剥离强度对于复合薄膜的各种性能,例如热封性能、跌落性能、耐压性能、抗冲击性能、撕裂强度、耐揉搓性能、包装适性等都很重要。通常情况下,复合薄膜剥离强度越高,其各项性能越好。
在干式复合过程中,影响复合薄膜剥离强度的因素主要有以下几方面:基材的选择,薄膜表面的处理状态,黏合剂的种类,涂布量的大小,复合温度及压力,残留溶剂量,熟化温度和时间。
一般理论认为,黏合过程主要有化学和物理两方面的作用。化学作用发生在黏合剂与薄膜表面的活性基团之间;物理作用主要是“投锚效应”和分子间的作用力。
黏合效果既由黏合剂决定,又由复合材料的表面状态决定。由于黏合过程较复杂,在现有条件下无法进行测试和检验,所以通过实验的方法选择最佳的工艺条件,以获得满意的剥离强度值。
下面就以pet/pe结构为例,通过两次实验来确定工艺条件,进而分析复合薄膜剥离强度的具体影响因素。
1.第一次实验
首先,观察不同的pe薄膜、复合温度、残蹈溶剂量、熟化温度之间的相互关系。为了简化实验条件,设备的复合压力确定在3kg,熟化时间确定为96小时(要使黏合剂完全固化,才能得到稳定的剥离强度)。
我们知道,薄膜中的添加剂如爽滑剂、开口剂、热稳定剂以及其他加工助剂等,对于复合薄膜的剥离强度有较大影响。虽然也有一些树脂中的添加剂对于复合薄膜剥离强度的影响比较小,但在本次实验中,我们还是选择不含任何添加剂的pe树脂吹膜,最大限度地削弱pe薄膜中各种助剂产生的影响。
根据这个原则,选择不同的pe树脂吹膜,得到a、b、c三种pe膜;复合温度分别选择50℃、60℃、70℃;残留溶剂量选择5mg/m2、10mg/m2、15mg/m2;熟化温度控制在30℃、45℃、60℃。在以上条件下,进行正交实验。实验结果见表1。
表2中的r值为每一种条件下的最大值与最小值之差。分析表2的实验结果,可以看出,对剥离强度影响最大的因素是熟化温度(并且60℃最好),其次是pe膜种类的选择(c最好),而复合温度(60℃、70℃略好)和残留溶剂量(5mg/m2、10mg/m2略好)影响较小。如图1所示。
熟化温度升高,剥离强度增加较快。不同树脂吹出的pe膜的复合剥离强度也有较大变化。