Z razvojem industrije fleksibilne embalaže so zahteve strank po videzu in zmogljivosti embalažnih vrečk postopoma naraščale. Nekatere embalažne vrečke so prešle iz dvo-plastne strukture PET/CPP (PE) v štiri-plastno strukturo BOPP/PET/AL/CPP (PE). Štiri-plastna struktura združuje visoke pregradne lastnosti aluminijaste folije s togostjo in estetsko privlačnostjo PET.
Ta članek analizira predvsem vzroke za težave z luščenjem in razslojevanjem v štiri-slojnih strukturah BOPP/AL/PET/CPP (PE), ko stranke uporabljajo stranske stroje, in predstavlja ustrezne rešitve.
1.Luščenje na stranskih strojih
Številni -izdelki višjega cenovnega razreda zdaj sprejemajo strukturo BOPP/AL/PET/CPP (PE), kar odraža trend postopnega povečevanja dodane vrednosti embalažnih izdelkov. Ker se število plasti v embalažnih vrečah povečuje, postajajo nenormalnosti v trdnosti laminiranja med posameznimi plastmi med kompozitnim postopkom vse bolj izrazite. To je še posebej očitno pri mat strukturah BOPP/AL/PET/CPP, kjer se pogosto pojavljajo težave, kot so trganje in luščenje samega mat filma, slaba trdnost med mat BOPP in AL ter pogosto razslojevanje.
Slika 1Trganje in luščenje samega mat filma
Slika 2Delaminacija zaradi slabe vezne trdnosti med mat filmom in plastjo aluminija (AL)
Analiza vmesnika različnih materialnih zaporedij v štiri-slojnih kompozitnih filmih
Slika3 BOPP/AL/PET/CPP Slika 4 BOPP/PET/AL/CPP
V analizi vmesnika strukture materiala, prikazani na sliki 3, je štiri-plastna kompozitna folija dejansko sestavljena iz naslednjih vmesnikov:
Mat BOPP/plast črnila;
Mat BOPP/lepilni sloj 1;
plast črnila/lepilna plast 1;
Lepilna plast 1/plast aluminijaste folije;
sloj aluminijaste folije/lepilni sloj 2;
Lepilna plast 2/plast PET;
plast PET/lepilna plast 3;
Lepilni sloj 3/plast CPP.
V tem sestavljenem filmu prej omenjenih osem vmesnikov objektivno obstaja. Vendar pa so samo trije od teh vmesnikov-, natančneje vmesniki 2, 3 in 4, pomembni za težave z razslojevanjem in luščenjem, prikazane na sliki 1 in sliki 2.
Pri pregledu sile lupljenja te štiri-slojne kompozitne vrečke se vrednost sile lupljenja pridobi s strojem za natezno testiranje. Vendar je redkokdo, ki bi nadalje raziskal, kateri specifični vmesnik je doživel ločitev v oluščenem kompozitnem vzorcu. Namesto tega se pogosto subjektivno domneva, da ta vrednost sile luščenja predstavlja adhezivno moč vezivnega sredstva. V zgornjem primeru bi ta vrednost predstavljala celovito, a minimalno moč lepljenja med tremi vmesniki: mat BOPP/lepilni sloj 1, plast črnila/lepilni sloj 1 in lepilni sloj 1/plast aluminijaste folije.
V praksi se lahko pojavijo trije dodatni scenariji:
Med postopkom luščenja se lahko mat BOPP raztrga, kar pomeni, da do ločitve pride znotraj natisnjenega substrata z notranjimi plastmi.
Med postopkom luščenja lahko pride do ločitve znotraj plasti črnila, bodisi med dvema različnima slojema črnila ali znotraj iste plasti črnila.
Lahko pride do ločitve znotraj same lepilne plasti.
Identifikacija natančnega vmesnika, kjer pride do ločitve, je ključnega pomena za natančno diagnosticiranje in analizo vzrokov za nizko silo luščenja v kompozitnih filmih in za preprečevanje ponavljanja podobnih težav.
Fizikalne lastnosti matiranih BOPP, PET, AL in CPP materialov
Tabela 1 Fizikalne lastnosti štirih materialov
Kot je prikazano v tabeli 1, so fizikalne lastnosti mat BOPP, PET in AL takšne, da sta natezna trdnost in raztezek pri pretrganju mat BOPP in PET podobna. Ko je vrstni red PET in AL v kompozitni strukturi obrnjen, lahko plastične lastnosti PET učinkovito zaščitijo mat OPP pred poškodbami, ki jih povzročijo pasovi paging stroja.
4. Analiza vzrokov za luščenje na stranskih strojih
Kar zadeva razslojevanje zaradi slabe trdnosti lepljenja med mat BOPP in AL na sliki 1, je analiza vmesnika pokazala, da je lepilni sloj na strani AL. Izmerjena kompozitna trdnost med mat filmom in lepilno plastjo je 0,8 N/15 mm, kar ne izpolnjuje zahteve nacionalnega standarda GB/T 28118, ki je večja ali enaka 2 N/15 mm za trdnost luščenja v strukturah aluminijaste folije. Nezadostna adhezivna trdnost je glavni vzrok za veliko{8}}razslojevanje natisnjenega filma.
Slika 5 Embalažna vrečka, ki gre skozi stranični stroj
Slika 6 Območje luščenja povečano 50-krat
Slika 6 prikazuje ločevanje znotraj matiranega BOPP filmskega substrata: "trganje vmesnega sloja ali cepitev substrata." To se nanaša na pojav, ko je sam substrat podvržen ločitvi vmesnega sloja med preskušanjem trdnosti lupljenja po kompozitni obdelavi ko-ekstrudiranih osnovnih filmov.
Če vrečko, prikazano na sliki 2, povečamo za 50-krat, da dobimo sliko 6, lahko opazimo, da do luščenja pride zaradi ločevanja znotraj matirane podlage BOPP filma, ko pasovi stranskega stroja zaradi trenja delujejo s prečnim-prerezom rezila,-za izdelavo vrečke. Ta pojav kaže, da je kohezijska trdnost OPP filma nižja od adhezijske trdnosti plasti črnila ali trdnosti lepljenja med lepilno plastjo in OPP filmom.
Izvedli smo naslednje primerjalne poskuse:
Z uporabo lepila v skladu z običajnim razmerjem se lepilna plast po staranju popolnoma strdi. Med preskušanjem trdnosti lupljenja je film OPP pokazal trganje, kot je prikazano na sliki 7, pri čemer so bile izmerjene vrednosti trdnosti lupljenja med 0,5–0,7 N/15 mm.
Slika 7 Ločevanje vmesnega sloja OPP filma
② Namerno zmanjšanje odmerka komponente utrjevalnika NCO je povzročilo, da je lepilna plast ohranila določeno stopnjo lepljivosti tudi po procesu staranja. Med preskušanjem trdnosti lupljenja je bilo mogoče film OPP popolnoma odluščiti, pri čemer izmerjene vrednosti trdnosti lupljenja niso nižje od 1,5 N/15 mm.
Zgornji eksperimentalni rezultati kažejo, da je film OPP substrat, ki je nagnjen k notranjemu ločevanju vmesnega sloja ali trganju. V pogojih, ko je lepilna plast popolnoma utrjena, izmerjena vrednost trdnosti lupljenja ne predstavlja trdnosti lepljenja na vmesniku med lepilno plastjo in OPP filmom, temveč silo, potrebno za trganje ali ločevanje same podlage. Z zmanjšanjem vsebnosti NCO v lepilu ali zmanjšanjem količine prevleke je adhezivna trdnost med lepilno plastjo in filmom OPP namenoma nižja od začetne trdnosti, ki je potrebna za trganje substrata filma OPP.
5.Analiza prečnega-prereza vrečk po zamenjavi vrstnega reda PET in AL
Z uporabo ročne lupe za fotografiranje in analizo prečnega-prereza rezila za-izdelovanje vrečk je bilo ugotovljeno, da je po obračanju vrstnega reda materiala izboljšana trdnost lepljenja med plastmi povzročila gladek in čist prerez-brez kakršnega koli zvijanja navzven. To je učinkovito preprečilo težave z luščenjem pri prehodu skozi stranični stroj.
Slika 8 Prečni-prerez embalažne vrečke
Slika 9 Povečan pogled prečnega-prereza embalažne vrečke
Primerjava podatkov o trdnosti po razveljavitvi vrstnega reda materiala
Tabela 7 Podatki o trdnosti po razveljavitvi vrstnega reda materiala
Glede na podatke o primerjalni trdnosti po obratnem vrstnem redu materiala je moč luščenja med vsako plastjo mogoče izboljšati. Ko rezilo za-izdelovanje vrečk pritisne navzdol, prečni-prerez ne kaže pomembnega zvijanja navzven, kar pomaga preprečiti luščenje med delovanjem na stranskem stroju.
7. Zaključek
Ker postaja število slojev materiala v sestavljenih embalažnih vrečah vse bolj zapleteno, je bistveno upoštevati značilnosti uporabe stranke skozi celoten proces-od načrtovanja, izbire surovin in strukturnega načrtovanja do proizvodnje in testiranja-, da izboljšamo učinkovitost embalažnih vrečk na koncu stranke. Za reševanje vprašanja luščenja in razslojevanja v štiri-slojnih aluminijastih-plastičnih kompozitnih embalažnih vrečah med delovanjem stranskega stroja lahko prilagoditev zaporedja kompozitnega materiala in optimizacija formulacije sredstva za strjevanje površinske plasti učinkovito izpolni zahteve za preprečevanje luščenja in razslojevanja na stranskih strojih.