一次性衛(wèi)生用品出現(xiàn)熱熔膠失粘現(xiàn)象分析
熱熔膠應(yīng)用的歷史悠久，每隔幾年就有新的性能更加優(yōu)異、成本更有優(yōu)勢的熱熔膠產(chǎn)品誕生。但是，熱熔膠的失粘一直是行業(yè)內(nèi)難以杜絕的頑疾，并且是一次性衛(wèi)生用品失效的首要因素。目前一次性衛(wèi)生性用品已經(jīng)進(jìn)入了全自動(dòng)化生產(chǎn)的階段，機(jī)器速度普遍在400—800片/分。一旦出現(xiàn)失粘的現(xiàn)象，可能產(chǎn)生幾萬片甚至幾百萬片的廢品，造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，影響企業(yè)的形象。因此，調(diào)查熱熔膠失粘的真正原因，查漏補(bǔ)缺，非常有助于提高企業(yè)質(zhì)量水平，節(jié)約有效經(jīng)濟(jì)資源。
熱熔膠的失粘，涉及到工藝，環(huán)境，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，選用的熱熔膠，基材甚至使用者的習(xí)慣和氣候，比較復(fù)雜，所以有必要對(duì)熱熔膠的失粘原因做一次梳理和總結(jié)，并從中找到一套系統(tǒng)的調(diào)查方法，提高工作效率，并且保證調(diào)查結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性。本文將從熱熔膠、機(jī)器工藝、基材、環(huán)境、操作人員等方面，總結(jié)一下熱熔膠失粘的原因。因?yàn)樯婕暗浇K端消費(fèi)者使用會(huì)更加復(fù)雜，所以不討論消費(fèi)者的使用方法、環(huán)境、習(xí)慣等因素。
熱熔膠是主要成分為苯乙烯丁二烯苯乙烯或者苯乙烯異戊二烯苯乙烯橡膠、增粘樹脂（主要是石油樹脂）、白礦油等組成的100%固體的膠水。
（1）熱熔膠兼有熱熔和壓敏雙重特性，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行涂布，冷卻固化后，施加輕度指壓即能快速粘接，同時(shí)又能夠比較快速地被剝離，不污染被粘物表面。橡膠影響熱熔膠的內(nèi)聚強(qiáng)度,柔軟度，伸長率，粘接強(qiáng)度。
（2）增粘樹脂提高熱熔膠的粘接強(qiáng)度，耐酸堿性等。礦物油會(huì)降低粘度, 增強(qiáng)潤濕, 影響熱熔膠的粘接強(qiáng)度, 柔軟度，開放時(shí)間。抗氧化劑則能防止熱熔膠的物理屬性發(fā)生老化,并且減少顏色的變化。熱熔膠中任一成分都能影響其粘接強(qiáng)度，任一成分的改變都會(huì)引起熱熔膠的粘接強(qiáng)度的變化，所以在選用熱熔膠的時(shí)候需要合適的配方。在選擇熱熔膠時(shí)，首先需要認(rèn)清涂布的工位，其次區(qū)分涂布的工藝，例如刮涂、噴涂，在熱熔膠符合工位的物理性能要求后確保覆蓋其他的特殊要求點(diǎn)，例如顏色、氣味等，最后平衡價(jià)格成本。將結(jié)構(gòu)膠作為橡筋膠使用，很容易出現(xiàn)橡筋回縮的現(xiàn)象，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)膠的內(nèi)聚強(qiáng)度無法抵抗橡筋的蠕變。將背膠混在了結(jié)構(gòu)膠中，會(huì)降低結(jié)構(gòu)膠的粘接強(qiáng)度，導(dǎo)致基材的失粘。總而言之，熱熔膠本身具有足夠的內(nèi)聚強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度是保證不會(huì)出現(xiàn)失粘的基礎(chǔ)。除了關(guān)注熱熔膠的物理性能，還需要關(guān)注熱熔膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，定位膠尤其需要重視這一指標(biāo)。
（3）由液體結(jié)晶成固體的轉(zhuǎn)變稱為一級(jí)轉(zhuǎn)變，聚合物中由玻璃態(tài)向橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為二級(jí)轉(zhuǎn)變，高于Tg時(shí)熱熔膠還保持有粘性，低于Tg時(shí)熱熔膠完全處于玻璃態(tài)。在玻璃態(tài)下，熱熔膠失去了粘性。假如車間環(huán)境溫度過低，低于熱熔膠的Tg時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)膠水失粘的現(xiàn)象。因此，車間的溫度（工藝環(huán)境的溫度）也是影響熱熔膠粘接的重要因素，一般20-25℃是理想的溫度范圍。之所以說定位膠尤其要注意Tg,是因?yàn)槎ㄎ荒z是裸露在外使用的，用手感覺背膠能夠非常直接地體會(huì)到氣溫變化導(dǎo)致的粘接強(qiáng)度高低，所以高Tg的定位膠產(chǎn)品，在冬天容易出現(xiàn)粘接強(qiáng)度減弱，甚至失粘的狀況。結(jié)構(gòu)膠和橡筋膠則只要能夠滲透到粘接的材料中，即使在低于Tg的環(huán)境下一般也不會(huì)出現(xiàn)脫開的現(xiàn)象。
熱熔膠中含有抗氧化劑，這些抗氧化劑的存在保證了膠水的物理性能在高溫下不出現(xiàn)滑坡，并且在使用后很長的一段時(shí)間保持在一個(gè)較高的粘接強(qiáng)度的平臺(tái)上，所以熱熔膠的抗老化性能也是區(qū)別熱熔膠是否會(huì)提前發(fā)生失粘的指標(biāo)之一。一般熱熔膠的保質(zhì)期為一年，但是在一些特殊情況下即使抗老化性能非常優(yōu)異的膠水也很容易出現(xiàn)老化的情況，這是導(dǎo)致熱熔膠失粘的又一重要因素。
一、超溫加熱，熱熔膠的使用溫度一般在130—170℃，超過180℃就會(huì)出現(xiàn)膠水快速老化的情況。在設(shè)置使用溫度時(shí)，一般不超過正常使用溫度20℃是需要掌握的原則；
二、超長或者反復(fù)加熱，在這種情況下，即使保持正常的使用溫度，也會(huì)導(dǎo)致熱熔膠的老化。假如觀察到膠水顏色變深，流動(dòng)性變差則很有可能熱熔膠出現(xiàn)了老化的現(xiàn)象。
在應(yīng)用熱熔膠時(shí)，主要是兩套機(jī)器系統(tǒng)的配合使用。一套系統(tǒng)是由熱熔膠缸、喉管、槍頭組成的加熱涂布系統(tǒng)，作用是將熱熔膠熔融到液態(tài)，輸送到各個(gè)工位的槍頭，涂布到各個(gè)材料上。另一套就是以整個(gè)一次性衛(wèi)生用品的機(jī)架為基礎(chǔ)的裝配系統(tǒng)，將涂布好膠水的每個(gè)材料按照工藝順序粘接成型。雖然各個(gè)廠家的機(jī)架設(shè)計(jì)各有特色，但是主要還是屬于三層構(gòu)造，包覆層（滲透層）、吸收芯、薄膜隔水層。包覆層起吸收、輸送液體的作用包括了面層、導(dǎo)流層和立體護(hù)圍的粘接。吸收芯層即整個(gè)衛(wèi)生產(chǎn)品的芯層，起鎖定液體的作用，包括了包裹衛(wèi)生紙和絨毛漿的粘接。薄膜隔水層起隔斷液體的作用包括了底膜和底膜復(fù)合布的粘接。
熱熔膠的涂布分為刮涂和噴涂。刮涂屬于接觸式涂布，刮槍直接抵在材料上形成長條型的線型圖案，刮涂的優(yōu)點(diǎn)是粘接強(qiáng)度高，缺點(diǎn)是覆蓋面積小，涂膠區(qū)域不透氣，一般用在定位膠，橡筋膠和粘接強(qiáng)度要求較高的工位。噴涂屬于非接觸式涂布，利用氣孔中吹出的熱空氣流向變化，將噴出的熱熔膠吹成螺旋型，或者纖維型等。噴涂的優(yōu)點(diǎn)是省膠，覆蓋面積大，透氣，缺點(diǎn)是粘接強(qiáng)度不高，一般用在結(jié)構(gòu)膠和少部分橡筋膠上。這兩種涂布方法，對(duì)于熱熔膠的粘度即流動(dòng)性指標(biāo)都有要求范圍。要控制熱熔膠涂布圖案的效果即膠型的好壞，膠水的內(nèi)聚強(qiáng)度（是否容易成型）和使用溫度是兩個(gè)主要的決定性因素，所以加熱時(shí)需要保證膠水具有一定的內(nèi)聚強(qiáng)度并且不能有大的粘度變化。加熱系統(tǒng)的加熱效率的高低和控溫效果的好壞是影響熱熔膠粘接的重要因素，±5℃的溫差的機(jī)器其膠水流動(dòng)性的變化會(huì)大于±1℃的溫差的機(jī)器。膠水流動(dòng)性的變化會(huì)影響膠水的涂布圖案的效果，涂布圖案的效果高低最終決定了熱熔膠的粘接強(qiáng)度。在研究以往失粘的案例中，膠型的不理想占了非常大的一部分。噴涂中膠水溫度過高，熱風(fēng)（氣孔）溫度過高或者壓力過大，會(huì)導(dǎo)致膠型的混亂，從而導(dǎo)致問題的發(fā)生。膠水溫度過低，熱風(fēng)（氣孔）溫度過低或者壓力過小，又容易導(dǎo)致膠水涂布的不均勻引發(fā)失粘。除了加熱控溫系統(tǒng)的問題，槍頭噴嘴的堵塞，也會(huì)導(dǎo)致問題的發(fā)生。
在討論熱熔膠時(shí)我們提出了開放時(shí)間的概念，在這里我們展開一下。熱熔膠的開放時(shí)間是指膠水涂布在第一基材后可以粘接住第二基材的最大時(shí)間，也就是膠水具有粘接強(qiáng)度的最大有效時(shí)間。超過開放時(shí)間，膠水就失去了粘接強(qiáng)度。影響開放時(shí)間的因素主要有，膠水的配方，膠水本身的使用溫度，涂布和復(fù)合的基材溫度，車間的環(huán)境溫度，膠水的使用量，車間的氣流速度，機(jī)器的生產(chǎn)速度和復(fù)合的距離。影響因素如此之多，間接證明了開放時(shí)間是非常重要的控制熱熔膠的粘接強(qiáng)度的工藝指標(biāo)。在生產(chǎn)時(shí)，機(jī)器速度的設(shè)定，復(fù)合距離的設(shè)計(jì)都需要合適的開放時(shí)間的熱熔膠的配合。
熱熔膠涂布的基材很豐富，有PE膜主要用作底膜；無紡布主要用作面層，護(hù)圍；衛(wèi)生紙主要用作芯體包覆等，近幾年還有一些棉質(zhì)材料代替無紡布，所以對(duì)熱熔膠的泛用性提出了更高的要求。近幾年隨著一次性衛(wèi)生用品朝著更薄更輕更軟的方向發(fā)展，出現(xiàn)了一大批低克重的PE薄膜、柔軟的無紡布基材產(chǎn)品等，這些產(chǎn)品使用之前的熱熔膠產(chǎn)品都會(huì)造成失粘。低克重的PE膜耐溫性降低了，需要新的熱熔膠更低的膠量或者更低的涂布溫度。另一方面，柔軟的無紡布產(chǎn)品通常都會(huì)添加有影響膠水粘接的柔軟劑，所以需要在熱熔膠采用新的原材料。
在基材的使用時(shí)，基材的溫度前文已經(jīng)述及會(huì)影響熱熔膠的開放時(shí)間。冬天因?yàn)橹苯邮褂脧膫}庫中拉出的過冷基材，容易導(dǎo)致膠水快干而失粘。通常的解決辦法是將基材放置于生產(chǎn)車間中半天或一天后使用，但是需要注意擦去冷凝水。
還有一個(gè)值得注意的點(diǎn)是熱熔膠的粘接機(jī)理決定的。雖然國際上關(guān)于熱熔膠的粘接機(jī)理有幾種學(xué)說，但是原則上都是保證熱熔膠擴(kuò)散，浸潤，滲透入基材，冷卻，固化后粘著。
由于熱熔膠的冷卻固化需要時(shí)間，所以剛剛下線的粘接表現(xiàn)不能作為判斷最終粘接效果的依據(jù)，需要結(jié)合至少24小時(shí)后的粘接數(shù)據(jù)才能做判斷。有時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)剛下線有材破，但是24小時(shí)后有失粘的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)槟z水沒有浸入材料，固化后收縮導(dǎo)致兩層材料脫開。由此，我們發(fā)現(xiàn)熱熔膠的潤濕性能是影響粘接強(qiáng)度的又一因素。有一個(gè)前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，不容易被水潤濕的材料通常都屬于難粘的基材。
熱熔膠需要保證新鮮清潔，所以車間環(huán)境至關(guān)重要。除了前文已經(jīng)述及的溫度與濕度，粉塵的處理以及車間衛(wèi)生都能影響熱熔膠的粘接強(qiáng)度。熱熔膠在加膠的過程中都需要打開膠缸（高溫運(yùn)行），所以外部雜質(zhì)的進(jìn)入很容易導(dǎo)致碳化。隨著膠水品種的專門化，每一條生產(chǎn)線都要使用好幾種膠水，膠水?dāng)[放的不合理很容易導(dǎo)致錯(cuò)放和混膠，繼而引起失粘。
人的因素主要是在生產(chǎn)工藝控制環(huán)節(jié)。目前的一次性衛(wèi)生用品已經(jīng)進(jìn)入了全自動(dòng)機(jī)器生產(chǎn)的階段，但是仍然需要訓(xùn)練有素的操作人員來使用機(jī)器，熱熔膠在常溫下是固體狀態(tài)的，需要在加熱設(shè)備中熔融后進(jìn)行涂布，熔融的時(shí)間約為30分鐘-1小時(shí)，所以在每天的生產(chǎn)過程中，需要操作人員不斷的加入熱熔膠以保證膠水在膠缸中充分熔融后通過喉管輸送到不同工位的膠槍，將熱熔膠涂布在相應(yīng)的基材上。操作人員加膠的量是否足夠，頻次是否穩(wěn)定就成為了影響熱熔膠粘接的關(guān)鍵因素，熱熔膠加的少了，及時(shí)供應(yīng)的膠水的量也少了，容易出現(xiàn)空膠，冷膠涂布的狀況，導(dǎo)致熱熔膠的失粘。比起加膠，操作人員本身的用膠水平是更加重要的影響熱熔膠粘接的因素。預(yù)估熱熔膠的使用量，及時(shí)根據(jù)天氣變化對(duì)溫度參數(shù)的設(shè)定做調(diào)整，定期能夠維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器，根據(jù)問題的產(chǎn)生透過表象及時(shí)找到原因都體現(xiàn)了操作人員本身的用膠素質(zhì)。從另一個(gè)意義上說，本文所總結(jié)的方法也是為操作人員使用服務(wù)的。
隨著科技的進(jìn)步，熱熔膠的研發(fā)進(jìn)入了新的時(shí)代，目前采用聚烯烴聚合物代替橡膠的新型熱熔膠產(chǎn)品已經(jīng)面世，這種新型的熱熔膠抗老化性更好，并且壓敏性低，有效解決了熱熔膠在輕薄透氣材料上容易出現(xiàn)滲透，導(dǎo)致產(chǎn)品粘連的問題。可生物降解的熱熔膠已經(jīng)研發(fā)成功，但是穩(wěn)定性較差，粘接強(qiáng)度需要加強(qiáng)。涂布機(jī)的速度正向著每分鐘1000片邁進(jìn)。10克/平米的PE膜，竹纖維的材料，純棉布的應(yīng)用都讓一次性衛(wèi)生用品更加透氣，輕薄，柔軟。這些新技術(shù)帶來了新的問題。調(diào)查失粘的問題變得更加復(fù)雜。在未來，熱熔膠供應(yīng)商，機(jī)器供應(yīng)商以及基材供應(yīng)商勢必只有合作交流才能保證找到問題的原因。而不同廠商間的協(xié)作的增加也會(huì)促進(jìn)整個(gè)一次性衛(wèi)生用品行業(yè)的繁榮，開發(fā)出更加優(yōu)異的新品。
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