高溫蒸煮袋的工藝關(guān)鍵點(diǎn)有哪些?
一般的高溫水煮袋的材質(zhì)為尼龍/LDPE,用于包裝棕子、竹筍之類(lèi)的產(chǎn)品,但高溫蒸煮袋對于水煮破袋有著(zhù)很高的標準,容易有男較大的損失,以下就以尼龍/LDPE 在生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。
一、材料的選擇
1.BOPA薄膜的選擇
①尼龍薄膜的弓形現象
BOPA薄膜可以采用管膜拉伸法生產(chǎn),也可以使用平面雙向拉伸法生產(chǎn)。不同方法生產(chǎn)的雙向拉伸尼龍薄膜具有不同的弓形效應,其對薄膜的印刷套印精度及包裝袋(包括煮前和水煮后的袋面外觀(guān))的平整度都有明顯的影響。
檢測尼龍薄膜弓形效應的具體方法是測定對角線(xiàn)的熱收縮率。國家標準中的熱收縮的檢測條件是,我們也可以按水煮袋的實(shí)際使用條件(如100℃30min)來(lái)檢測尼龍薄膜的濕熱收縮率,對角線(xiàn)熱收縮率的差值越小,表明產(chǎn)品的均衡性越好;差值小于1.5%,制袋時(shí)不會(huì )產(chǎn)生翹角。
②市場(chǎng)供應品種
BOPA薄膜分為印刷級和復合級兩種,印刷級可用于印刷、復合工藝,復合級僅推薦用于無(wú)需印刷的復合工藝。厚度一般有12μm、15μm、25μm兩種規格。15μm用軟包裝復合膜,25μm用于冷成型鋁藥品包裝。用于中間層復合,且用于水煮蒸煮用途時(shí),一定要使用雙面電暈薄膜。
③BOPA薄膜的關(guān)鍵質(zhì)量要求
a、平整度要求高的應選擇弓形效應小的同步拉伸薄膜。
b、薄膜的表面張力≥50mN/m,保證油墨的附著(zhù)牢度。處理值也不是越大越好。
c、選擇對相對濕度適應性好的薄膜,保證套印精度。
d、選擇熱收縮率較小的薄膜品種(濕熱收縮率)。
2.熱封層PE的選擇
水煮袋PE不同于普通PE的地方:①更好的熱封強度;②良好的夾雜物熱封性;③較好的熱粘強度(在水煮時(shí)不破袋);④良好的厚度均勻性→熱封合質(zhì)量的穩定;⑤良好的透明性,無(wú)明顯水紋狀;⑥無(wú)影響使用的魚(yú)眼、雜質(zhì)、晶點(diǎn)→外觀(guān)氣泡,甚至刺穿PA薄膜→阻隔性下降,或出現油類(lèi)滲漏現象。前三點(diǎn)質(zhì)量特點(diǎn)主要由吹塑時(shí)PE膜各層的粒料配方?jīng)Q定。
3.印刷油墨的選擇
尼龍膜印刷一般選用聚氨酯專(zhuān)用油墨:①無(wú)苯有酮系列;②無(wú)苯無(wú)酮系列。
在選擇印刷油墨時(shí)注意:
①色別型號的耐性選擇,如某聚氨酯油墨的F1200紅、1500紅、F1150紅、F2610金赤、F3700橙、F4700中黃等色別的油墨在說(shuō)明書(shū)中就注明了不能用于BOPA/PE結構的水煮膜印刷,某些顏色不耐水煮,在水煮沸時(shí)易出現色料滲出現象。
②金銀色墨要慎用。對于金銀色墨,油墨廠(chǎng)在說(shuō)明書(shū)中都不建議用于水煮用途,但是市場(chǎng)上的水煮包裝袋有些應用了金銀色顏色,一般的做法是在應用前咨詢(xún)油墨廠(chǎng)進(jìn)行配方設計,還要注意不能大色塊印刷。
③對尼龍薄膜要有好的油墨附著(zhù)牢度,這樣才能保證油墨部位最終的剝離強度。
4.膠黏劑的選擇
選擇能耐水煮的膠黏劑,并保證復合后的交聯(lián)固化程度。另外,陳膠再利用時(shí)應慎重(一般應避免使用),因為陳膠在放置過(guò)程中膠液中的主劑與固化劑基團的有效比例已失衡,易出現膠層不干現象。
5.乙酸乙酯的質(zhì)量要求
我國《工業(yè)乙酸乙酯》GB/T 3728-91中規定,優(yōu)等品水分含量小于1000ppm,一等品水分含量小于2000ppm,合格品水分含量小于4000ppm。
乙酸乙酯中的水份及醇類(lèi)(不僅是乙醇,甲醇、異丙醇的含量也應控制)會(huì )與膠水中的固化劑反應,而消耗固化劑,造成膠層不干現象,是水煮袋膠層起皺的主要原因之一。
二、凹版印刷工藝
1.具體油墨型號的選擇
按工藝指定的油墨型號進(jìn)行生產(chǎn),如前面介紹的有些色別的油墨是不適合用于BOPA//PE印刷。
2.舊墨再利用時(shí)需添加50%以上的新墨,變質(zhì)油墨不得使用。
3.必要時(shí)可在白墨中添加一定比例的固化劑
白墨中加入一定比例的固化劑的目的有兩個(gè):一是提高油墨的耐熱性;二是抵消油墨中樹(shù)脂基團對固化劑的消耗,避免夏季膠層固化不完全現象。
加入方法:先用溶劑稀釋后再緩慢地邊攪拌邊加入油墨中,直至混合均勻。
錯誤方法:直接加固化劑倒入油墨中,或加入墨盤(pán)中,這樣會(huì )混合不均勻,反而起不到添加固化劑的效果。
另外,還要注意時(shí)效性:加入時(shí)效性一般為12小時(shí),隔夜的油墨固化劑已失效,或再用應補加一定量的固化劑。
4.尼龍膜的防潮管理
尼龍吸潮,則印刷時(shí)容易出現荷葉邊、蕩邊、條紋、上色不易、套色不準等現象。
印刷時(shí)最好能控制生產(chǎn)車(chē)間的溫濕度,當生產(chǎn)車(chē)間的濕度超過(guò)80%時(shí),尼龍膜容易吸濕潮漲,叢而引起一系列的印刷產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。
具體要注意以下幾方面問(wèn)題:①使用前不要過(guò)早打開(kāi)包裝。②盡量一次用完,剩下的余膜用阻隔性好的材料包好。③印刷時(shí)第一色組不上版輥,進(jìn)行預干燥。④保證生產(chǎn)車(chē)間合理的溫度(25℃±2℃)和濕度(≤80%RH)。⑤印刷好的尼龍薄膜應用防潮薄膜包裝好。
三、干法復合工藝
1.上膠量的選擇
標準上膠量范圍:2.8~3.2gsm,過(guò)大的上膠量對剝離強度沒(méi)有意義,反而增加干燥負荷。對于干燥能力不足的復合設備,反而增加煮后脫層、破袋的機率。
在檢測上膠量時(shí),要特別注意尼龍薄膜經(jīng)烘道前后因含水量的變化,影響上膠量檢測的準確性!
我們在生產(chǎn)水煮袋時(shí),不能只看上膠量,還要關(guān)注膠粘劑涂布的微觀(guān)均勻性,網(wǎng)線(xiàn)輥的參數會(huì )直接影響膠黏劑涂布的微觀(guān)均勻性。
2.乙酸乙酯的水分要求
GB/T3728-2007對乙酸乙酯的水分含量及乙醇含量都有明確要求,乙酸乙酯的質(zhì)量不合格(如水分含量及醇類(lèi)超標)常導致復合膜起皺質(zhì)量事故發(fā)生。
表1是某一軟包裝廠(chǎng)的乙酸乙酯含水量檢測數據,在20個(gè)批次的進(jìn)貨檢驗中有4個(gè)批次超過(guò)500PPM(優(yōu)等品),其中一個(gè)不合格,而且該批為桶裝(經(jīng)銷(xiāo)商分裝)溶劑,其他批次為槽罐車(chē)溶劑。大多數小型軟包裝企業(yè)購買(mǎi)的都是桶裝溶劑,乙酸乙酯中的水分含量指標極可能超出合格品的要求。
表1:乙酸乙酯含水量檢測數據為:PPM
乙酸乙酯中的醇類(lèi)含量往往未引起大多數軟包裝企業(yè)的重視,一軟包裝企業(yè)的乙酯檢測數據(桶裝溶劑)發(fā)現,14個(gè)批次中僅一個(gè)優(yōu)等品,2個(gè)一等品,整體質(zhì)量較差,軟包廠(chǎng)應引起重視。
3.保證膠黏劑的干燥充分
我們通常只關(guān)注復合上膠量,實(shí)際上干燥不充分往往是造成膠黏劑固化不完全(膠層耐熱性不足),包裝袋水煮時(shí)脫層、起皺質(zhì)量現象的最直接原因。配好的膠液中存在少量的水分及醇類(lèi)雜質(zhì),良好的干燥性可使涂膠層中的水分等雜質(zhì)盡量揮發(fā),減少對膠層中固化劑比例的消耗量。干法復合時(shí)為保證膠黏劑充分干燥,要注意幾下幾點(diǎn):
(1)設備本身的干燥性能,如設備的進(jìn)排風(fēng)量、烘箱長(cháng)度。
(2)干燥溫度的設定。
①第一區干燥溫度的設定。第一區干燥介質(zhì)的乙酯濃度最高,所以第一區干燥溫度設定不能太高(一般不能高于65℃)。因為溫度過(guò)高,膠層表面的溶劑快速揮發(fā)而結皮反而抑制了內層溶劑在后幾區干燥段的逸出。
②干燥溫度梯度設定。烘箱溫度應按梯度逐漸升高的規律設定,目的是加速硬化區和排除異味區膠層溶劑的擴散揮發(fā),減少薄膜內的溶劑殘留。
(3)進(jìn)排風(fēng)量的調節。
①在干燥過(guò)程的蒸發(fā)區進(jìn)排風(fēng)量閥門(mén)應開(kāi)到最大,且關(guān)閉回風(fēng)閥門(mén)。
②而在干燥的硬化區和排除異味區可適當增加回風(fēng)量,可節省部分能耗。
4.環(huán)境溫濕度的影響
夏季的高溫高濕季節是雙組份聚氨酯膠黏劑干法復合膠層不干質(zhì)量事故的多發(fā)時(shí)段,據某膠黏劑廠(chǎng)介紹,在夏季接到的質(zhì)量反饋中95%與膠層不干有關(guān)。高溫高濕的環(huán)境下,空氣中的含水量很高,極易通過(guò)乙酸乙酸的揮發(fā)從而進(jìn)入膠盤(pán)中消耗固化劑,使膠黏劑主劑與固化劑的配比失衡,導致復合固化后膠層交聯(lián)固化不完全,在水煮時(shí)出現脫層起皺現象。
沒(méi)有條件控制車(chē)間溫濕度的軟包裝企業(yè),在夏季高溫高濕季節應注意以下幾點(diǎn):
①通過(guò)檢測環(huán)境溫濕度及膠盤(pán)、溶劑桶上方的溫度,避免“露點(diǎn)”現象發(fā)生,一旦出現“露點(diǎn)”即意味著(zhù)空氣中的水分大量進(jìn)入膠盤(pán)中,極易出現膠層不干現象。
②水煮袋在生產(chǎn)安排時(shí)盡量避開(kāi)高濕度時(shí)段進(jìn)行復合加工。
③復合用的乙酸乙酯桶、膠水循環(huán)桶應加蓋密封,如采用半封閉的膠盤(pán)則可進(jìn)一步減少環(huán)境濕度的影響。
5.熟化工藝要求
一般熟化條件:溫度50~55℃,48小時(shí)。
另外,還要關(guān)注整個(gè)膜卷熟化的均勻度:①顯示溫度與膜卷附近的實(shí)際是否一致(膜卷上下左右的實(shí)際溫度);②膜卷附近的空氣是否能實(shí)現有效對流;③收卷表面溫度對熟化的影響:傳熱有一定過(guò)程,卷芯復合膜的熟化條件是否達到要求。(這可能是造成質(zhì)量不穩定的一個(gè)主要因素。)
四、制袋工藝
水煮袋熱封合強度要好,更關(guān)鍵的是要求整批質(zhì)量穩定,如:①無(wú)局部封合不良的現象;②整批無(wú)個(gè)別封合不良的現象。
制作水煮包裝袋時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
①在保證封合外觀(guān)的情況下,設定稍高的熱封合溫度,避免因復合膜厚度偏差引起的熱合質(zhì)量不穩定的現象。
②正常生產(chǎn)時(shí)封邊要保證三次有效熱封次數。停機后再開(kāi)機時(shí),可能出現熱壓了一次或二次的部位在再次開(kāi)機時(shí)表面已冷卻(第一次熱壓時(shí)只能起到預熱的作用),實(shí)際的有效熱封次數只有二次,因而也需要設定較高的熱合溫度(熱壓兩次就能熱合良好),避免停機后再開(kāi)機時(shí)出現數量極少的封合不良現象。
③水煮袋多數都是液體包裝,對包裝袋的耐跌落性能要求較高,制袋時(shí)避免熱封合邊的根切現象,特別是熱封刀邊緣不能太鋒利,應適當倒角或打磨。
五、檢測要求
1.取樣的代表性
①首樣確認時(shí),一次連續取樣的數量應覆蓋所有封刀的長(cháng)度,才能有效避免局部封合不良的現象漏檢。
②取樣是在調試正常后取樣,調整熱合溫度、壓力、機速,更換膜卷后應重新確認。
2.熱合強度檢測判定方法的有效性
①正確方法是將袋子的熱合邊剪成20~30mm的窄條后沿垂直于封合線(xiàn)的方向撕,不能用竹片靠的方式。
②封合邊內側不應有2mm以上寬度能撕開(kāi)的現象。否則,上機測試時(shí)強度合格,但熱封合層并沒(méi)有完全整合在一起,導致水煮時(shí)的封合強度下降較多而出現水煮破袋現象。水煮后袋子是從封合邊上兩內層PE的界面脫開(kāi)時(shí),就屬于熱封合邊不牢的問(wèn)題。
3.水煮試驗要點(diǎn)
(1)取樣方法
①水煮包裝袋試機正常后,由檢驗人員在試機袋中縱出每排隨機連續抽取數個(gè)樣袋(取樣數量要求覆蓋縱出封刀長(cháng)度)盛水封裝后進(jìn)行煮沸試驗。
②一出二以上的袋子抽樣時(shí)應用記號筆對出袋及左右方向進(jìn)行明顯標識以便準確判斷熱合不牢所在封刀位置。
③正常生產(chǎn)工藝條件發(fā)生明顯改變時(shí),如機速、溫度調整等,必須重新抽樣進(jìn)行水煮試驗。
④每一班次交接班后,應重新取樣進(jìn)行水煮性能測試。
⑤對過(guò)程中發(fā)現的不合格品,及時(shí)隔離處理。
(2)試驗條件
①在包裝袋中裝入1/3~1/2容量的水,封口時(shí)盡量排氣。若封入空氣過(guò)多,則容易導致誤判。煮沸試驗時(shí)加蓋,以略增加袋內的壓力。
②煮沸時(shí)間按客戶(hù)的使用條件為準,或按相關(guān)檢測標準進(jìn)行。
(3)試驗合格標準
①袋面無(wú)整體或局部起皺、脫層現象;煮沸后手感檢測剝離強度。
②印刷油墨無(wú)變色或滲色現象;
③無(wú)漏袋破包現象;封合邊無(wú)明顯跑邊現象(跑邊寬度控制在2mm以?xún)龋?/p>
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