蒸煮包裝袋故障兩例
2006-12-28 00:00 來源:浙江新東方油墨集團有限公司 作者:肖海依 責編:中華印刷包裝網
這里向大家介紹兩例蒸煮包裝袋故障的原因分析和解決辦法,希望在今后的生產中能引以為戒,避免此類問題的再次發生。
熱封不良引起的破袋故障
2005年11月,廣東一家用戶反映,使用我公司(浙江新東方油墨集團有限公司)生產的300LM型耐蒸煮復合油墨和PU-1750耐蒸煮膠粘劑加工的PA//CPP結構的蒸煮包裝袋,出現破袋率高的現象(破袋率高達45%)。后來,廠家換用另一個品牌的耐蒸煮膠粘劑也出現同樣的現象,廠家寄來包裝袋及一些材料請我們幫忙查找原因。
通過檢查包裝袋,我們發現該包裝袋存在熱封質量問題。用手拉扯包裝袋的熱封邊,靠近熱封邊1mm~2mm處的熱封牢度特別差,兩層CPP薄膜的熱合部位能夠很輕松地拉開,但是PA//CPP的復合強度較好,無法剝離。同時,把手伸進袋子內,用指尖剔熱封邊,發現有些地方的兩層CPP薄膜熱封部位能剔進去1mm~2mm。因此,我們認為這是一起由熱封工藝引起的事故。
以下是熱封強度的影響因素。
(1)熱封層材料的種類、厚度對熱封強度有決定性的影響。一般復合包裝常用的熱封層材料有CPE、CPP、EVA以及其它一些離子型樹脂共擠或共混改性薄膜,厚度一般在20μm~80μm。同一種熱封材料,其熱封強度隨熱封厚度的增大而提高。蒸煮包裝袋的熱封強度一般要求達到40N/15mm~50N/15mm。因此,其熱封層材料的厚度應在70μm以上。
(2)熱封溫度對熱封強度的影響最為直接。熱封材料熔融溫度的高低,直接決定復合袋的最低熱封溫度。生產過程中,由于熱封壓力、制袋速度以及復合基材的厚度等多方面因素的影響,實際采用的熱封溫度往往要高于熱封材料的熔融溫度。熱封壓力越小,要求熱封溫度越高,制袋速度越快;復合膜的面層材料越厚,要求的熱封溫度也越高。若熱封溫度低于熱封材料的軟化點,無論怎樣加大壓力或延長熱封時間,均不可能使熱封層真正封合。但若熱封溫度過高,又極易使焊邊處的熱封材料熔融擠出,產生“根切”現象,大大降低封口的熱封強度和蒸煮包裝袋的耐沖擊性能。
(3)要達到理想的熱封強度,一定的熱封壓力必不可少,對于輕薄包裝袋,熱封壓力至少達到2kg/Cm2,而且隨著復合膜總厚度的增加而相應提高。若熱封壓力不足,兩層薄膜之間難以達到真正的熔合,致使局部熱封不好,或者難以趕盡夾在焊縫中間的氣泡,造成虛焊。當然,熱封壓力也不是越大越好,應以不損傷焊邊為宜,因為熱封溫度較高時,焊邊的熱封材料已處于半熔融狀態,太大的壓力容易將熱封材料擠壓出去,使焊縫邊緣呈半切斷狀態,焊縫發脆,熱封強度降低。
(4)熱封時間主要由制袋機的速度決定。熱封時間也是影響焊縫封合強度和外觀的一個關鍵因素。在相同的熱封溫度和壓力下,熱封時間長,則熱封層熔合更充分,結合更牢固,但熱封時間太長,容易造成焊縫起皺,影響外觀。
(5)熱封后,等額焊縫若冷卻不好,不但會影響焊縫的外觀平整度,而且對熱封強度也有一定的影響。冷卻過程就是通過在一定的壓力下,用較低的溫度對剛剛熔融熱封后的焊縫進行定型,消除應力集中的過程。因此,壓力不夠,冷卻水循環不暢,循環量不夠,水溫太高或冷卻不及時都會致使焊縫冷卻不良,熱封邊起翹,熱封強度降低。
(6)熱封次數越多,熱封強度越高?v向熱封次數取決于縱向焊棒的有效長度和袋長之比。橫向熱封次數由機臺橫向熱封裝置的組數決定。熱封次數至少達到兩次以上才能保證良好的熱封強度,一般的制袋機由兩組熱封刀,而熱封刀位置的重疊程度越高,熱封效果越好。
(7)相同結構和厚度的復合膜,復合層間剝離強度愈高,熱封強度亦愈大。對于復合剝離強度較低的產品,焊縫破壞往往使焊縫處的復合膜先發生層間剝離,致使內面熱封層獨立承受破壞拉力,而面層材料失去補強作用,焊縫的熱封強度由此大為降低。若復合剝離強度較大,則不致發生焊縫處層間剝離,所測得的實際熱封強度就大得多。通過了解廠家的熱封生產工藝,我們認為造成此次包裝袋破袋率高的原因是,兩組熱封刀部位沒有完全重疊,靠近熱封邊處產生虛焊,CPP薄膜變薄,部分結構被破壞,在蒸煮時變薄的CPP薄膜層無法承受壓力而產生破袋故障。調整熱封刀,保證熱封質量,使問題得以解決。
聚氮酯油墨引起的蒸煮包裝袋脫層故障
內蒙古一家彩印廠使用耐蒸煮型聚氨酯油墨印刷BOPA薄膜并復合CPP,制袋后進行蒸煮試驗,發現BOPA薄膜出現脫層、起皺現象。
原因分析
首先了解以下聚氨酯膠粘劑的黏合機理:帶-OH封端的聚氨酯主劑與帶-NCO封端的聚氨酯固化劑發生反應,生成較大分子量的聚氨酯而形成粘合力。因此,帶-OH的醇類物質及帶-NH2的物質對復合加工的干擾較大。
接下來要對聚氨酯油墨體系進行分析,聚氨酯油墨的組成:顏料、聚氨酯樹脂、助劑、溶劑等;聚氨酯油墨稀釋溶劑的組成成分一般有:丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、異丙醇、甲苯等。由于聚氨酯油墨中聚氨酯樹脂本身也是-OH封端,也能與聚氨酯膠粘劑的固化劑發生反應,使固化劑參與膠粘劑主劑反應的量減少,影響粘合強度。而且,聚氨酯油墨中的醇類稀釋溶劑也會與固化劑發生反應,影響粘合質量。
解決方法
(1)首先是調整聚氨酯油墨中稀釋溶劑的組成成分,盡量做到不用醇類稀釋溶劑。如果印刷時必須要用醇類溶劑,應盡量將溶劑殘留量減少至最小限度。
(2)如果印刷膜要用白墨鋪底,最好在白墨中加少量的硬化劑,可以提高復合牢度。但是加了硬化劑的油墨使用期較短,如果有剩余,且間隔時間較長,原則上不應再使用,故浪費較大。
(3)配制膠液時用的稀釋溶劑乙酸乙酯的純度要高,其中水分及醇類含量盡可能低。另外再配制膠粘劑時,適當增加固化劑的用量(增加比例是固化劑用量的5%~10%,也就是說如果加1kg固化劑,需再多加0.05kg~0.1kg固化劑),以保證膠粘劑的主劑與固化劑充分交聯。
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