高温蒸煮袋根据用户的制定要求、内容物的种类和流通形式,高温蒸煮袋的产品结构一般分三类:二层膜、三层膜和四层膜结构。二层膜一般为bopa/cpp、pet/cpp;三层膜结构为pet/al/cpp、bopa/al/cpp;四层膜结构为pet/bopa/al/cpp,pet/al/bopa/cpp。
1、基材平衡厚度、电晕处理效果及耐湿热收缩率
蒸煮袋常用的基材有pet、ny、al、rcpp等,这些基材电晕处理的效果直接影响着蒸煮袋的复合强度;在高温蒸煮过程中,基材会发生不同程度的收缩,如果基材电晕处理达不到预期效果,复合强度低,复合袋层间就没有足够的力去阻碍基材收缩,造成高温蒸煮后袋子有比较严重的离层现象。一般情况下,蒸煮袋所用的pet、ny的表面张力要达到50mn/m, rcpp要达到40~42mn/m。另外,基材内的某些添加剂如开口剂、爽滑剂、抗静电剂等在高温时加快游离到表面,可能造成附着力的下降。由于耐高温蒸煮袋在灭菌时基本上处在水中,因此测基材的收缩率时应测在120℃30min的耐湿热收缩率。收缩率要小而稳定,特别是bopa膜、rcpp膜、scpp膜,纵、横向耐湿热收缩率建议不大于1.5%才可称得上蒸煮级薄膜。
各层材料的平衡厚度要均匀,厚度偏差不超过7%,各项物理机械性能指标符合要求。
使用铝箔的产品,除了它的机械性能参数满足外,al表面要干燥,洁净度一定要达到a、b级标准,即用蒸馏水检查时,要全部能被浸润,并且针孔数要越少越好,使用前的存放时间不宜超过三个月。为增强复合牢度,复合在中间的bopa要为双面电晕,且电晕值均不低于50达因。
2、蒸煮类油墨、胶水、基材配伍性
复合包装袋的制作是各种材料各种性能叠加的过程,因而需要基材、油墨、胶水等具有良好的配伍性和耐高温湿热性。它们之间的匹配度很重要,若匹配度不好,加工出来的产品,有可能外观不良,或蒸煮过程中产生脱层。根据黏结理论可以知道,当胶黏剂与被粘物表面张力相等且极性相同时,界面张力最小,黏附强度最高。因此,油墨、胶水固化成膜后的表面以及基材表面的状况就可能随不同厂家的产品而异,各种表面的基团能否很好地发生吸引形成分子间力或者发生化学反应形成化学键,决定了各种表面是否具有良好的附着力,因而,在制作蒸煮袋时要充分考虑油墨、胶水的树脂类型,避免因为油墨、胶水、基材的不兼容造成蒸煮袋整体性能的不良。
蒸煮袋用的油墨或胶水一般为双组分的聚氨酯树脂类型的,油墨或胶水的耐热性主要取决于聚氨酯树脂的耐热性、耐湿性。高温提高了油墨胶水的反应特性,如果油墨、胶水的耐温性、耐湿性不够,则在高温下会发生水解造成复合强度下降。就聚氨酯树脂体系特性而言,树脂中的氨基、酯基有极强的极性,在湿热条件下易受到湿气的进攻发生水解,聚氨酯树脂与基材表面的氢键易受到破坏,从而使粘结强度降低,甚至会出现胶黏层脱落。目前,蒸煮袋所用的油墨、胶水都是经过树脂改性或采用添加剂来提高油墨、胶水的附着力和耐热性的。因此油墨和胶粘剂所用树脂改性后的产品质量决定该油墨和胶粘剂质量的好坏。热封层的rcpp和scpp按蒸煮温度不同选择。
热封材料耐121℃以上常用rcpp或scpp为好, 厚度必须大于60um。一般建议选用进口产品,进口rcpp内层夹有橡胶成分,是嵌段共聚抗冲击聚丙烯,生产难度较大。一般国内rcpp或scpp采用二元热封聚丙烯生产,拉伸强度、耐冲击性、耐介质性和断裂伸长率指标差些。做耐高温蒸煮袋的热封材料一定要经得起温度的考验。
3、熟化时间和上胶量的控制
由于蒸煮袋特殊的杀菌方式及使用条件,决定了蒸煮袋需要有良好的复合强度以减弱湿热条件对蒸煮袋质量的影响,而复合强度又与上胶量和熟化时间息息相关。一般蒸煮袋的上胶量都需要达到4g/m2以上;熟化时间是影响复合强度的又一重要因素,蒸煮袋的熟化时间一般都要达到72h以上,有时虽然达不到这个时间,剥开袋子后胶黏层也干燥完毕,似乎熟化已经完全,但是在实际高温处理过程中,由于其内部仍存在残留应力,还是会与固化时间足够的产品在耐热、耐湿性能方面相差甚远,且在后续制袋过程中,容易产生受热离层现象。因而,在高温蒸煮袋的生产过程中不能盲目求快,应以蒸煮袋的质量为重,严格按照工艺要求生产。
4、金银墨等不宜做蒸煮袋
金银墨极易出现渗透的颜料色,如玖红、射光兰、紫色系油墨遇水,加上温度高,产生溶解是肯定的。金银墨所使用的铜粉、铝粉都是活性比较大的金属,在高温下容易与水分、油脂、氧气等发生化学反应。反应氧化后,外观表现为颜色发黑、发绿甚至褪色。所以金、银墨及易出现渗透的油墨不能做蒸煮袋产品。5、胶水涂布要均匀性和溶剂的纯度
根据不同厂家和不同型号胶水的特性,干基量一般要在3.5~4.8g/m2,达到最低涂布量标准的情况下,以左、中、右位置的涂布偏差不可超过0.3g/m2为基准。固化剂按要求添加,如果干复的车间环境湿度超过了75%,要适当增加固化剂的添加量,一般在原来的基础上增加5%~10%,如果产品印刷图案有较多的黄色、白色等浅色区域,生产时涂布量要比深色图案设计增加0.3g/m2左右的涂布量,以防止蒸煮后出现明显斑点。高温蒸煮胶水的使用一定要按厂家的说明,如配比、熟化的温度和时间等,稀释用醋酸乙酯溶剂的纯度要达到99%以上。
6、适当的提高机器加工工艺参数
确定合适的机器加工工艺参数,特别是三节的烘箱温度比生产普通产品都要高5~10℃,复合加热辊的温度在70~80℃,复合压力比同规格普通产品增加0.1~0.2mpa。收卷的初始张力和锥度的选择根据材料类型和规格来确定,以收卷松紧度适中,卷膜不会起皱为准。此外,在干式复合时一定要开启第二基材的预热辊,使两基材在进入复合辊时都保持有一定的温度,便于胶液的活化和流动以增强复合牢度。涂胶匀胶辊的开启使用以及复合张力、压力、温度和复合辊和基材之间的包角度都能影响到产品的质量。
7、染色
有一种胶水染色剂遇到聚氨酯类物质会显红色,遇到薄膜,尼龙会显土黄色,其它膜则不显色。这种染色剂常用于判断胶水停留在哪一侧的基材上,用于判断发生分层的质量问题时,到底是胶水、油墨、基材的质量问题,还是生产工艺和操作产生的问题。
如果在一定条件下使用染色剂染色,膜的两面都没有显色,则表明,剥离开的地方不是胶水的界面,也不是油墨(聚氨酯体系)转移后的界面,因为胶水和聚氨酯油墨染色后均应显示红色。此种情况即为薄膜发生了层间剥离,这可通过进一步实验验证。将刚才染色过的膜,用砂纸在含热封层那一面轻轻来回磨擦后再次进行染色,可观察到被砂过的地方显出了红色。这是由于砂纸将印刷膜磨掉以后,露出了聚氨酯的油墨从而染色显示出红色。
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