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复合彩印包装厂家

高温蒸煮袋的 加工应用和技术要求

发布日期:2022-04-11 作者:东辉包装 点击:

一、 高温蒸煮袋的产品结构:

1、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。

二、高温蒸煮袋的性能要求:

高温蒸煮袋通常是常温保存,要求储存期限较长,保质期一般超过一年以上,因此对其包装复合质量有较高的要求;(1)外观平整良好、无皱折、气泡和异物附着。(2)无毒、无气味、残留溶剂测定值小于5mg/m2(3)完全密封,水蒸气透过率接近于零,对于三层、四层结构不大于0.5g/m2·24h。(4)有遮光性、无气体透过性。PET/CPP普通袋要求稍低,氧气透过量不大于120cm3/m2·24h·atm,三层、四层结构0.5cm3/m2·24h·atm。(5)无渗漏、抗油脂性能优良、吸油率不大于1%。(6)耐热、耐压性优良,经121℃、40分钟高温蒸煮后要求无变形、无剥离。

三、在实际生产中要注意以下几个环节: 

(1)印刷油墨的选择。采用特定的高温蒸煮油墨经过121℃、40分钟的蒸煮,仍不发黄、发黑,多选用双组份聚氨酯油墨。(2)复合胶粘剂的选用。一般选择符合蒸煮要求的双组份聚氨酯胶,(3)结构的选择也很重要。应按客户提出的要求选择合适的结构。(4)涂布量、涂布网线辊、胶粘剂加工粘度、烘箱温度均要严格控制。涂布量要保证在4-5g/m2左右,涂胶辊一般选在80线/英寸左右,而且在复合前需检查涂胶辊的清洁程度,以确保涂胶量和涂布状态。烘箱要求通风良好,环境清洁(一个点就是一个破坏源)。(5)进行充分熟化。发挥蒸煮胶主固反应彻底,保证复合质量,必须进行40℃-55℃,3-5天的熟化期。(6)蒸煮复合对铝箔的要求也较高。铝箔应用7μm-15μm厚的。135℃需选择9μm以上的。另外要注意针孔直径和针孔数。不应有密集的、连续性的、周期性的针孔。(7)AL、NY的贮存要求。铝箔产品卷芯应有一定强度,每卷产品外紧包一层清洁、卫生的中性或弱酸性的防潮纸或者缠一层清洁的塑料薄膜,接头用胶粘带密封。卷之间应用软衬垫隔开,而且靠紧无间隙,以保证端面不碰伤。运输途中,必须防潮、防高温,保质期为一年。NY膜贮存要求:由于NY吸湿性大,必须使用铝箔包裹好。(8)乙酯的选择。对于复合蒸煮袋使用的乙酯,其水、醇含量需更严格控制。(9)内层选用耐高温的蒸煮级RCPP、SCPP膜,它有较高的耐温性,强度、热封性均好。要求CPP表面张力>40dyn/cm(耐121℃要求CPP表面张力>39dyn/cm即可)。(10)随机电晕处理会取得较好的复合效果,会使复合出的蒸煮袋材更加稳定。在复合带有铝箔结构的蒸煮袋时,建议采用随机电晕处理。

四、高温蒸煮袋常用的检测方法:

为保证高温蒸煮袋的加工质量,不仅要在生产工序中严格把关,更重要的是保证下游客户使用放心安全,因此进厂原辅材料检测和出厂前成品的检验工作是必不可少的。由于不同厂家的实验设备有限,水蒸气透过率、氧气透过率、蒸发残渣等指标测试较少,一般委托当地质检部门作季度性监督检验。但对于能做到的检验项目必须认真对待,不但测试蒸煮前的产品质量,更要测试蒸煮后的性能指标。

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1、原材料的检查:

a.薄膜(铝箔)的厚度(按GB 6672进行)、拉伸强度&延伸率(依GB 13022-91进行)、润湿张力(依GB 10003-88进行)、透氧/透湿性(依GB/T1038/ 1037进行)、耐高温性、卫生适合性(符合GB-9683-85)、外观(按不同薄膜类型标准要求进行检测)。

b.粘合剂、油墨的耐高温性、食品卫生适合性;

2、薄膜(铝箔)复合过程的检查:

a.外观(目视无起皱、离层、气泡、杂质等明显缺陷);

b.复合速度、胶水的粘度:依所用粘合剂及配比的不同,测定值也不同;

c.涂胶量检测:

用铜版纸(或不干胶的光面纸),分左、中、右三个不同的位置,放入正要复合的两层薄膜中间,待复合好后取下试样。然后用100mm100mm的面积方块,按左、中、右三个不同的位置裁取测定样本;之后再拿掉铜版纸(或不干胶纸),把涂胶的薄膜放入电子称上称重,记下重量a。再把称重后的薄膜(附有胶水的涂布面)放入溶剂(EA)中洗涤除净胶液,之后再放入电子称上称重,并记下重量b。a-b即为该样本的涂胶量,然后换算成g/m2的单位即可。(也可用实际用量计算)

d.复合后的熟化温度、时间的控制:依所用原材料不同,设定相应的温度、时间;

e.熟化后的复合膜之间的复合强度(依8808-88进行);

裁取左、中、右三个试片,试片宽度15mm,长度约15cm,将要试验层与层之间剥离分开约15mm,分别固定在LDX-200万能材料试验机的上、下夹具上,拉力速度调至100mm/min进行测定。

f.残留溶剂量:

裁取0.2m2样品,将样品迅速裁切成10mm30mm碎片,放入清洁的在80℃条件下预热过的约500mL锥形瓶中,用硅胶塞密封,放入80℃恒温箱中加热30min后,用5mL注射器取1mL瓶中气样注入2061C气相色谱仪中测定,结果以≤5.0 mg/m2为合格。(其中苯类溶剂不得检出)

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3、制袋过程的检查:

a.外观:制袋尺寸、封边尺寸规格(按客户要求);(按GB/T10004 5.1表1进行)

b.热封边强度( 按GB/T10004  5.4.2表4进行)

用钢尺从袋子的边封处裁取15mm宽的试片,(根据袋子的面积及袋形不同,试片数量及位置也有所不同。试样长度依袋子大小而定,使用电子拉力机,分别在袋的侧面、顶部和底部与热合部位成垂直方向任取试样,宽为15 mm,展开长度约100mm,将试样两端分别夹在试样机的夹具上,夹距为50mm,试样速度为300±20mm/min测试断裂时的最大载荷即为热封强度值。三层结构大于40N,四层结构大于50N,检测蒸煮后润湿时的热封强度下降值不超过10N。

C.剥离力的检测。参照GB规定进行,截取宽度15mm,长度约200mm,沿长度方向将复合层之间预先剥开50mm,若试样不易剥离可将一端约20mm 放于乙酸乙酯中浸泡,仍不与基材剥离开的,结论定为不可剥离。未剥开部分与拉伸部分呈T型,记录剥离过程中的稳定数值,对于BOPA、CPP和AL复合剥离力大于4.5N。BOPA、AL和PET复合剥离力大于3.5N。测试蒸煮后的剥离力下降值不超过1.0N。

d、耐跌落和耐压性试验:

根据GB10004的耐压、耐跌落性能实验,检测是否破裂及渗漏。袋的耐压性能与耐跌落性能。向袋内装入等容量的水并封口,将袋样放置在压力仪的上、下板之间,根据客户要求的条件(压力、时间)做压力、跌落性检测,观察袋是否破裂及渗漏。(GB/T10004  5.4.6、5.4.7进行)

e.拉断力、断裂标称应变、直角撕裂度、抗摆锤冲击能、及水蒸气、氧气透过量(按GB/T10004  5.4.3、5.4.4、5.4.5进行)

f.残留溶剂总量:≤5.0mg/m2(其中苯类溶剂不得检出)  

4、耐高温蒸煮性检查:

a.耐高温蒸煮性的检测

制袋完成后,将袋内装入等容量内容物并密封好(注意:内容物要与客户指定内容物较相似的,不可以水或其它物质代替,且在密封时尽量将袋内空气排出,以免蒸煮时空气膨胀影响测试效果),放入ts-25c反压高温蒸煮锅内,设定要求的条件(蒸煮温度、时间、压力)进行耐高温蒸煮性的检测。

b.耐高温介质性检测

一般用模拟食品做内容物,也可用油性、酸性介质和水按一定比例盛装,进行排气封口,在带反压冷却装置的高压灭菌锅中经121℃、40分钟的高温加压杀菌,并在压力不变下冷却至室温取出,观察在高温及介质侵蚀下有无因内外层材料产生位移拉伸造成的变形破裂。

使用温度为80℃以上的产品经耐高温介质性试验后,应无分层、破损,袋内、外无明显变形,剥离力、拉断力、断裂标称应变和热合强度下降率应≤30%。(按GB/T10004进行)

C.穿刺强度、雾度、表面电阻率等指标可由供需双方协商。 

5、蒸煮后外观检查:

袋面应平整、无起皱、起泡、变形,无离层、渗漏现象;若有其中任一种不良现象即为不合格。其余检测应按GB/T10004---2008标准和GB/T7707--2008标准进行。

6、安全卫生检测:

采用气相色谱测定残留溶剂的含量,影响卫生安全指标,主要从胶粘剂、烘箱温度、开机速度、鼓风量和排风量等几个因素确定。

五、耐高温蒸煮袋生产工艺及注意事项

一)、印刷工序

蒸煮薄膜印刷一般在BOPETBOPA表面,根据使用油墨类型要求生产中尽量不加或少加醇类溶剂。另外,版面设计时应注意制袋热封处(一般侧、底封口宽度815mm最好没有印刷图案BOPA薄膜尽量一次用完,不要过早开包。印版滚筒、压印滚筒、刮刀都调整好再上料(约开机前20分钟内),色组足够的情况下,第一色组不上印版,最好作为预热组。

二)、复合工序:

复合工序是蒸煮袋产品生产的特殊、关键工序,是质量控制的重点。剥离强度是蒸煮袋复合膜的一个非常重要物性指标,直接影响热封性能、跌落性能、耐压性能、耐冲击性能、撕裂强度、包装适用性等关键指标。干式复合中,影响剥离强度的主要因素有薄膜类型及表面状态、胶黏剂的种类、涂布量大小及状态、复合温度及压力、熟化条件、残留溶剂量等。

1)胶黏剂的工作浓度:

胶黏剂的工作浓度上升到一定程度,黏度越高,流动性越差,转移性和流平性都会下降,涂布后的胶膜平整度就越差,容易导致“胶点”、“橘皮”、“白点”、“网纹状”、透明度变差、复合强度不良、热封强度不足等故障,而黏度过低则易造成“水纹状”。可以看出,这主要是工作液中乙酸乙酯不断挥发造成的,如果不予控制,其工作液黏度上升的速度会越来越快,造成更大损失。为此胶黏剂黏度作为干式复合生产过程中的一项重要指标必须给予高度重视。

2)对于配胶工序:

 对于配胶工序,我们要求每桶胶黏剂都要用黏度杯测量并作记录,在使用过程中以初始黏度值为准。在干式复合过程中,要想保持胶黏剂的工作浓度始终稳定,就要将胶黏剂的黏度变化控制在一个较小的范围。那么,如何才能控制好黏度变化呢?

(1) 在现有条件基础上,尽量保持环境恒温、恒湿。

(2) 尽量减少上胶系统周围空气的流动速度。

(3) 减少胶盘、胶桶与空气的接触面积,胶桶要盖严。有资料显示,胶盘长1.2米,正常容量30千克,每10分钟胶黏剂中乙酸乙酯挥发400克,造成浓度上升,涂布量变化。

(4) 胶黏剂不宜过早输送至胶盘,尽量减少停机待料时间。

(5) 循环胶黏剂不能过多(根据机速,蒸煮袋产品速度要严格控制),应少加、勤加保持新鲜。

(6) 配胶人员要定时测量黏度,并做好记录,必要时要测液温。

(7) 最好有黏度自动控制系统,若没有也要根据黏度变化及时补充乙酸乙酯。(8) 配备悬挂溶剂桶,控制流量以达到补充乙酸乙酯保持黏度的目的。夏季的沿海城市,空气湿度明显增加,对于四川、重庆这类城市,冬季难见晴天,湿度也较大,再就是南方梅雨季节,空气湿度同样很高。(参考:干式复合操作中的十点应注意细节)

3)生产环境空气湿度的影响:

目前,大多数软包装复合企业的生产车间没有空气调节装置(恒温、恒湿),所以环境湿度变化对彩印、复合的影响不容忽视。干式复合过程中,湿度较高时(>80%)对复合所造成的影响表现是多方面的,主要表现为以下几个方面。

(1) 胶黏剂固化不良,熟化后仍发黏,因而剥离强度低。

(2) 交联反应速度慢,初黏力降低,易造成“隧道”现象。

(3) 蒸煮袋高温杀菌破袋率提高。

(4) 残留溶剂过量,包装袋异味大。

(5) 胶盘同样速度下泡沫增多,造成复合膜斑点、白点、晶化现象。

空气中的水分以及溶剂中的水分和杂质一般企业无法定量检测,尤其夏季高温条件下,空气中高浓度水分很容易扩散到乙酸乙酯中,这样就会消耗大量的异氰酸酯,而水分和固化剂中的一NCO基团的反应速度大于正常不含水分的胶黏剂中主剂和固化剂的反应速度,直接导致胶黏剂本身交联不充分,量变到一定程度足以使固化剂失效。

鉴于上述情况,在高湿环境下进行干式复合生产,要注意以下几点。

(1) 对易吸湿薄膜—尼龙,不要过早开包,在未用完情况下,要用复合铝箔或阻隔性好的薄膜包扎好。上机时提前放置熟化室干燥46小时。

(2) 对所用溶剂的水分、醇的含量进行控制。

(3) 乙酸乙酯中不能含有高沸点溶剂或不挥发物。普通检测办法有:①50%乙酯、50%甲苯混合摇匀,静置后,瓶底部有水珠及液体发白现象则说明乙酸乙酯中水分含量过高;②快速水分指示剂检测;③用水分检测仪检测。

(4) 注意溶剂挥发带走热量而凝结在胶黏剂中的水分。对生产环境进行控制,加强空气过滤、流通,控制机速。检查上胶系统导辊、网纹辊上有无水珠,经常用棉布擦拭。

(5) 胶黏剂配置要少配、勤配,最好随配随用,不要放置过长,避免长时间固化剂和水分反应,配制时要控制固化剂的比例,例如高湿季节来临时可适当增加5%10%

(6) 印刷后的膜卷放置一天后再复合,降低膜卷中的残留溶剂。

(7) 加强复合工艺参数控制,干燥是干式复合的重要工序,它对复合制品的透明度、复合强度、气味、卫生性能都有直接影响。如果进风速度大于排风速度,烘道内形成高压,溶剂挥发速度慢,干燥效果差,那么复合后薄膜残留溶剂等问题就多。如果排风管道长,最好加装引风机,调整风门,使烘道内形成低气压,有利于溶剂挥发,减少溶剂残留。

另外,烘道梯度温度设定也非常重要,要保证胶黏剂的彻底干燥,尤其是PET/VMPETPET/AL等产品结构更要引起重视。因为这些结构都是阻隔性非常好的材料,溶剂吸附性差,若不能彻底干燥,夹在两层薄膜中的残留溶剂即使在60℃、72小时条件下熟化也难以释放出来,形成气泡,影响剥离强度。

三)、生产复合工艺应注意:

蒸煮袋要在高温、高压下杀菌,所以对剥离强度要求较高。要保证复合剥离强度的实现需要一定的上胶量,配备相应的网纹辊,日常应注意的问题如下。

(1) 压胶辊的硬度及涂布

在同样的压力条件下(一般压胶辊两端各有一个气缸),质地柔软的压胶辊压入网纹的网孔深度要比硬的压胶辊大,所以将胶黏剂从网孔中挤出的量也多,由此其最终转移量就减少,高速生产运行中,胶黏剂就会被大量挤出,积存在压胶辊和网纹辊的压合线处,达到一定量时就会从刮刀上流下来。

(2) 压胶辊压力

压胶辊压力过大会造成辊体变形(有的是通轴,有的是两端焊接),两端形变过大,胶黏剂从两端被挤出,造成两端上胶量降低,中间上胶量升高,熟化后检测两边剥离强度低,中间剥离强度高。这种现象大多是由于压力设定不当造成。当然压胶辊调整不当,压力不均,或长期使用胶面不平整,硬度下降也会有影响。

(3) 刮刀和涂布状态

胶黏剂具有一定黏度,在高速运转下刮刀受胶黏剂的冲击也会产生形变。另外,网纹辊安装同心度和刮刀安装的平行度、软硬调整同样会造成上胶量差异,上胶量不均影响剥离强度。因此,刮刀架和夹刀的钢板强度要好,定期定时检查刮刀磨损情况,及时调整和调换。

 (4) 匀胶辊

许多复合的设备上胶系统配有匀胶辊,作用是将涂布在基材上没有充分流平的胶黏剂强制抹平,使胶黏剂在进入干燥箱前完全流平。特别针对采用低网线(110线/英寸以下)印刷的蒸煮袋,高浓度、高黏度的胶黏剂流平性差,胶点大、胶层厚,如果没有这种强制作用,难以流平。使用匀胶辊要注意辊的转动方向和转速,辊面清洁,无异物、无干胶,停机时要及时抬起。

(5) 复合系统的温度和压力

复合系统是最终实现黏结强度的关键工位,涂胶干燥后的薄膜在这里和第二基材黏合。烘箱出来的膜材温度较高,而第二基材本身温度却很低(北方冬季车间10℃以下,南方也仅在1015℃),虽然复合有热辊,但由于两基材温差大,压力不一,亲和性就差,影响复合强度。为此,现在许多复合机都有预热辊,这样就提高了第二基材的温度,再加上复合热辊温度根据材质和厚度设定得当(6090℃)就会提高胶黏剂的蠕动性,背压辊压力的加大也会增加对第二基材毛细孔的渗透,消除胶黏剂在膜材上的细微缺陷,提高复合强度。

这里同样要注意复合胶辊的硬度,特别是复合铝箔压胶辊硬度影响更大。另外,日常要注意胶辊、钢辊的表面清洁和光洁度、平整度,轴承两端的检查、润滑,不得出现锈斑、龟裂、异物等现象。

另外,复合系统因加热显示出的表温和热辊实际温度以及热辊中间和两端的温差要给予充分重视

6)熟化:

熟化控制要特别注意以下几点:熟化室不宜太大,膜卷堆放有序,标示明显清楚,以保证先进先出,减少时间和热能消耗;膜卷最好放置在货架推拉车或托板架上,不要直接堆放于地面;热源不要直接射向膜卷,加装工业风扇,以保证室内温度均匀,特别是四角和门处温差较大;室内配装水银温度计,定时检查室外显示及设定温度的差异,做好记录;进出膜卷要登记时间、数量,减少开启次数;务必安装排气(风)扇,加装自动定时控制仪,排除室内异味。

关于印版和印刷工艺参数

一、电雕印版镀层:一般电雕版镀镍层厚度为10um、镀铜层厚度为60um、(用于实地雕刻深度为40um)、镀铬层为10um

二、印版各层硬度铜层表面硬度为100~120维氏、镀铬层硬度为1100维氏。

三、网穴深度:电雕印版微孔表面15um~100um直径、其深度在5~50um之间。

四、刮墨刀压力为3~3.5kg/m2、角度为45度、刮刀片硬度为500~600维氏、行程为0 mm~15mm、厚度为一般采用0.15um、支掌钢片厚度0.25~0.35mm

五、印刷压辊硬度一般塑料簿膜适合70~80肖氏、纸张适合80~90肖氏、印卡纸必须在90肖氏以上硬度。

六、橡胶滚筒厚度:15~18um。胶层太厚不易冷却、太薄则影响印刷质量。

七、 印版中几项应注意控制的数值:

1直径方向的公差¢600h5 (-00200)

2印版外圆的圆度公差+-0.01mm

3印版外圆面与两端轴颈的同轴度公差+_0.02mm

4轴颈与轴颈套的公差配合:45 H6/h5

5动平衡小于50g (高精印版小于30g)

说明径向圆跳动值△=同轴度公差+圆度公差+轴颈与轴承套的配合公差。


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