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pva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。
