文： 王东京
本文已刊于《包装前沿》2018年1月号，第一期
胶水涂布量是干式复合工艺中非常重要的控制点，分为湿基涂布量和干基涂布量。
湿基涂布量是胶水添加溶剂稀释到一定的工作浓度后，涂布到单位面积薄膜上的重量，这个重量是溶剂基本没有挥发前的量；干基涂布量是溶剂充分挥发后，留在薄膜上有效的胶水成分的重量，此时溶剂的含量已极少，就可以忽略不计了。
实际生产过程中进行工艺设计时，通常考虑的是干基涂布量。在复合工艺中，为得到干基涂布量数据，可以通过在线计算消耗量，根据胶水、固化剂固含量计算得出干基涂布量数据；或人工取样后，用差量法测试得到干基涂布量数据。
根据不同材质结构、内容物要求、以及涂布方式的不同，最合适的干基涂布量也会有一些差别。企业只有正确设计涂布量，才能生产出合格的产品。
一、涂布量如何设计
涂布量影响复合膜的综合性能，也影响复合膜的加工成本，同时影响熟化时间的长短，并间接影响产品的交货期，因此我们必须重视干式复合产品涂布量的设计问题，充分考虑其科学合理性。设计涂布量要根据目前市场上常见的复合膜结构、容量、杀菌条件和内容物形态等因素来平衡，在保证复合膜质量和功能的前提下，涂布量越低越好。
1、根据复合膜结构
如常规BOPP//PE、PET//PE、NY//PE、BOPP//CPP、PET//CPP、BOPP//VMCPP等结构，一般包装固态干燥的内容物，重量也不是太大（如500g以下容量），干基涂布量在2.5~3.0g/m²即可；
2、根据杀菌条件
食品杀菌包括紫外线杀菌、臭氧杀菌、微波杀菌、巴氏杀菌、水煮杀菌、蒸煮杀菌等。复合膜受杀菌条件影响，主要是考虑温度升高对复合膜的影响，如常温、中低温、高温、超高温等，特别是100℃水煮和121℃蒸煮时，胶水除了要满足水煮、蒸煮条件外，涂布量需要在4.0~4.5g/m²，在其他杀菌条件下，干基涂布量3.0~3.5g/m²即可。
足够的涂布量，除了保证高温杀菌条件下复合膜不分层，还需要保证恢复到常温条件下时，复合强度和热封强度达到规定的标准。
3、根据内容物形态
内容物形态包括固态、粉末、半固态（如含油、含汁的食品）、液态等。包装固态产品，容量在500g以下，涂布量在2.5~3.0g/m²即可；包装半固态、液态产品，特别是有强酸、强碱腐蚀性的液态产品，除了胶水耐腐蚀，涂布量要达到4.0~4.5g/m²。
4、根据包装物重量
包装重量不同，除了选择不同的复合膜结构，干基涂布量也要考虑在内，1000g以内的包装，只要复合膜层次较多，抗挤压、抗跌落条件较好，涂布量在2.5~3.0g/m²即可；软包装要满足的1000g以上的容量，包装袋要有较高热封强度，同时满足抗跌破、耐挤压的要求，干基涂布量必须达到4.0g/m²以上才相对安全。
5、根据印刷图案
有印刷图案的复合膜，根据图案设计不同，不同区域的油墨厚薄不均，甚至有漏空的地方，为保证复合的外观，涂布量要考虑对油墨厚薄不均情况的弥补，特别是油墨厚薄不均特别突出的图案设计，需要适当增加涂布量。根据经验，利用干复工艺，复合有印刷图案的产品要比无印刷图案的产品干基涂布量增加0.1~0.2g/m²。
综合以上因素，干基涂布量设计不能只考虑单方面，必须综合考虑各个条件的影响，最终确定最合理的值。
二、涂布量的影响因素
在干式复合过程中，影响涂布量的因素主要有以下几个方面：
1、胶水的工作浓度和粘度
双组分干式复合胶水，添加一定量的溶剂稀释后，达到一定的粘度要求，便于网纹辊上胶和薄膜涂布。在实际生产中，胶水厂家提供的标准工作浓度一般为25%、30%、35%、40%等几个数据。
生产时，我们需要在这个标准工作浓度的基准上做些微调。比如溶剂挥发会让工作浓度增加，我们调整粘度时溶剂超量添加了又会使胶水工作浓度降低。
在其他条件不变的情况下，胶水工作浓度高时，涂布量会增加，但胶水粘度不能太高，一般用3号察恩杯测量，粘度在15~20s秒范围内即可。
目前有很多高固含量低粘度的胶水，涂布转移效率和涂布均匀性均有很大改善。
2、网纹辊的网穴形状、角度、深度和线数
不管是电雕辊还是压纹辊，网穴的形状、深度和线数均影响涂布量的大小。网纹线数可以表示网穴大小，与其容积有着直接的关系。网纹线数愈高说明单位面积内的网穴数愈多、网穴则愈小，反之网穴则愈大。
网深指网点雕刻的深度；网穴角度是指网穴边沿与横向的夹角，网纹辊网线角度类似印刷网纹辊，一般为30°、45°、60°。
如果做质量要求比较高的复合袋，应对复合机的上胶网纹辊进行合理选择，确定网纹辊的线数，以此来控制上胶量和涂布均匀度，提高复合袋的产品质量。
网纹辊种类很多，目前用于软包装中的干式复合机基本上采用的都是四棱锥型的网纹辊。但是网纹辊线数对应的网穴深度也应在一定的范围内，网纹辊的网穴越深，网孔的容量就越大，粘合剂的转移量就越多，网纹辊的使用寿命就会变短，因此在选择网纹辊时要注意网穴的深度。
因为网纹辊的制作形式有两种，一种是电雕，另一种是专用设备挤压的。在制作方式上，不同网纹辊的网孔不同，在使用的形式上也就不同。
网纹辊的线数要根据包装袋的质量要求来正确选用：
如果制作普通的复合袋采用单组分粘合剂时，可用80~120线的上胶网纹辊。
制作一般的复合包装袋，采用双组分粘合剂时，一般可选用160~180线的网纹辊。
制作高档次的包装袋，在复合中要求比较严格，为保证上胶量，采用双组分聚氨酯胶水的，一般可选用80~120线的网纹辊。
除了根据线数，网纹辊的上胶量还和网穴深度有很大关系，所以不能单单从线数来选择，往往要把线数和网穴深度一起考虑。
新型水胶对网纹辊选择的要求是：水性胶上胶量小，对于水性胶来说，网纹辊的网坑要浅，开口要大，使胶水以最大的表面积接触基材，这样涂布均匀，干燥速度快，复合外观好，剥离强度高。
合适的网纹辊是保证上胶量以及剥离强度的前提，要根据设备条件和复合速度来调整。我们可使用180 ~200 线/英寸的电雕辊，网坑相通，网坑深32~35μ。在使用过程中需要经常清理上胶辊，防止堵塞，并且使用一段时间后，要重新镀铬或雕刻新的网纹辊。合适的上胶量为1.6~2.4g/m2，不能低于1.6g/m2，否则剥离强度无法保证。
3、刮刀的压力和角度
使用刮刀的复合机，应严格进行刮刀压力和角度的调整，他们可影响涂布量。刮刀压力越大，涂布量越小；刮刀角度一般为45°~60°，角度要适中，角度越大涂布量越小。
4、涂胶压辊的硬度、光滑度和压力
压辊硬度一般在85左右，不能太光滑，硬度高、太光滑、压力一定的情况下，涂布量会降低。其他条件不变，压辊压力适当增加，会稍微增加一些涂布量。
5、薄膜的电晕值
薄膜电晕值不够，对胶水吸附力会减小，涂布时粘在薄膜上的胶水量也会减少，所以要保证足够电晕值，才能保证设计的涂布量。
三、涂布量影响复合膜的外观质量和上机适应性的问题
1、涂布量低，出现白斑和气泡
特别是复合镀铝结构材料时，涂布量过低，会出现白斑点，特别是在白墨、黄墨等浅色区域会非常明显。这是因为涂布量低，胶水流平不能弥补涂布不均匀带来的涂胶空缺部位，白斑点和小气泡部位，往往是没有足够涂布量的原因。
2、涂布量低，出现复合起皱
涂布量太低，胶水初粘力不足，卷首尾会出现隧道式起皱，除了增加涂布量，也可以选用初粘力高的胶水来改善。
3、涂布量高，透明性差
在复合透明膜时，涂布量过高，会一定程度影响复合膜的透明性，尽管目前胶水的透明性都很好。涂布量过高，加上抹平缺陷，会对透明性带来一些影响。
4、涂布量高对复合膜摩擦系数的影响
涂布量过高，胶水对薄膜添加剂吸附力增加，熟化时造成添加剂快速向胶水侧迁移，这样复合膜摩擦系数增高，减弱下工序使用的上机适应性，带来走料不顺、损耗增加、拉伸变形等问题。
四、涂布量对复合强度的影响
1、要保证复合膜良好的剥离性能，首先要保证涂布均匀、够量
网纹辊、胶水工作浓度是重要因素，增大涂布量通常的做法是胶水工作浓度一定时，更换较少线数和较深网穴的网纹辊，微调一下刮刀压力即可达到目的。为降低涂布量，没有合适的网纹辊或为图省事，用直接降低胶水工作浓度的办法来解决，这种方法不但大大增加了溶剂成本，也存在一定的质量隐患。胶水工作浓度降低，涂布后胶水流平性改善，但湿胶层厚，烘干时带走的热量更多，接触表面温度不易升高，如果复合热辊的温度不提高，压力不增大，一定会影响到复合效果，从而影响到复合强度。
2、涂布量越大，并不意味着剥离强度越强
对于两层结构的复合膜来说，增加胶水涂布量也许可以增加剥离强度，但剥离强度并不是随涂布量一直增加，到一定限度后就基本稳定了，不会再随涂布量增加而提高。特别对于镀铝结构的复合膜，如果选用的胶水和镀铝层固化反应后造成镀铝层迁移，反而会大大降低剥离强度。
我们可以把提高涂布量作为一种改善剥离强度的方法，但同时要考虑到对其他方面的影响，比如成本增加、溶剂残留增大或熟化时间延长等不利影响。
五、涂布量对复合膜耐水煮、蒸煮性能的影响
1、涂布量低，水煮、蒸煮分层
复合包装材料在水煮、蒸煮的杀菌条件下，复合材料保证稳定的性能，水煮、蒸煮级别胶水起到了关键作用。但涂布量不足，比如低于3.5g/m²，在杀菌过程中会存在复合膜分层的风险。
2、涂布量不均匀造成水煮和蒸煮分层
尽管平均涂布量够，但涂布不均匀，横向两边不一致，或纵向间断性不均匀，时高时低，在涂布量低的地方，也会存在分层的风险。
六、涂布量对熟化、溶剂残留的影响
1、涂布量超标带来溶剂残留超标
上胶量过高，会影响胶水的干燥，影响胶水在塑料膜表面的流平和溶剂释放，特别是机器条件不是很好的情况下，比如送风、排风量不足，温控不稳定等，加上涂布量高，极易带来溶剂残留超标的问题。因此，生产时要按照设计的涂布量标准，不能超标准太多。
2、涂布量高，熟化时间要延长
根据胶水特性确定熟化时间，比如普通胶水50~55℃熟化48h，水煮级别胶水50~55℃熟化72h，高温蒸煮级别胶水50~55℃熟化96h等。在涂布量高的情况下，为保证熟化充分，在胶水要求的温度条件下，可能要延长熟化时间才能熟化充分，延长的时间为12~36h不等。
七、如何找到和保持最佳的涂布量状态
在机器操作过程中，要找到最佳涂布量，满足工艺设计的要求，除了选择合适的网纹辊（包括线数、网穴深、网穴形状等参数）外，还包括合适的刮刀、压辊、机速等参数设定。另外，胶水的固含量、工作浓度、粘度控制等要做到规范统一。
以上条件满足后，选用差量法测出网纹辊左、中、右部分在薄膜上的干基涂布量，和工艺标准对比，如果在标准范围内则可正常生产，如果低于或高出标准范围，就要从上述几个方面进行调整，直到涂布量符合标准为止。
机器持续运转过程中，根据运转的米数和消耗的胶水数，一般1万米计算一次，计算出平均干基涂布量，和测试出来的涂布量和工艺标准对比，如果三者比较吻合，差量法和在线测试均在标准范围内，则可以持续正常生产。
为保证持续稳定的涂布量，要从操作规程、网纹辊运转米数管理、压辊运转米数和老化程度管理、添置胶水自动粘度控制仪、压辊压力、刮刀压力和角度、机器速度等参数标准化方面着手考虑和规范，这样才能保证持续稳定的涂布量。
