105重量份、多羟基化合物 50重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为40℃下预热处理，预热时间9小时，多羟基化合物在温度为60℃下预热处理，预热时间8小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为100%的胶黏剂。
实施例20，实施例3-7所述的方法，所述无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：所述的异氰酸酯预聚体 100重量份、多羟基化合物 45重量份；
先将异氰酸酯预聚体在温度为45℃下预热处理，预热时间为8小时，多羟基化合物在温度为55℃下预热处理，预热时间为8小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合至少30min，从而制得固含量为100%的胶黏剂。
对上述实施例15-20所述的胶黏剂进行比较，经实验获得，采用实施例20所述重量份的异氰酸酯预聚体、多羟基化合物和方法获得的胶黏剂在无溶剂复合膜的制备过程中效果更优，复合膜的加工性能更好。
本发明所述的无溶剂胶黏剂具有以下优点：第一，由于使用过程中不使用溶剂，不会对工人的身心健康产生影响；第二，不存在溶剂排放对环境的污染问题；第三，运输、使用过程中不会产生火灾、***的危险，不需要安装防爆设施；第四，若所使用复合设备功率仅为干式复合的一半、甚至更低。
利用该胶黏剂进行制袋，制袋时间 30～48小时，完全固化时间 48～72小时（于42℃-48℃熟化，环境湿度为30%-70%）。
将异氰酸酯预聚体和多羟基化合物按重量100：45混配，应用于三层镀铝外层及铝箔袋软包装结构，以OPP/VMPET、Al/CPP复合为例，在121℃温度下，40min蒸煮前后剥离强度对比如下：
其中：CPP、PET的厚度分别为：60μm、12μm；
OPP/VMPET强度与镀铝膜质量有较大关系，OPP*厚度<18μm剥离时易出现OPP破坏；
袋内分别装5%NaCl水溶液、50%醋水溶液经121℃，40min蒸煮后，外观完好，无分层、破袋和隧道效应。
本发明采用异氰酸酯预聚体和多羟基化合物制备用于复合膜的胶黏剂，该胶黏剂适应性广泛，具有优良的粘接性能，尤其能够明显解决铝塑复膜过程中胶黏剂快速固化的问题。
Claims (10)
1.一种无溶剂复合膜的生产装置，包括机架，在机架上设有无溶剂复合机构，所述的无溶剂复合机构包括复合主体和设在复合主体两侧的涂布机构，所述的复合主体包括相互配合的左右两个复合辊，左右两个复合辊的下方设有张力辊，张力辊下方设有收卷机构，其特征在于：在其中一组涂布机构的外侧设有印刷机构，印刷机构与涂布机构之间设有烘干装置，烘干装置与涂布机构之间设有导向机构；
所述的印刷机构包括设在机架上的印刷轨道，在印刷轨道上安装有若干印刷组件，印刷组件下方设有油墨槽，油墨槽通过升降机构装在印刷轨道上，每组印刷组件由与印刷轨道的轴线垂直设置的印刷胶辊和印刷版辊组成，印刷胶辊设在印刷版辊的上方，印刷版辊一侧设有与印刷版辊相配合的刮刀，刮刀通过弹性刀柄装在油墨槽的槽壁上，与油墨槽的槽壁相接的弹性刀柄根部设有漏油口，漏油口处设有滤网；
所述的涂布机构包括由相互配合的涂布辊和压辊组成的涂布辊组，涂布辊组的出布侧设有与涂布辊相配合的上胶辊，上胶辊下方设有计量辊，计量辊外侧设有固定辊，计量辊与固定辊之间通过端部挡板构成有胶液槽。
2.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于：所述印刷版辊与刮刀之间的角度调整为40°-50°，印刷版辊与刮刀之间的压力调整为1-3MPa，将印刷胶辊与印刷版辊之间的压力调整为0.2-0.4MPa。
3.一种采用权利要求1或2所述生产装置来制备无溶剂复合膜的方法，其特征在于： 其步骤为，
将粘度为15-18s的油墨放入油墨槽中，油墨槽上移，将1/3印刷版辊浸入油墨槽中；将薄膜从印刷胶辊与印刷版辊穿过，再依次经过温度为40-45℃、50-55℃、60-65℃、60-65℃的烘干装置，制得承印好的薄膜；选用无溶剂胶黏剂作为粘合主剂，其中一侧的涂布机构上加入粘合主剂，另一侧的涂布机构上加入固化剂，粘合主剂与固化剂的涂布量之比1：1-10，将涂布好的薄膜输送至复合辊之间，将复合辊间的压力控制在0.1-0.8 MPa，复合后制得复合膜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述的油墨中加入由环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯组成的混合溶剂进行稀释，混合溶剂中的环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为5-9：1-3：0.8-1.2。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述环保溶剂、醋酸乙酯、正丙酯的质量比为7：2：1。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的无溶剂胶黏剂是由如下重量份的原料组成：异氰酸酯预聚体 90-110重量份、多羟基化合物 30-60重量份。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的异氰酸酯预聚体 100重量份、多羟基化合物 45重量份。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述异氰酸酯预聚体的密度为1.16±0.02kg/L，所述多羟基化合物的密度为1.06±0.02 kg/L，所述的异氰酸酯预聚体为含有数均分子量为800-1200的二异氰酸酯二氨基甲酸酯。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：先将异氰酸酯预聚体在温度为40℃～50℃下预热处理，预热时间为6-10小时，多羟基化合物在温度为50℃～60℃下预热处理，预热时间为6-10小时，再将预热后的异氰酸酯预聚体和多羟基化合物充分混合，混合30-60min，从而制得固含量为90-100%的胶黏剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述异氰酸酯预聚体和多羟基化合物的预热时间为8小时，所述异氰酸酯预聚体的预热温度为45℃，多羟基化合物的预热温度为55℃。
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