浅析覆膜印刷产品质量的问题
改革开放以来，随着我国经济的稳步增长，人民物质生活水平的日益提高，各种消费品如雨后春笋般涌现，极大地丰富了商品市场，同时也促进了包装印刷业的繁荣发展。商品的外包装采用覆膜工艺后，使五彩缤纷的包装印刷品更加光彩夺目，但是，由于某些包装印刷企业工艺操作不当、管理不善，使包装产品出现覆膜质量问题，造成商家售销不畅，或覆膜包装盒根本无法使用。由此引发商家、制盒厂、覆膜厂以及印刷厂之间产生纠纷，互相推卸责任 为此，本文将从与覆膜质量相关的材料、工艺、环境等方面，对以下几例常见的覆膜质量问题进行剖析。
实例一 包装盒覆膜起泡、起皱，甚至脱膜。
产生此现象的原因可从以下三方面考虑
印刷材料对覆膜质量的影响。
（1）大多数包装盒都设计为对比度强烈的色块或满版实地。如黑底、大红底(Y、M满版叠印)，绿底(Y、c满版叠印)等。如果使用匀度较差的纸张印刷，由于幅面内对油墨吸收量的大小、吸收速度的快慢不一致，会造成纸张紧度、匀度、平滑度、水分等的定量改变。凡是油墨印层浓厚、纸张吸收量大的部位，粘台剂分子润湿、扩散、渗透能力就差，相互间分子的运动相应不太活泼，机械结合力就小。另外，在印刷大面积、厚墨层的印品时，为了使印品在四色印刷过程中不糊版，往往在油墨中加入燥油，以使墨层快速结膜，造成墨层表面晶化，印品表面光滑、坚韧，失去粘着力，粘合剂不能与其润湿亲和，严重影响粘结牢度，在覆台压力的作用下，BOPP膜与印刷品面处于假粘状态，一段时间以后或在后道工序进行压痕制盒过程中，覆膜面就会产生起泡、起皱，甚刷机械的色组、开本和功能机组及功能部件配置应有高度通用性，这样在处理质量问题，解决一个就解决一片，避免了相同问题重复出现，使每种技术逐渐成熟。功能部件的改进、升级要采用通用化设计，尽量减少相同功能零部件数量。
(2)对于批量较大的中、小产品应研究实行流水作业的规模化生产方式，从而带动均衡生产，克服以调度为主的生产组织方式，按节拍安排生产配套，物资供应，资金筹集，从而解决突击作业，加班加点等不均衡因素造成质量和管理问题。
(3)企业应成立科研机构，试验研究产品中长期存在的质量问题如，提高套印精鹿提高输纸、印刷速度；国产化导纸装置和二次张力控制机构；解决墨杠、前重后轻 掉版等等问题 从而使用户长期困扰
的质量问题能够尽快解决，也为以后新产品开发打下良好试验基础，真正做到不成熟的技术不到用户手中试验。
覆膜为什么会起泡
为什么覆膜产品会出现“起泡” 现象?为什么同样的覆膜产品，单独摆放，一、二年都不会起泡，可包成书，打成捆，在书店里存放不太长的时间就会发生不同程度的起泡?
首先我们来从胶的特性着手分析
（一）胶的合成
覆膜使用的胶是稀料(溶剂)型胶。大都是橡胶— — 树脂型。主要成份是橡胶改性提纯的SBS、增粘树脂类(如：萜稀树脂)、松香及抗氧化防老剂等。想要把这些不同种类的物质掺和成胶，需先
用稀料软化溶解，再经过高温条件下鞍长时间的反应，才能合成为液态的可用来覆膜的胶 一般胶厂提供的产品说明书或标签上都注有固体含量为34％的文字，这是指胶里面的树脂等固体成份
所占的比例为34％ ，而其它的成份则是稀料(溶剂)。
(二) 胶的调制
胶厂在推销他们生产的胶时，总要讲使用时可对上1／3或l倍的稀料。不对上1／3的稀料，你就很难均匀地把胶涂在BOPP薄膜上 这是由BOPP薄膜的表面性能决定的。
BOPP薄膜的表面能通常很低。经测试，BOPP薄膜的临界表面张力是3．2×113 N／m，覆膜所用的胶的表面张力一般在3．6×l旷 3．9×l0。N／m之间．胶的表面张力大于BOPP薄膜的表面张力。
在这种条件下，人们无法将液态的胶在固态的BOPP薄膜表面涂抹均匀。因为，只有表面张力小的物质才能很好的润湿表面张力大的物质，而表面张力大的物质不能润湿表面张力小的物质。为了进行操作， 可采用以下两种办法：一是提高BOPP薄膜的表面张力，二是降低胶的表面张力。BOPP薄膜的基本性能比较稳定，除运用电晕处理清除表面的油脂和污物外，没有其它处理办法。因此，只有从降低胶的表面张力上寻找解决途径。可象胶厂介绍的那样， 向已有66％ 以上稀料组份的胶中再对加稀料，将胶液稀释，借助稀料较低的表面张力来降低胶的表面张力。常用的稀料有乙醇，表面张力为2．3 X10 Nlm； 苯类， 表面张力为2．8 X10。N／m；酯类，表面张力为2．3 X10 Nlm。对上1／3的稀料后，胶的表面张力就小于BOPP薄膜的表面张力了，就可以比较轻松、均匀地涂抹在薄膜上了。否则．胶就会在薄膜表面上打卷，形不成连续均匀的涂布，出现有的地方有皎．有的地方没有瞳的断续、条纹、花斑、亮点等“跳胶”现象，使薄膜不能平整、光滑、完全地和印刷品贴合。
(三) 胶的潦布
国内常用覆膜机的涂布机构是逆向辊式涂布机构。所谓逆向，是说涂胶辊旋转的方向和薄膜前进的方向相反。在涂胶辊和薄膜接触的瞬问．薄膜将涂胶辊表面的胶液“揩抹走”或“蹭走”。在薄膜调平走顺的情况下，再次经过施压辊的机械外力作用，使涂胶辊上的胶液转移到薄膜上。这种转移是硬性的“揩抹”或“蹭”。就象打扫卫生时用抹布擦去机器上的油污，桌上的尘埃一样。在薄膜与涂布辊逆向运动过程中，胶傲为液态物质具有流动性，易被蹭到薄膜上，但它本身具备的稠度、粘度与粘弹性和薄膜具有的平滑性及较小的表面能决定了这种转移不是完全彻底、干净利落的，会在逆向运动中产生位移、拉丝、断裂等情况。也就是说，在涂布过程中，薄膜在施压辊的压迫下，贴近涂布辊的表面，和涂胶辊表面附着的胶粘剂接触。这种接触因薄膜和涂胶辊运动方向相反而产生位置变化，又因胶液本身具有的内聚力和粘性而形成一种拉丝现象，拉出的丝，一端在涂胶辊表面，另一端在薄膜表面。这种因位移形成的拉丝，随着薄膜和涂胶辊逆向运动的距离加大被拉细拉长。被拉细拉长的胶丝的中间部位要细干两端。当中间部位细到不可抗拒胶液的内聚力时，便发生断裂。胶粘剂的大部份转移到薄膜表面完成涂布过程，另有少部分残留在涂胶辊表面，随着涂胶辊的向后运转，又被带人涂布机构的储胶槽中。
由于目前的涂胶机构都是逆向辊涂布式的，涂布的过程正是胶液位移、拉丝、断裂、转移的过程， 只有拉丝断裂才能形成转移。拉丝现象是中间部位细于两端，所以断裂是呈圆柱形或园锥形状的。这就可以想象出，极为光滑的涂胶辊向极为平滑的薄膜表面涂布的胶层，不是一个平滑的面， 而是由难以数计的极其细微的园柱和园锥体组成的粗糙表面。因此，复合的初期，薄膜上的胶层与印刷品最初的接触是点状接触。
因有空气的存在，这种点状接触会影响对油墨印层的润湿，影响纸塑复合品的结合牢度。要增加牯结强度，就要加大这种接触点的密度，加大胶牯剂断裂处所形成的园柱(锥)体的密度。为加大密度，胶液必须具有一定的浓度和厚度。决定胶液调对浓度和涂布厚度的依据，是不同纸张基材和不同的印刷效果所需要的粘合剂干基量(即胶粘剂中固体材料的含量)。当涂布胶液的干基量基本确定之后，就存在一个调对浓度和涂布厚度的配比关系。浓度大则需涂层薄，浓度小则要涂层厚， 应由机长视具体情况而定。
另外，还有一点要注意的是，逆向涂布工作方式中设定的涂布量会随涂胶机构转速的变化而变化。涂胶机构有单独的动力驱动和速度调控。当涂胶机构的转速低于薄膜运行速度时，薄膜和涂胶辊接触的时间相对较长．位移的速度较慢，同一接触点上的胶还会被运行速度较快的薄膜继续“揩抹走”或“蹭走”，形成有规律性的稀薄，反之，在涂胶辊转速高于薄膜运行速度时，薄膜还没有完全离开与涂胶辊的接触区域，粘满胶液的涂胶辊就又赶来让薄膜继续在新的涂胶面“楷抹”或“蹭”，这就会产生规律性的涂层重叠，使涂布的厚度大于原设定的厚度。从理论上讲，将两者的速比控制在1：1时，胶就涂得比较均匀。实际上。一般都是涂胶辊转速快于运行速度，以保证不满涂，这就使得薄膜上的胶液涂布厚度不可避免地要出现误差。
(四) 胶层烘干
向薄膜上涂布的经过稀料调对的胶液成份中，75％以上是稀料，只有25％的固体物质才最后起粘结作用。尽管稀料占的比例很大，但它只是在合成、涂布过程中需要，是一个暂时性组分，必须在与印刷品复合前挥发掉。它不挥发掉，就无法使固体物质对薄膜和印刷品双向都产生较强的粘结力。所以，薄膜和纸张粘结的牢固与否，起泡不起泡。依据的不只是胶的质量，胶的浓度，胶的厚度，而是胶液里面的稀料挥发净了没有，胶在复合之前是否干透。
为了保证胶层的干燥，涂胶覆膜机都设计有几米长的烘干遂道。在封闭的烘干箱中，数道电热管加热，前端几台风扇向烘道内鼓风，后端抽气扇向外界排风，连续不断的强热气流将涂布在薄膜表面的胶液涂层中的稀料挥发掉。这时会出现以下几种情况：
1不完全干燥状态
胶液中的稀料，在对树脂进行溶解和合成后， 自身已被树脂改变。溶解了树脂等化学原料的稀料和为便于涂布操作又加进来的稀料，在共同变成胶液时，其相对密度、沸点、比蒸发速度、闪点等性质都不一样。在这样情况下。尽管辅之以高热气流的外在条件，但胶液中的稀料要比纯稀料挥发缓慢得多，困难得多。某科研机关曾做过试验，将纯稀料和用这种稀料合成并稀释后的胶液分
别涂在20p．m 经过电晕处理过的双向拉伸BOPP薄膜上，经过同样的热风气流烤烘作用，测得纯稀料的残留量为21ppm，混合在胶液中的稀料残量为322ppm，两者相差l5．33倍。这项试验表明，混合在胶液中稀料的挥发速度，挥发蒸腾量，只有纯稀料的I／I5。所以，通过烘道出来的薄膜上面的胶，并不是干燥的固态，而是有点发粘的弹性胶体。
2 外干内不干状态
一般涂布在薄膜上的胶层多在5gm以上。通过烘道后，首先挥发掉的是表层胶液中的稀料， 内部深层稀料的挥发只有靠稀料分子克服胶液其它分子的吸引力，上升到胶层的表面才能进行。这时，稀料分子会遇到两个困难：一是表层的稀料挥发以后，胶层的体积会收缩，形成一种表层“干痂”，成为内部深层稀料分子上升，脱离胶层母体，挥发到大气中的盖子； 二是从内部深层克服分子问引力。但是，由于稀料分子上升到表层这种运动所需要的时间往往长于薄膜在高强热风作用下通过烘干遂道的时间，因此，即使胶层深处的稀料分子非常活跃，能突破周围其它树脂分子的吸引力活动到胶层上部，它到达之前，表层稀料挥发后形成的“盖子”已阻挡了它的出路， 只有停留在表层“干痂”的下面，形成一种外干内不干的假像。
3．夹层有水汽
不少机长在操作时，往往采用加大烘道内电热管功率和加大电机排风量的作法，使稀料能彻底挥发 但溶剂的过快挥发，胶层表面温度的迅速下降，又会形成胶层表面小区域与周边大气环境的温度反差。这种温度差，使热风气流中的水蒸汽在胶层表面低温条件下凝结成细微的水汽，覆盖在胶层表面 这种水汽的存在，一方面影响粘结，另一方面使胶层复合后透明度差，发白，发雾。
4 复合后的变化
涂有胶层的薄膜， 在热压合之前先要通过一组导向小光辊小胶辊系统 这个系统决定了薄膜和纸张的初步粘结的定位。其间隙大小不但决定薄膜和纸张所受到的初步压力，还影响到运行速度、通过时间和排出空气量等
当薄膜和纸张复合后，包结在胶层“干痂” 内的稀料仍旧存在，尤其“干痂”内表层活跃的稀料分子还会继续活动，使胶层处于发粘发软的状态。也就是说，覆膜胶实际上属于压敏胶类，也有近似压敏胶不干的性质。剖开气泡触摸到发粘的胶就是很好的说明。
这种发粘的胶中的稀料分子必然要在与纸张复台后继续活动，要想方设法通过各种途径脱离胶层母体向外挥发。一部分稀料分子在热压合机构轧破胶层表皮的“干痂”后，会聚到薄膜的内表面另一部分逐渐摆脱胶层树脂分子间的引力，到达油墨印层的表面薄膜内表面的稀料分子因受到薄膜的气阻作用不能穿透薄膜向大气中挥发，逐渐汇聚。较浓的稀料分子会对薄膜产生溶胀作用，使平整光滑的薄膜因溶胀变松起绉，形成泡泡。到达油墨印层表面的稀料分子，将和其中的油脂产生亲和、溶蚀、分解，使油墨中的颜料失去油脂的连结成为散状的颗粒， 降低胶层的附着力。书芯吸收的水份，在折页、配贴、包书后，也将透过纤维的毛细微孔向外散发，除向天头、地脚、切口散发外，还大量地向封面、封底运动。水做为一种表面活性剂到达封面后，减少了封面用纸的应力，使胶层附着力再度降低同时，书芯印刷用的油墨中的添加剂、稀释剂等化学物质，绝大多数要通过纸张毛细微管向封面和封底运动完成向大气中彻底挥发。这些稀料分子和胶液中的稀料分子同样受到封面和封底上已覆盖着的薄膜的气阻，在薄膜内表面下汇聚，更加剧了对薄膜的溶胀作用，使没有印刷的白纸部位也会出现起泡。
综上所述，基本可以明了覆膜起泡的原因了，其主要原因不是操作工人掌握不当或责任心不强，而是工艺设计与实施效果有•较大的差异，即涂胶覆膜工艺本身就存在着严重的缺陷。
二、覆膜起泡的预防
热熔胶预涂薄膜工艺
前面讲到依据不同的纸张基材，不同印刷效果计算出胶液调整浓度和此浓度下需涂布的厚度是一种比较科学的操作方法。降低薄膜运行速度、增加烘干时间，加大复合温度和压力等技术改进也会减少起泡的发生，但并不能从根本上消除即涂胶复合工艺的先天的缺陷。尤其是在高湿度、低气压条件下，稀料的挥发更为困难，起泡更易发生。要想从根本上消除起泡问题的发生， 只有避开即涂胶复合工艺本身存在的缺陷，使用没有溶剂即可复合的胶粘剂。这就是现已在全国书刊、地图、包装箱盒等
印后加工上广泛运用的热熔胶预涂薄膜干式复合工艺
（一）挥发给环境和操作者造成污染和危害，并影响复合产品的质量，溶剂液和即涂胶湿式复合工艺受到限制，热熔胶得到迅速发展。热熔胶无毒无昧，操作简便，粘结迅速，很受欢迎 热熔胶预涂薄膜干式复合工艺在生产中的比例也越来越大，使用热熔胶预涂薄膜为复合材料的各种规格、型号的复合机械逐渐在全国印刷、包装业中使用。将传统的即涂胶湿式覆膜机改造为热熔胶预涂膜干式复合已成为机械制造业的一项繁忙业务。有的覆膜厂连改动都不进行，就在原即涂胶湿式覆膜机上运用热熔预涂薄膜工艺进行生产。热熔胶预涂薄膜是将热熔胶粘剂在热熔状态下预先涂布在BOPP薄膜上的，冷却固化后成为一种再度加热加压即可实现粘合的新型复合材料。它不含溶剂对操作者身体健康没有危害，并且不会对BOPP薄膜的产生溶胀，也不会因溶剂的挥发产生可燃可爆气体。在热熔胶预涂薄膜上预涂的热熔胶粘剂具有百分之百的固含量。早已形成的固态胶膜在热压合外力作用下能极快地和纸张及油墨层亲和，从而确保复合的牢固和载体的原真。热熔胶替代了溶剂胶粘剂，干式复台工艺替代了即涂胶湿式复合工艺，改善了生产条件，使非清洁生产行为改进成清洁生产行为。清洁生产为产品质量提供了科学依据和可靠保证。
热熔胶粘剂主要由热塑性高分子聚台物组成。制备热熔胶的聚合物具有晶体结构，它们的分子链在微观的小区域内能通过折叠等方式整齐地排列为结晶区，其它部分则是分子链无规则地交叉缠绕，通过分子链本身把各晶区连接起来。若温度升高，这些晶区可以溶化，整个聚合物的分子链从局部有序变成无序，发生熔融一结晶转变。当温度升高到一定值时，链段就有足够的能量来克服分子内的次级链合力，链段可以迅速地转动和平动，整个分子滑移成为粘流态，完成从玻璃态向橡胶态的转变，自动“赶走”被粘物表面的气体，具备良好的湿润和粘弹性。当复合压力达到有效工作值时，热熔胶相对BOPP薄膜和纸张油墨印层发生了明显的塑性变形，即使立刻撤去应力，BOPP薄膜／热熔胶／纸张印刷品已成了三位一体的牢固复台物，不会再分离成原状。
热熔胶预涂薄膜是一种已具备粘结性能的新型复台材料，它已完成了即涂胶湿式复合工艺三分之二的功能。精密控制的胶体涂布量基本适应各种条件下的粘结需求．对机械机构和生产操作不再苛求， 只要具备能产生热量和压力的简单机械， 即可完成复合过程。预涂膜工艺省掉了传统即涂胶湿式复合工艺中的胶粘剂涂布和烘干工序， 简化了劳动者的操作程序，降低了操作者的劳动强度．节约了三分之二以上的电能消耗和机械设备．使劳动生产率提高，综台成本降低，且随用随开，即关即停，不受品种、版式、时间、气候、覆膜后再加工条件的限制，安全、方便、经济、可靠。热熔胶预涂膜干式复合工艺采用清洁的能源、原材料和生产工艺，污染少，能源、资料消耗少，生产出的产品质量可靠．是清洁的生产。
（二） 操作中温度、压力、
速度三者的关系和对质量的影响相对即涂胶湿式复合工艺来讲，预涂膜干式复合工艺从根本上解决了即涂胶湿式复合工艺存在的先天性缺陷，是一次改革和进步。是不是使用了预涂膜，运用了预涂膜干式复合工艺就不会发生起泡等质量事故呢?我们一直认为，再好的工艺也有它的局限性，再好的材料也需正确使用。运用预涂膜从事干式复合，虽然从根本上解决了溶剂造成的起泡问题，但如不能掌握操作要领，也不能发挥出它的优点和特长，仍会出现别的问题。纸塑复台是一种热压台，适当的复合温度和压力是复台质量的基本保证。对于预涂膜干式复合工艺，温度是第一要素，只有保证适当的温度(85～95口c)，预先豫布在BOPP薄膜上的固态热熔胶才能充分熔化、流平；在适当的压力(8～15MPa／cm )作用下，预涂膜才可向印刷品及油墨印层产生转移、渗透、锚固作用，形成纸塑台一的紧密复合体。在热压台机构中，加热辊筒是由主机电机经过减速器等传动部分驱动的。压胶辊随油缸活塞向上移动与加热辊筒接触，靠摩擦力驱动。油缸施加的压力越大，加压橡胶辊与加热辊筒的接触越紧密，其接触部位，即热压台工作面的形变越是厉害，纸塑复合材料在此工作界面通过的时间也就越长，接受的热量和压力也就越大，其复合效果就越好。实际生产时， 温度和压力基本是个固定值。这个固定的数值不会因主机速度的升高而提高，也不会因主机速度的降低而降低。速度的加快使纸塑复合材料通过工作界面的时间缩短，温度和压力的作用相对减小。因此，尽管此时预涂膜干式复合工艺第一要素—— 温度
其原因大多由于UV粘度太小、涂层太薄，水墨中含调墨油和燥油过多，油墨表面“晶化”也是原因之一，或者喷粉较多，涂胶网纹辊太细。
解决办法：印刷时对要上光的
产品作统筹考虑，不能顾先不顾后；上光时，光油适当涂厚些，或者先上些底胶。
(三) 表面涂布不匀，有条纹或桔皮现象。
主要原因有三：UV粘度过高，光油的流平性差；涂布辊粗糙不光滑，压力不匀；涂布的量太大。
解决办法：降低UV粘度
均匀调整压力，减少涂布量，或少量加人点流平剂；涂布辊应磨细打光。
(四) UV的附着力不好。
印刷品的油墨表面“晶化”，油墨中的辅料加人得不合适，光固化条件不好， 都是造成光油附着力不好的原因。
解决办法： 印刷工艺安排要事先考虑到上光的条件，对印好的产品可涂布些底胶以增加附着力。另外，还有凝胶现象，一般由于光油存储的时问过长、或者存储温度偏高、未能做到避光存储所致。光
油的存储时间不宜太长，存储温度以控制在5~C～25℃ 为宜。
但由于薄膜与加热辊筒接触的时间短，加热辊筒的热量还没来得及将热熔胶涂层全部熔化，热熔胶还未形成液态渗透到纸张纤维毛细孔中间。涂敷的热熔胶在软化发粘的状态下，用压力强制与纸张印刷品复合，就形不成牢固的粘结，经不起折叠揉搓等外力作用。同时，园胶体没有全部彻底熔化，透明度也不好。
我们曾做过几次试验，通过对比，得出的结论是：
最佳工作状态为：温度(80～90℃)、压力(8～12MPa／m )、速度4600转／分。
综上所述
简要分析了几种覆膜质量问题产生的原因和过程。覆膜厂、印刷厂及商家应查找原因，对症下
药，以免重复造成损失。一般可以采用以下改善措施
(1)对于纸张匀度较差的印刷品，覆膜粘合剂的浓度要适当调兑高些，以降低粘合剂的流动性，加大粘度，
从而增强印品与薄膜问的粘结力。
(2)对于满版叠印或实地印刷的印品，覆膜前最好进行表面粗糙化处理，以降低墨层表面晶化作用，增加印品与薄膜间的粘结牢度。
(3)对于印金(银)产品，覆膜前可采用除尘处理，减少金属粉末对粘结力的影响。
(4)控制覆膜加工的生产环境。一般温度为25 ～27％，湿度为5O ～6O％或湿度差控制在10％左右，保证车间清洁．减少灰尘、纤维对薄膜的吸附现象
(5)控制裱糊瓦楞纸的刨花碱浓度，加入稀释剂量要适当
(6)存放覆膜包装品的环境要相对干燥，避免与酸、碱气体相接触，且存放时间不宜过长。
