使复合膜产生内应力,以普通三边封型折底直立袋为例

图片 1随着人们生活水平的不断提高,日常生活中与纸制品的接触越来越多,如餐巾纸,面巾纸,卫生纸等,这些产品以其使用方便、卫生美观而渐渐成为了人们不可缺少的日常生活用品。
随着人们生活质量的提高,人们对纸制品的要求也越来越高,相应地对该类产品的外包装要求也越来越高。
以前由于纸制品的需求较少,品种比较单一,生产的厂家也较少,并且规模都不大,因而那时的纸制品包装一般只采用档次较低的纸盒或普通的聚乙烯薄膜。
现在,随着纸制品需求量的快速增长,其包装所用材料的需求量也快速增长,CPP薄膜各生产厂家瞄准这一市场需求,针对该类材料的包装使用特性,适时开发出了满足客户使用要求的特种CPP薄膜,该类产品一经出现,就以其独特优异的技术指标和良好的包装效果赢得了很多大型纸制品公司的青睐。
我们将这类用于纸制品外包装的聚丙烯流延薄膜简称为纸包膜,纸包膜的研究开发成功,一开始就以其巨大的市场潜力,较高的产品利润而得到很多CPP薄膜生产厂家的重视,也为不太景气的CPP薄膜市场注入了一股活力,是一次极为成功的行业技术创新,有利于CPP薄膜生产厂家的产品结构调整,使整个CPP薄膜行业找到了一个新的利润增长点。

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图片 3复合膜基材因放卷张力和加热温度的作用,胶粘剂因溶剂的挥发及分子间距离的变化,当它们复合在一起时,彼此的收缩率不同,使复合膜产生内应力,这些内应力的分布及平衡状态决定了复合膜的最终卷曲程度和状态。

本人在此将根据自己多年从事CPP薄膜的生产工作经验,对纸包膜的生产技术作一个初步分析探讨,希望能引来各位塑料行业同仁的深入研究与广泛交流,从而促进该类产品的进一步发展完善。

直立袋以良好的货架展示效果受到了很多行业的青睐,尤其在日化领域,越来越多的产品开始采用直立袋包装,如目前市场上出现了很多采用直立袋包装的液体肥皂、沐浴露、洗发水等产品,印刷精美、运输或携带方便,生产成本低,大有取代传统塑料瓶和玻璃瓶的趋势。
另外,受宠物食品直立袋市场开发成功的影响,汤、沙司、水果、肉类及海产品的生产商们也在积极探索采用直立袋包装的可行性。

但是当上述内应力平衡时,有时也可能仍出现卷曲或绉折,这是因为外界工艺变化引起的如:

根据纸包膜客户的使用条件和设备状况,一般纸包膜必须具有以下五点性能特征:1薄膜具有一定的印刷性能;2薄膜的透明度要好;3薄膜必须具备良好的滑爽性和抗静电性能;4薄膜具有较好的挺度;5薄膜具有一定的耐寒性和抗冲击性能。

目前市场上直立袋的种类较多,如斜封方底袋、折底袋等。
下面笔者依据自身实践经验,以普通三边封型折底直立袋为例,向大家介绍一下直立袋工艺及其相关问题,供同行借鉴。

1、涂胶均匀与否或者胶粘剂本身初粘力不足,凝聚力大小。

由于一般的CPP薄膜产品比较柔软,拉伸强度较低,因而很难达到纸包膜的使用要求。
为了使CPP薄膜的性能得到改善,从而达到以上要求来满足纸制品厂家对包装材料的性能要求,在CPP薄膜的生产中就必须通过多方面的工艺调整,才能使生产的CPP薄膜成为满足客户要求的纸包膜产品。

三边封型折底直立袋制袋工艺

2、复合辊和导向辊的平整洁净程度。

普通CPP薄膜在印刷中容易出现拉伸变形而套色不准等问题,因而不适合用于印刷制品,CPP薄膜一般的用途是通过与印刷过的BOPP或BOPET复合来解决此问题,但由于纸包膜的特殊使用情况,同时也为了不增加包装成本,各包装厂家大都是采用直接在CPP薄膜上印刷后再直接用于外包装的使用方式。
因而就要求CPP薄膜生产厂家对生产工艺进行适当的调整,以提高薄膜的印刷性能,如通过对生产中挤出熔体温度、真空箱真空度大小及生产线张力等生产条件进行适当的调节控制,就能使生产出的CPP薄膜的性能得到改善,从而使其具备比普通CPP薄膜好得多的印刷性能。
另外,为纸制品厂商提供印刷的厂家在对纸包膜进行印刷处理时,也应该根据该类薄膜的性能特点,在印刷过程中进行适当的印刷参数条件调节,以使纸包膜能达到较好的印刷效果。

三边封型折底直立袋与常见的中封袋,三边封直立袋的最大区别在于其袋底的一个椭圆形需要二次热封,整个生产工艺的核心和对设备的要求都集中体现在袋底焊接的牢度,密封性及对称性方面。
要生产高质量的直立袋,就要特别注意打孔、放袋底、底部热封等环节,尤其是直立袋四层与两层的结合部位极易发生破裂,仅靠横向热封刀是不够的,要加装加强热封刀,局部还要加强热封。

3、残留溶剂太多,胶粘剂干燥不足,粘接力太小,给两种基材的相互位移提供可能,只要两层薄膜之间的张力差一点,一种膜要多收缩一点,也会产生皱折。

由于纸包膜在包装使用中,放卷走纸时要求薄膜在包装机中的运行效果较好,不能出现静电和塞机的情况,因而还需要纸包膜具有极佳的滑爽性和抗静电性能,并且薄膜必须具有一定的挺度。
为了达到这些要求,在生产纸包膜时就必须对原料及添加剂进行比较选择,寻找适合的原料。
由于要保证产品具有较好的滑爽性和抗静电性,因而生产中必须添加一定剂量的爽滑剂和抗静电剂。
这些添加剂的加入会增加生产中油烟的形成和析出物的增多,使生产线极易产生油滴而污染膜面,生产线各辊筒表面也会较快被析出物污染而使生产比较困难。
因而在生产纸包膜之前必须对CPP流延薄膜生产线进行一些必要的技术改造,如增加生产线抽油烟系统的电机功率,保证各排气管道通畅,对清洁辊进行改造,使其清洁效果更好等等。
另外,添加剂生产厂商的选择也很有必要,一般规模较大,产品质量较好的厂家生产的添加剂在生产中油烟及析出物会少些;而那些产量小规模不大的厂家生产的添加剂由于其技术不是很成熟,使用中往往会产生较多油烟和析出物。
通过以上一些处理措施,就能使纸包膜连续生产的时间尽量长些,膜面外观也会较好,并尽可能地避免了由于膜面被油污污染而影响薄膜的印刷效果。

直立袋的制作对制袋机的构造有特殊要求,除了具备普通三边封制袋机的六大主要机构(放卷部、二连摆杆、热封部、定张力装置、传感器、裁切部)外,在主放卷的侧位还有一个辅放料装置,该装置专为直立袋提供底料。
目前600型全自动电脑控制制袋机已在国内广泛使用,这些设备基本能够满足高档直立袋的制作要求。

4、收卷张力大小,卷得不紧,复合后有松驰现象,给要收缩的基材提供了收缩的可能。
因此,当二种或三种基材复合好后,收卷张力要大,让它卷紧压实,不出现松驰现象。
如果能做到这一点,那么即使张力不均匀,初粘力不足,也不会出现皱纹。
因为在卷紧压实状态下放到熟化室里去让胶粘剂充分交联固化后,粘接力大大提高了,二种基材之间再也不会产生相对位移了,所以再放松下来也不会出现皱纹了。
因此不管哪一种原因,复合后的收卷张力加大,总是有好处的。

由于在一些自动纸制品包装机中,特别是高速自动包装机中,为了使薄膜在使用走纸顺畅,特别要求纸包膜具有较高的挺度和较低的热摩擦系数。
为了增加纸包膜的挺度,可以在生产中添加一定剂量的增刚剂来改善产品的性能,以使纸包膜在使用中能更好地适应高速纸制品包装生产线中走纸顺畅的要求,提高纸制品生产设备的包装速度,从而提高生产效率。
使用一般的滑爽剂生产的塑料薄膜,其热滑爽性能均较差,因而在高速自动包装生产线中的使用情况较差,经常会出现走纸塞机从而影响包装速度的现象,针对这类高速包装中性能要求较高的纸包膜,我们可以使用特殊滑爽剂来改善薄膜的热滑爽性能,使生产的纸包膜在较高的温度条件下仍然具有较好的滑爽效果,能保证薄膜在包装机中始终能保持较好的滑爽性能,从而使生产顺畅,有效防止了包装过程中出现的塞机现象。

因直立袋对材料的各项力学性能要求较高,所以一般采用多层复合膜。

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
公司拥有二位行业顶尖研发博士,每年新增超过100多个专利,专业生产食品包装膜、化工包装膜、电子监管码防伪包装等各类彩印复合包装膜。
现位于无锡新区硕放中通路99号,毗邻上海车程2小时内。

由于一般纸包膜产品是双面爽滑的,其成品的摩擦系数较小,这就会给生产中的收卷和分切带来不少问题。
若不能有效地解决好这些问题,就会造成收卷和分切中产生很多废膜或等外品,造成极大的浪费。
为了克服生产中收卷张力不好控制,膜卷收卷过程中易跑边等问题,建议生产中尽量采用接触收卷方式来卷取薄膜,以保证薄膜大卷膜的收卷状况较好。
由于纸包膜需要具备较好的抗静电性能,该类薄膜生产后一般要求的时效处理时间为七天左右,以使薄膜中添加的抗静电剂的作用能达到最佳的使用效果。
但是,纸包膜产品在生产成薄膜之后,其摩擦系数在很短时间内就会下降到较小的数值,若存放时间太久,就会给分切造成很大的困难。
为了克服这一难题,减少不必要的损失,可以通过以下的方法来解决:在纸包膜生产中,当薄膜在生产线中收卷成大膜卷存放于时效处理架中后,可只让该大膜卷时效处理三、四个小时,在薄膜的摩擦系数还未降低之前立即将其在大分切机中分切成一定较大规格的半成品膜卷,再将这些分切后的膜卷放在时效处理室中进行七天左右的时效处理,之后再通过小分切将这些半成品膜卷分切成客户所需要的各种规格的纸包膜成品,即可发给客户使用了。
由于从生产线中直接卷取后的纸包膜大卷膜,其端面不整齐,并且收卷张力不可能太大,膜卷收卷通常较松,直接将其时效处理七天再分切是很困难的,而按以上方法薄膜在下卷后不久就在大分切中进行一次预分切,这样由于分切后膜卷稍小,并且收卷也可以紧些,膜卷的端面也会很整齐,在时效处理时间达到要求后,即使薄膜的摩擦系数很小,也能够比较顺利地在小分切机中按客户的要求规格进行最终的分切处理了。

外层即承印材料,目前市场上常用的直立袋承印材料除普通OPP外,还PET、PA等高强度、高阻隔性的材料,可根据情况进行选择。
若用来包装干果类固体产品,可选用BOPP、消光BOPP等普通材料。
若包装液体类产品,一般选用PET或PA材料。

当前,随着纸包膜用量的不断增加,一些大型CPP薄膜生产厂家也渐渐参与到了纸包膜产品的生产研发之中,由于这些公司具有较强的研究开发能力,他们的加入,使得纸包膜类产品的质量不断提高,品种不断丰富,应用范围不断扩大,根据纸制品的不同包装需求和包装设备应用的不同,研发生产出了许多不同类型的纸包膜。
同时,由于纸制品生产厂家对包装设备速度的需求越来越高,其对纸包膜技术指标的需求也越来越高。
为此,各CPP薄膜生产厂家也在不断地改进生产工艺条件,积极提高纸包膜的产品质量,使该产品能够满足纸制品厂家不断提出的各个方面的性能要求。

中间层一般选择高强度、高阻隔性的材料,如PET、PA、VMPET、铝箔等。
而且,要求中间层材料的表面张力要满足复合要求,必须与粘合剂有良好的亲和力。

纸包膜的开发成功与应用范围的日益扩展,极大地满足了市场对该类包装材料的需求,使纸制品的外包装变得绚丽多彩,为提高人们的生活质量作出了极大的贡献。

内层即热封层,一般选用PE或CPE、CPP等具有较强低温热封性能的材料。
要求其复合面的表面张力要满足复合要求,但热封面的表面张力必须低于34mN/m,且要有良好的防污能力,抗静电能力和热封性。

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
公司拥有二位行业顶尖研发博士,每年新增超过100多个专利,专业生产食品包装膜、化工包装膜、电子监管码防伪包装等各类彩印复合包装膜。
现位于无锡新区硕放中通路99号,毗邻上海车程2小时内。

在设定热封温度时需要考虑的因素,一是热封材料的特性;二是薄膜厚度;三是热封烫压的次数以及热封面积的大小。
一般情况下,同一部位烫压次数较多时,热封温度可适当设定低一些。

热封时必须要加以适当的压力才可能促进热封面材料的粘合。
但若压力过大,会使熔融的材料挤出,不但影响袋子的平整度,还会影响袋子的热封效果,降低热封强度。

热封时间除与热封温度和热封压力有关外,还与热封材料的性能、加热方式等因素相关。
具体操作应根据不同的设备和材料,在实际试机时进行调整。

制袋热合时热封刀的加热方式可分为两类:单边加热和两边加热。
显然,两边加热方式要比单边加热方式高效、实用。

首先要按具体的袋型要求及工艺指标安装成型模板、横向、底部和加强热封刀、以及袋底冲孔装置。
其次,将分切好的复合膜穿到制袋机上,设定EPC,对准光标和图案。

调整边封和底封刀温度,在电脑中输入袋长、制袋速度、调整上、下热卦刀平齐重合。
装袋底复合膜,调整成型折叠及打孔位置,检查袋底圆孔是否达标。
试机调整加强热封刀,在四层交汇的位置补压;调整好切刀、边料切割位置及边料卷条机。
开机后确认和调整底面热封位置、打孔位置、调整横向和纵向热封刀,直到产品符合指标要求。

底膜和主体膜的张力要匹配,尤其底膜的张力不可过高,否则底面的圆孔将变形,影响袋底热封强度及平整度。

为了使成型袋平整,一般要将第一组热封刀调整为高压力,低温状态,其余各组热封刀使用正常的温度和压力。

硅橡胶板硬度要适当,一般大面积烫封用HS50的硅橡胶板,小面积用HS70的硅橡胶板。

要调整好制袋速度和热封的时间。

制袋时易出现的两个问题

直立袋在实际生产中出现的问题较多,但主要有两个突出问题:一是盛装商品时发生漏液或漏气;二是制袋过程中的袋型不平整及底封不对称。

直立袋漏液或漏气的原因主要在于复合材料选择和热封强度两方面。

直立袋的材料选择对防漏很重要,以三层结构来讲,集中体现在印刷膜与中间阻隔层、阻隔层与热封层之间的粘合强度。
另外,油墨、胶粘剂、各类有机溶剂等材料的选择也很重要。

热封强度也是影响直立袋漏液、漏气的重要因素之一。
热封时必须注意热封温度、热封压力和热封时间的控制和调节。
其中,热封温度是主要因素,不同种类的塑料薄膜,热封温度不同。
热封压力不宜过大,热封时间不宜过长,以免大分子降解,使封口强度下降。
直立袋袋底的四层封合处是最为关键的部位,因此在取样进行热封强度试验时,必须予以关注。

在实际生产过程中,应根据内容物的不同要求对直立袋做经常性的漏液或漏气试验。
一般情况下,内装固体物时要检测是否漏气。
检查方法很多,最简单实用的方法是:在袋内充入一定量的空气,将袋口热封好,放入盛水的盆内,用手挤压袋子的不同部位,若无气泡逸出,则说明袋子的封合密闭性合格,否则就要及时调整漏气部位的热封温度和压力,直到问题解决。
内装液体的直立袋更要慎重对待,可用挤压和跌落方法检测其是否漏液:在袋内填充1/2左右的水,封好口,按GB/T1005-1998耐压试验方法检测。
跌落试验方法同样可参照上述标准。

平整度是衡量包装袋外观质量的指标之一。
除材质因素外,直立袋的平整度还与热封温度、热封压力、热封时间、冷却效果等因素有关。
热封温度过高或热封压力过大、热封时间过长、都会造成复合膜收缩变形。
冷却不足会造成热封后定型不足,不能消除内应力,直接影响袋子外观,所以开机前应仔细检查冷却水循环系统。

对称性不但影响直立袋的外观,还会影响整个袋子的防渗漏性能。
直立袋最常见的不对称性往往体现在底料部分,由于底料张力控制不当,会造成底面圆孔变形或因与主料张力不匹配而产生褶皱,直接影响热封强度。
当底料圆孔发生变形时,要适当降低放料张力,并在热封时增加等待时间进行修正,以使袋底四层交汇部位充分热合。
另外,袋型不对称还会与光电跟踪、放料、光标设计、胶辊平衡度、步进电机或伺服电机的同步等因素有关。
此类问题要依据不同产品、不同的制袋设备在具体操作时仔细观察,逐一排除解决。

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
公司拥有二位行业顶尖研发博士,每年新增超过100多个专利,专业生产食品包装膜、化工包装膜、电子监管码防伪包装等各类彩印复合包装膜。
现位于无锡新区硕放中通路99号,毗邻上海车程2小时内。

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