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高温蒸煮袋工艺标准有哪些?

发布日期:2017-06-16 浏览次数:

一般的高温水煮袋的材质为尼龙/LDPE,用于包装棕子、竹笋之类的产品,但高温蒸煮袋对于水煮破袋有着很高的标准,容易有男较大的损失,以下就以尼龙/LDPE 在生产工艺中的关键点进行分析。

一、材料的选择

1.BOPA薄膜的选择

①尼龙薄膜的弓形现象

BOPA薄膜可以采用管膜拉伸法生产,也可以使用平面双向拉伸法生产。不同方法生产的双向拉伸尼龙薄膜具有不同的弓形效应,其对薄膜的印刷套印精度及包装袋(包括煮前和水煮后的袋面外观)的平整度都有明显的影响。

 

检测尼龙薄膜弓形效应的具体方法是测定对角线的热收缩率。国家标准中的热收缩的检测条件是,我们也可以按水煮袋的实际使用条件(如100℃30min)来检测尼龙薄膜的湿热收缩率,对角线热收缩率的差值越小,表明产品的均衡性越好;差值小于1.5%,制袋时不会产生翘角。

②市场供应品种

BOPA薄膜分为印刷级和复合级两种,印刷级可用于印刷、复合工艺,复合级仅推荐用于无需印刷的复合工艺。厚度一般有12μm、15μm、25μm两种规格。15μm用软包装复合膜,25μm用于冷成型铝药品包装。用于中间层复合,且用于水煮蒸煮用途时,一定要使用双面电晕薄膜。

③BOPA薄膜的关键质量要求

a、平整度要求高的应选择弓形效应小的同步拉伸薄膜。

b、薄膜的表面张力≥50mN/m,保证油墨的附着牢度。处理值也不是越大越好。

c、选择对相对湿度适应性好的薄膜,保证套印精度。

d、选择热收缩率较小的薄膜品种(湿热收缩率)。

2.热封层PE的选择

水煮袋PE不同于普通PE的地方:①更好的热封强度;②良好的夹杂物热封性;③较好的热粘强度(在水煮时不破袋);④良好的厚度均匀性→热封合质量的稳定;⑤良好的透明性,无明显水纹状;⑥无影响使用的鱼眼、杂质、晶点→外观气泡,甚至刺穿PA薄膜→阻隔性下降,或出现油类渗漏现象。前三点质量特点主要由吹塑时PE膜各层的粒料配方决定。

3.印刷油墨的选择

尼龙膜印刷一般选用聚氨酯专用油墨:①无苯有酮系列;②无苯无酮系列。

在选择印刷油墨时注意:

①色别型号的耐性选择,如某聚氨酯油墨的F1200红、1500红、F1150红、F2610金赤、F3700橙、F4700中黄等色别的油墨在说明书中就注明了不能用于BOPA/PE结构的水煮膜印刷,某些颜色不耐水煮,在水煮沸时易出现色料渗出现象。

②金银色墨要慎用。对于金银色墨,油墨厂在说明书中都不建议用于水煮用途,但是市场上的水煮包装袋有些应用了金银色颜色,一般的做法是在应用前咨询油墨厂进行配方设计,还要注意不能大色块印刷。

③对尼龙薄膜要有好的油墨附着牢度,这样才能保证油墨部位最终的剥离强度。

4.胶黏剂的选择

选择能耐水煮的胶黏剂,并保证复合后的交联固化程度。另外,陈胶再利用时应慎重(一般应避免使用),因为陈胶在放置过程中胶液中的主剂与固化剂基团的有效比例已失衡,易出现胶层不干现象。

5.乙酸乙酯的质量要求

我国《工业乙酸乙酯》GB/T 3728-91中规定,优等品水分含量小于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类(不仅是乙醇,甲醇、异丙醇的含量也应控制)会与胶水中的固化剂反应,而消耗固化剂,造成胶层不干现象,是水煮袋胶层起皱的主要原因之一。

二、凹版印刷工艺

1.具体油墨型号的选择

按工艺指定的油墨型号进行生产,如前面介绍的有些色别的油墨是不适合用于BOPA//PE印刷。

2.旧墨再利用时需添加50%以上的新墨,变质油墨不得使用。

3.必要时可在白墨中添加一定比例的固化剂

白墨中加入一定比例的固化剂的目的有两个:一是提高油墨的耐热性;二是抵消油墨中树脂基团对固化剂的消耗,避免夏季胶层固化不完全现象。

加入方法:先用溶剂稀释后再缓慢地边搅拌边加入油墨中,直至混合均匀。

错误方法:直接加固化剂倒入油墨中,或加入墨盘中,这样会混合不均匀,反而起不到添加固化剂的效果。

另外,还要注意时效性:加入时效性一般为12小时,隔夜的油墨固化剂已失效,或再用应补加一定量的固化剂。

4.尼龙膜的防潮管理

尼龙吸潮,则印刷时容易出现荷叶边、荡边、条纹、上色不易、套色不准等现象。

印刷时最好能控制生产车间的温湿度,当生产车间的湿度超过80%时,尼龙膜容易吸湿潮涨,丛而引起一系列的印刷产品质量问题。

具体要注意以下几方面问题:①使用前不要过早打开包装。②尽量一次用完,剩下的余膜用阻隔性好的材料包好。③印刷时第一色组不上版辊,进行预干燥。④保证生产车间合理的温度(25℃±2℃)和湿度(≤80%RH)。⑤印刷好的尼龙薄膜应用防潮薄膜包装好。

三、干法复合工艺

1.上胶量的选择

标准上胶量范围:2.8~3.2gsm,过大的上胶量对剥离强度没有意义,反而增加干燥负荷。对于干燥能力不足的复合设备,反而增加煮后脱层、破袋的机率。

 

在检测上胶量时,要特别注意尼龙薄膜经烘道前后因含水量的变化,影响上胶量检测的准确性!

我们在生产水煮袋时,不能只看上胶量,还要关注胶粘剂涂布的微观均匀性,网线辊的参数会直接影响胶黏剂涂布的微观均匀性。

2.乙酸乙酯的水分要求

GB/T3728-2007对乙酸乙酯的水分含量及乙醇含量都有明确要求,乙酸乙酯的质量不合格(如水分含量及醇类超标)常导致复合膜起皱质量事故发生。

表1是某一软包装厂的乙酸乙酯含水量检测数据,在20个批次的进货检验中有4个批次超过500PPM(优等品),其中一个不合格,而且该批为桶装(经销商分装)溶剂,其他批次为槽罐车溶剂。大多数小型软包装企业购买的都是桶装溶剂,乙酸乙酯中的水分含量指标极可能超出合格品的要求。

 

表1:乙酸乙酯含水量检测数据为:PPM

乙酸乙酯中的醇类含量往往未引起大多数软包装企业的重视,一软包装企业的乙酯检测数据(桶装溶剂)发现,14个批次中仅一个优等品,2个一等品,整体质量较差,软包厂应引起重视。

3.保证胶黏剂的干燥充分

我们通常只关注复合上胶量,实际上干燥不充分往往是造成胶黏剂固化不完全(胶层耐热性不足),包装袋水煮时脱层、起皱质量现象的最直接原因。配好的胶液中存在少量的水分及醇类杂质,良好的干燥性可使涂胶层中的水分等杂质尽量挥发,减少对胶层中固化剂比例的消耗量。干法复合时为保证胶黏剂充分干燥,要注意几下几点:

 

(1)设备本身的干燥性能,如设备的进排风量、烘箱长度。

 

(2)干燥温度的设定。

①第一区干燥温度的设定。第一区干燥介质的乙酯浓度最高,所以第一区干燥温度设定不能太高(一般不能高于65℃)。因为温度过高,胶层表面的溶剂快速挥发而结皮反而抑制了内层溶剂在后几区干燥段的逸出。

②干燥温度梯度设定。烘箱温度应按梯度逐渐升高的规律设定,目的是加速硬化区和排除异味区胶层溶剂的扩散挥发,减少薄膜内的溶剂残留。

(3)进排风量的调节。

①在干燥过程的蒸发区进排风量阀门应开到最大,且关闭回风阀门。

②而在干燥的硬化区和排除异味区可适当增加回风量,可节省部分能耗。

4.环境温湿度的影响

夏季的高温高湿季节是双组份聚氨酯胶黏剂干法复合胶层不干质量事故的多发时段,据某胶黏剂厂介绍,在夏季接到的质量反馈中95%与胶层不干有关。高温高湿的环境下,空气中的含水量很高,极易通过乙酸乙酸的挥发从而进入胶盘中消耗固化剂,使胶黏剂主剂与固化剂的配比失衡,导致复合固化后胶层交联固化不完全,在水煮时出现脱层起皱现象。

没有条件控制车间温湿度的软包装企业,在夏季高温高湿季节应注意以下几点:

①通过检测环境温湿度及胶盘、溶剂桶上方的温度,避免“露点”现象发生,一旦出现“露点”即意味着空气中的水分大量进入胶盘中,极易出现胶层不干现象。

②水煮袋在生产安排时尽量避开高湿度时段进行复合加工。

③复合用的乙酸乙酯桶、胶水循环桶应加盖密封,如采用半封闭的胶盘则可进一步减少环境湿度的影响。

5.熟化工艺要求

一般熟化条件:温度50~55℃,48小时。

另外,还要关注整个膜卷熟化的均匀度:①显示温度与膜卷附近的实际是否一致(膜卷上下左右的实际温度);②膜卷附近的空气是否能实现有效对流;③收卷表面温度对熟化的影响:传热有一定过程,卷芯复合膜的熟化条件是否达到要求。(这可能是造成质量不稳定的一个主要因素。)

四、制袋工艺

水煮袋热封合强度要好,更关键的是要求整批质量稳定,如:①无局部封合不良的现象;②整批无个别封合不良的现象。

制作水煮包装袋时要注意以下几点:

①在保证封合外观的情况下,设定稍高的热封合温度,避免因复合膜厚度偏差引起的热合质量不稳定的现象。

②正常生产时封边要保证三次有效热封次数。停机后再开机时,可能出现热压了一次或二次的部位在再次开机时表面已冷却(第一次热压时只能起到预热的作用),实际的有效热封次数只有二次,因而也需要设定较高的热合温度(热压两次就能热合良好),避免停机后再开机时出现数量极少的封合不良现象。

③水煮袋多数都是液体包装,对包装袋的耐跌落性能要求较高,制袋时避免热封合边的根切现象,特别是热封刀边缘不能太锋利,应适当倒角或打磨。

五、检测要求

1.取样的代表性

①首样确认时,一次连续取样的数量应覆盖所有封刀的长度,才能有效避免局部封合不良的现象漏检。

②取样是在调试正常后取样,调整热合温度、压力、机速,更换膜卷后应重新确认。

2.热合强度检测判定方法的有效性

①正确方法是将袋子的热合边剪成20~30mm的窄条后沿垂直于封合线的方向撕,不能用竹片靠的方式。

②封合边内侧不应有2mm以上宽度能撕开的现象。否则,上机测试时强度合格,但热封合层并没有完全整合在一起,导致水煮时的封合强度下降较多而出现水煮破袋现象。水煮后袋子是从封合边上两内层PE的界面脱开时,就属于热封合边不牢的问题。

3.水煮试验要点

(1)取样方法

①水煮包装袋试机正常后,由检验人员在试机袋中纵出每排随机连续抽取数个样袋(取样数量要求覆盖纵出封刀长度)盛水封装后进行煮沸试验。

②一出二以上的袋子抽样时应用记号笔对出袋及左右方向进行明显标识以便准确判断热合不牢所在封刀位置。

③正常生产工艺条件发生明显改变时,如机速、温度调整等,必须重新抽样进行水煮试验。

④每一班次交接班后,应重新取样进行水煮性能测试。

⑤对过程中发现的不合格品,及时隔离处理。

(2)试验条件

①在包装袋中装入1/3~1/2容量的水,封口时尽量排气。若封入空气过多,则容易导致误判。煮沸试验时加盖,以略增加袋内的压力。

②煮沸时间按客户的使用条件为准,或按相关检测标准进行。

(3)试验合格标准

①袋面无整体或局部起皱、脱层现象;煮沸后手感检测剥离强度。

②印刷油墨无变色或渗色现象;

③无漏袋破包现象;封合边无明显跑边现象(跑边宽度控制在2mm以内)。

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