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軟包裝材料鋁箔凹印及涂布質(zhì)量分析
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目前藥品片劑、膠囊的包裝采用泡罩包裝形式越來越普遍。藥品的泡罩包裝亦稱PTP,是以工業(yè)用純鋁箔為基材,在藥用鋁箔印刷涂布機(jī)上,要用凹版印刷技術(shù)及輥涂方法在鋁箔表面印制文字圖案,并涂保護(hù)層,在鋁秒的另一面涂粘合層的聯(lián)動(dòng)工藝過程。其簡(jiǎn)要工藝流程為:鋁箔放卷-凹版印刷-干燥-涂保護(hù)層-干燥-涂粘合層-干燥-鋁箔收卷。整個(gè)生產(chǎn)工藝過程中,凹版印刷文字圖案的表面質(zhì)量和粘合層所要達(dá)到的熱封強(qiáng)度,是工藝操作中需要嚴(yán)格把握的,因此本文從印刷油墨的使用特性以及粘合層涂布量的大小控制兩方面,闡述如何掌握鋁箔用油墨的特點(diǎn)和分析影響鋁箔粘合劑涂布量的因素與控制方法。 一、 鋁箔印刷油墨的特性
鋁箔用的印刷油墨目前主要分為兩類:一類為聚酰胺類油墨,這種油墨對(duì)各類物質(zhì)的印刷都很好的粘附性、分散性、光澤性、耐磨懷、溶劑釋放性,且因其柔軟,所以大多還用于塑料薄膜的印刷,在用于鋁箔為基材的印刷時(shí),該種油墨的優(yōu)良性能均能表現(xiàn)出來,而且其耐熱性也以滿足鋁箔印刷的要求。另一類是以氯乙烯醋酸乙烯共聚合成樹脂/丙烯酸樹旨為主要成分的復(fù)合性鋁箔專用油墨,其特點(diǎn)是色澤鮮艷,濃度高,對(duì)鋁箔的粘附性能特別強(qiáng),有良好的透明性,在顏料的選用上,不采用重金屬等毒成分,廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、食品的包裝。使用時(shí)應(yīng)注意以下幾方面的問題: 1. 干燥的變化 凹版印刷油墨的干燥是靠溶劑揮發(fā)完成的,通過熱和風(fēng)的作用促使油墨干燥。油墨的干燥速度應(yīng)與印刷速度和干燥裝置相配合,以它們?yōu)榛A(chǔ)調(diào)節(jié),當(dāng)干燥太慢時(shí),可在墨中加入快干溶劑或快干衡釋劑,干燥太快時(shí)可在油墨中加入慢干溶劑或慢干稀釋劑。 2. 油墨粘度的掌握 為了保證油墨在貯存過程中不沉淀,一般粘度都較大,在印刷使用時(shí)應(yīng)適當(dāng)稀釋,以達(dá)到所要求的粘度和流動(dòng)性,這取決于機(jī)器的結(jié)構(gòu)和印刷速度,一般用4號(hào)粘度杯測(cè)量油墨粘度,機(jī)器印速在20-80m/min之間。粘度在22-28秒之間。粘度較大的油墨,當(dāng)用大量衡釋劑時(shí),應(yīng)攪拌均勻,使衡釋劑均勻分布在整修油墨中。由于室內(nèi)的溫度和濕度對(duì)油墨的濃度有影響,最好采用油墨濃度檢測(cè)器來確定加入溶劑的量,并根據(jù)溫度和濕度的變化,每隔一定時(shí)間測(cè)一下油墨的濃度。采用凹版印刷鋁箔時(shí),如果油墨濃度太低,會(huì)造成印刷文字圖案色彩不鮮亮,網(wǎng)紋處產(chǎn)生糊版現(xiàn)象;油墨濃度太高則圖案處會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象,不僅浪費(fèi)油墨,而且易造成印刷品表面不平整,也不美觀。 二、 影響鋁箔印刷涂布量的因素及其控制 1. 網(wǎng)紋輥的線數(shù)、深度和形狀對(duì)涂布量的影響 目前多數(shù)藥用鋁箔印刷涂布設(shè)備采用網(wǎng)紋輥涂布裝置,也稱為網(wǎng)線涂布法。網(wǎng)紋輥是由穴與網(wǎng)墻組成的,輥上的凹點(diǎn)通常稱為網(wǎng)穴,高的部分被秒為網(wǎng)墻或網(wǎng)線。網(wǎng)墻與網(wǎng)穴的比例約1:5。網(wǎng)紋輥經(jīng)加工后表面鍍一層厚度為0.015-0.02毫米的硬鉻,以增加網(wǎng)紋輥的表面硬度,其硬度值為HRC62-65。使用鋁箔裝置進(jìn)行印刷涂布時(shí),網(wǎng)紋輥的構(gòu)造原理及其工作狀態(tài)是:當(dāng)粘合劑注滿網(wǎng)紋輥的網(wǎng)穴中時(shí),網(wǎng)紋輥旋轉(zhuǎn),當(dāng)該網(wǎng)穴離開粘合劑液面后,輥?zhàn)颖砻嫫交幍囊后w由刮刀刮去,而只保留著凹紋網(wǎng)穴中刮不去的液體,此液體粘合劑再與被涂覆的鋁箔基材表面接觸,這種接觸是通過一個(gè)有彈性的橡膠壓輥的作用而實(shí)現(xiàn)的,這樣網(wǎng)穴里的一部分粘合劑溶液轉(zhuǎn)移到鋁箔基材表面上,由于粘合劑具有流動(dòng)性,它會(huì)慢慢自動(dòng)地在鋁箔表面上流平,使原來不邊疆的液體變成連續(xù)的均勻的液層。在網(wǎng)紋輥網(wǎng)穴里的液體一部分轉(zhuǎn)移到鋁箔上,而網(wǎng)紋輥同時(shí)又是旋轉(zhuǎn)的,隨著旋轉(zhuǎn)一周后又重新浸入到粘合劑液體中去,液體粘合劑又會(huì)填充網(wǎng)穴,這樣周而復(fù)始,一個(gè)直徑不大的網(wǎng)紋輥就能將粘合劑溶液不間斷地均勻地轉(zhuǎn)移到鋁箔基材上,使鋁箔表面實(shí)現(xiàn)均勻涂占合劑的目的。顯而易見,如果網(wǎng)紋輥中的網(wǎng)線每英寸越少,網(wǎng)穴淺,所充滿的粘合劑容積少,其涂布量相對(duì)卞小。而網(wǎng)紋輥的網(wǎng)穴形狀不同,其涂布量也不等,例如:200棱錐型的網(wǎng)紋輥,即每英寸有200個(gè)網(wǎng)穴,每毫米大約有8個(gè)網(wǎng)穴,粘合劑的存容量為每1000平方英尺約0.5磅,即2.4克/平方米,而24三角螺紋形網(wǎng)紋輥,其粘合劑存量可達(dá)每1000平方英尺13磅重,即63克/平方米。 2. 粘合劑溶液的濃度和密度與涂布量的關(guān)系 對(duì)于在實(shí)際印刷涂布中已經(jīng)做好的網(wǎng)紋輥,其網(wǎng)穴深度及網(wǎng)線數(shù)量已固定,網(wǎng)穴形狀也不再改變,在這種條件下,涂布量就取決于粘俁劑配制和濃度和密度。我們知道涂布量就是每平方米鋁箔基材面積上有多少質(zhì)量的干膜粘合固體材料,因此粘合劑溶液的固體含量高,則涂到鋁箔基材上干膜粘合固體材料就多,涂布量就多。由此得出涂布量與粘合劑網(wǎng)穴深度關(guān)系為:涂布量與網(wǎng)穴深度和粘合劑的濃充、密度成正比。如果在實(shí)際印刷涂布操作中,網(wǎng)紋輥的網(wǎng)穴深度已固定,則涂布量就與粘合劑液體的濃度和密度有很大關(guān)系,也就是說涂布量的大小由液體濃度確定。相反,若粘合劑濃度和密度確定后,則粘霞鐐坎劑坑賞乒跬ㄉ疃染齠ā?br>3. 涂布裝置中橡膠壓輥的硬度和壓力對(duì)涂布量的影響: 當(dāng)網(wǎng)穴深度及粘合劑[濃度、密度確定后,網(wǎng)紋輥的涂布量還涂布裝置中的橡膠壓輥軟硬度和壓力的影響。對(duì)橡膠壓輥的要求是左右兩邊的壓力要均一,也就是說制造橡膠輥時(shí),混炬膠料要均勻一致,硫化條件嚴(yán)格控制,要求任何一點(diǎn)的質(zhì)量都相同。如果使用的橡膠壓輥很軟,彈性大且作用在輥上的壓力很大,則涂布量減少,反之亦然。這是因?yàn)橄鹉z輥在重壓下擠入網(wǎng)紋輥網(wǎng)穴深處,把粘合劑溶液趕出一部分,使粘合劑的涂布量變少。 實(shí)際操作中,橡膠輥對(duì)網(wǎng)紋輥的壓力控制在2-3Mpa范圍內(nèi)為宜。 4. 涂布裝置中刮刀的運(yùn)和對(duì)涂布量的影響 1) 刮刀壓力 目前設(shè)備中調(diào)整刮刀壓力裝置的方式有:拉簧調(diào)壓,手輪調(diào)壓、氣缸調(diào)壓和壓錘調(diào)壓。在布時(shí),刮刀作用在網(wǎng)紋輥上的壓力過小,甚至壓不或機(jī)械雜質(zhì)時(shí),會(huì)將刮刀頂起來造成疑隙,使得涂布不均勻而且涂布量增加。影響刮刀壓力的因素是:硬軟刀片不同,刮刀與網(wǎng)紋輥的角度不同等。在實(shí)際操作時(shí),以壓錘調(diào)整刮刀為便,其刮刀壓力一般在200-400Kpa左右為宜。 2) 刮刀角度 刮刀同網(wǎng)紋輥觸點(diǎn)切線之間的角度一般在15度-30度之間。如果角度太大,其刮刀幾乎是頂著網(wǎng)紋輥,而網(wǎng)紋輥的表面是不平滑的,當(dāng)它高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)引起彈性刮刀片的震動(dòng)或跳動(dòng),使溶液被彈起來,造成涂布量不均勻,引起涂布量差異大的問題。另外太大的角度還易損傷刮刀刃。 3) 刮刀的鋒利度 刮刀的鋒利度主要取決于刀刃磨損的角度和溶液的純潔度以及刀的質(zhì)量。如果是新刀,刀的適合鋒利度應(yīng)是有效地刮干凈網(wǎng)紋輥上的粘合劑液層而不產(chǎn)生刀絲。刀的鋒利度適中就能有產(chǎn)地刮干凈溶液層,從而獲得均勻一致的涂布量,反之引起涂布量差異變大。 4) 刮刀的平整度 刮刀平整度即,不產(chǎn)生翹曲變形,則涂布量均勻一致,否則涂布量差異變大。刮刀的平整度取決于安裝刮刀的方法,當(dāng)然也有可能與刀架槽中或刀片、襯片上粘有異物有關(guān),因此在裝刀時(shí)應(yīng)擦凈襯片,然后將新刀放在襯片后面,裝入槽內(nèi)。旋刀背螺絲,應(yīng)先從刀片的中間旋緊,再逐漸往兩邊旋緊,并且兩邊要輪滾旋緊。為防止刀片堯曲,在旋緊螺絲時(shí)應(yīng)經(jīng)兩或三遍完成,一邊旋螺絲,一邊拿塊布夾緊刀片與襯片,并用力向一側(cè)拉緊,這樣成的刀就較為平整,才能保證涂布量差異的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 5) 刮刀的左右移動(dòng) 刮刀左右移動(dòng)對(duì)養(yǎng)活刮線、提高刮刀利用率、減少對(duì)網(wǎng)紋輥的磨損有著重要作用,從這方面考慮,網(wǎng)墻磨損少,網(wǎng)實(shí)相對(duì)就深,盛裝的流體部分就多,有利于達(dá)到所要求的涂布量。 三、鋁箔基材與粘合劑的最佳涂布量的討論
經(jīng)涂布后的鋁箔與聚氯乙烯硬片進(jìn)行熱合,兩者熱封后的粘合牢固程度通常用粘合層的熱封強(qiáng)度來衡量。是否在印刷涂布過程中粘合劑涂得越多越好呢?涂布量多少為最佳粘合效果呢?經(jīng)物理試驗(yàn)研究表明,在一定范圍內(nèi)鋁箔與PVC的熱封強(qiáng)度與涂布量成正比,但到了一定的程度后就不成正比,在大多數(shù)的試驗(yàn)情況下,涂布量在3-6g/cm平方就能滿足熱封強(qiáng)度的要求。如果增加涂布量,熱封強(qiáng)度值隨著涂布量的增加到一定數(shù)值后,其熱封強(qiáng)度曲線趨于平衡,強(qiáng)度變化較小,因此再增加粘合劑涂布量就沒有必要,還會(huì)增加成本。
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