一个案例解析热封部位产生气泡和脱层
http://www.packltd.cn 时间:2019年11月18日 关注数:866 次 |
摘要：有客户反馈，"巴氏灭菌"真空镀铝包装袋，制袋时发现热封部位出现皱褶、气泡及局部脱层。
有客户反馈，"巴氏灭菌"真空镀铝包装袋，制袋时发现热封部位出现皱褶、气泡及局部脱层。材料复合结构：BOPA//VMPET//CPP(151260um)，印刷七色，用聚氨脂双组份胶粘剂干式复合，胶液工作浓度为25%，上胶干胶量为3.5g，制袋热封温度为165℃，制袋2～3小时后、封边出现皱褶、小气泡并且左袋封边处有脱层现象。还有一些袋子装箱，过了一段时间后，有气泡、皱褶，折痕处出现离层现象等。(如下图所示)
一、检查
1、此袋为耐100℃以下水煮袋，本次印刷油墨使用聚氨脂树脂油墨，混合溶剂中异丙醇含量为20%，残留溶剂总量5.2mg/m2,其中醇类溶剂0.9mg/m2。印刷最后一色为实地白墨，但未加入适量油墨固化剂。
2、整个包装袋纵向热封有收缩起雏现象，并有小气泡。左边袋子热封边还有局部脱层。
3、外层BOPA//VMPET剥离强度1.5N/15mm，剥离时油墨与镀铝之间分开，胶水发粘不干现象，并有油墨向镀铝层转移。再继续熟化12小时，发粘现象无明显变化，在自然环境中放置24h，样袋仍然发粘。
4、里层VMPET/CPP剥离强度3.5N/15mm，没有发粘不干现象。由于两层同时复合，过程中没有另外配胶。
5、尼龙膜利用剩余材料，白膜、胶粘剖均未测含水率，所用醋酸乙酯从未检查其纯度。查印刷、热封材料面电晕值均在可行标准范围内。熟化工艺为：经过36小时45℃熟化后制袋，生产车间当时温湿度记录为正常。
二、产生热封边有气泡、脱层，一般有以下原因
对于封边起皱，原因通常是：
1、是材料不够耐温，高温封烫后材料起皱；
2、是胶水和油墨不够耐温；
3、是胶水和油墨中的残留溶剂过多，在封烫过程中集聚挥发而出现气泡起皱等现象；
4、是制袋机热封刀的平行度，硅胶的软硬度、平整度不满足热封要求，热封刀上有异物等。
对于封不住的问题，原因通常是：
1、热封材料的质量问题，起封温度太高，或者热封性能不稳定
2、热封刀温度太低和压力太小。
因此建议多从以上几点检查一下看看，特别关注的是内层CPP的材料来源，可以跟供应商多咨询一下，还有就是制袋机，这么厚的材料建议要用重型制袋机，能够提供较高的热封压力和稳定的烫封温度。还有可以用实验室的热封仪先对材料做个热封曲线测试，来证明材料没有问题。
（1）尼龙薄膜含水率偏高，在含有吸湿性的材质结构上进行热封时，吸湿性薄膜吸湿就会产生气泡，严重时时会起皱并脱层。
（2）熟化时间、温度达不到要求，残留溶剂多也会存在这种现象。
（3）尼龙薄膜或纵、横向耐热收缩率偏小或两者差值偏大，与其他材质的收缩率相差太大
（4）热封压力不足，热封刀或热封硅胶垫不平。或制袋时工艺设定不合理，如：拉伸力不均匀、热封温度、压力等。
三、此案例原因分析
样袋的层间结构分析一般为：尼龙薄膜(外层) ／油墨／胶水／VMPET／胶水／CPP(内层)，脱层发生前面两种材料的界面之间，即尼龙薄膜／油墨／胶水／VMPET，薄膜剥离时油墨与镀铝之间分开，胶水发粘不干现象，并有油墨向镀铝层转移。
一般看到热封边有皱褶、气泡并且局部脱层，首先考虑的是熟化不完全，残留溶剂太多。从现象分析看，油墨、胶粘剂与尼龙膜的匹配是产生此现象的第一引因，首先考虑OPA膜的质量，油墨特性和印刷层状态，以及胶水与油墨的配伍性能。尼龙膜受潮或电晕不好时，影响油墨面与膜面结合牢固度，部分聚氨酯油墨由于连接料本身所具有的活泼性基团较多，容易与固化剂产生化学反应，往往与胶黏剂的亲和性较好，当上胶量过大，或者墨层中溶剂残留量较多时，发生油墨层转移到内层VMPET膜的可能性就增加，这种离层可以理解为OPA膜与油墨层脱离。其次是油墨混合溶剂中含醇类溶剂太多产生溶剂残留。在使用双组份油墨时，由于操作的问题，或印刷稀释剂中含有水分使油墨固化剂不足或被破坏，造成油墨粘接料的活泼氢不能被固化剂完全反应，残留在油墨中，同样会导致粘合剂的固化效果不理想。剥离时油墨与镀铝之间分开，胶水发粘不干现象，并有较少油墨或镀铝转移。
外层发粘而里层固化，说明外层胶粘剂中的固化剂已部分被消耗。一般不干成分为-OH成分，而原因来自尼龙膜的含水率偏高以及油墨和胶粘剂中的水分子残留。那么为什么同时复合，印刷层存在胶粘剂不干发粘现象而热封层则无此现象？问题在于印刷层是高阻隔性薄膜，特别是NY膜，即尼龙的吸潮问题它的气体透过率很低，但潮湿气体透过率较高。湿度的一般变化会使尼龙膜有1～2％的收缩或膨胀，而在极端情况下，薄膜会吸收高达8％的水分。这主要是因为其内部含有大量 使其很容易与水分子结合形成C=O∙∙∙H—OH氢键，只要有水份侵入，一般条件下水就不可能再挥发了，这样会严重影响固化效果。特别是在制作多层复合时，一定要逐层复合。所以，在尼龙膜的包装、储存、印刷、使用及复合过程中，要注意天气和湿度等因素。
四、 建议
（1）一般在印刷有大底色，或者水煮、蒸煮产品时建议加入在最后一色油墨中加入油墨厂要求加入的固化剂（硬化剂）。从食品安全卫生考虑，一般不建议用真空镀铝膜做水煮、蒸煮。
（2）材料的耐热性能越好，袋子的平整度会越好，复合薄膜的热封温度由热封材料的热封温度决定，但要注意热封温度不能超过印刷膜的热定型温度，否则会破坏双向拉伸薄膜的热定型，引起包装袋热封后的收缩起皱。购买薄膜时一定要强调材料的湿热收缩要小，其纵、横向收缩差值尽量小些，与其他组合材料的收缩率应当能相互匹配，以免因收缩率相差太大而产生收缩起皱，严重时产生脱层。
（3）对原材料和半成品妥善保管，避免其吸湿。同时检查尼龙膜的含水率(3%以下)和乙酯的水分及醇类溶剂含量，往往发现乙酯中含有甲醇／乙醇或水分含量超标太多，其中水分含量小于0.2％才能用于复合，以免因含水分子多而使胶粘剂主剂和固化剂配比失去平衡产生不干或残留溶剂偏多现象。
( 4 ) 虽然各个软包装企业所使用的油墨品牌、胶水品牌甚至薄膜材料都有差异，但是万变不离其宗，油墨对胶水固化产生的影响应引起了大家的普遍重视。因此使用的任何原辅材料厂商相对稳定并定期进行评估。
( 5 ) 检查或调整热封刀和热封硅胶垫，经常检查调整制袋机的温度、压力和速度三者间的统一，严格按生产工艺规程操作。
(来自:包装园地软包装)
