现有的防静电袋剥离强度低、封口强度不符合要求,但是对于高温蒸煮袋产品

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高温蒸煮袋产品是复合工艺中控制要求较高的产品,如果控制不当,有良好品质的原材料也生产不出良好品质的高温蒸煮袋产品。

镀铝膜的加工方法就是在高真空状态下,通过高温将金属铝气化蒸发,使得铝蒸汽沉淀堆积在塑料薄膜表面,从而形成一种复合软包装材料,在软塑包装中,经常用到的镀铝膜基本上分为两大类,CPP镀铝、PET镀铝,但是由于镀铝膜复合后极易出现镀铝转移现象,给不少包装企业带来较大的损失,本文从粘合剂角度,提出不同的解决方案,防止镀铝膜转移。

一、问题提出:现有的防静电袋剥离强度低、封口强度不符合要求

虽然粘合剂的涂布量不是越高越好,但是对于高温蒸煮袋产品,必须有一定的涂胶量才能保证其耐蒸煮性。
一般的121℃蒸煮,涂胶量为4.0~5.0g/㎡;135℃蒸煮,涂胶量为4.5~5.5g/㎡。

1、双组分聚氨酯粘合剂

上世纪90年代末,我国包装界开发了单质防静电聚乙烯薄膜袋,因其属极性材料,且双表面电阻值低,难以进行电晕处理,表面能低,不能涂覆粘结剂,因而无法与其它塑料基材复合成层状包装材料。
单质薄膜的机械物理性能如水蒸汽渗透率、拉伸强度、断裂力、耐戳穿等性能不能满足精密机械电子产品对包装材料的使用要求,只可用于对静电敏感的化工产品等粉剂产品的内衬包装。
有的采用挤出复合即流延复合工艺制作层状包装材料,但缺点是流延成膜性差,与其它基材复合后剥离强度低,制袋后封口强度不能满足使用要求。
包装界急需开发一种表面能高、能够与其它基材可靠复合的防静电聚乙烯薄膜。

1、设备各相关部位,如涂胶系统,所有的导辊、压辊、烘道必须彻底清洁,保证铝箔不受损伤,薄膜不发皱;

1)采用镀铝膜专用粘合剂

二、工艺变革:小小变革,改善材料的防电性能和物理机械性能

2、防止灰尘杂质复进复合膜中,一个黑点杂质就是一个薄弱点,在高温蒸煮的苛刻条件下,有可能造成破坏。

普通粘合剂溶剂释放性差,粘合剂容易渗透到镀铝层,影响镀铝层的牢度,复合时如果干燥效果不好,溶剂残留过大,固化后粘结强度反而会下降,甚至发生镀铝转移现象,因此应选择分子量适中,溶剂释放性好,涂布较均匀的初粘力不高的镀铝膜专用粘合剂。

经充分论证及试验验证,采用最新的3层共挤吹塑工艺,将半导电粒子和低密度聚乙烯树脂按一定比例加入A层,并对C面进行高压电晕处理,制得高表面能防静电聚乙烯薄膜。

复合辊温度应达80~90℃,要采用较大的复合压力,压力大于0.4MPa。
还由于涂胶量大,应保持良好的排风状况。
可适当提高熟化温度,并控制环境湿度。
环境湿度高,一方面粘合剂性能受;另一方面,常用的蒸煮袋基材聚酰胺也容易受影响。

涂胶量大,容易造成烘道干燥效果不好,使得粘合剂渗透到镀铝层,而且还延长固化时间,容易发生镀铝层转移现象,所以,涂胶量应控制在适当位置,根据经验一般控制在2~2.5g左右。

该项工艺变革主要关注以下三点:

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。

提高胶层的柔软度,也能有效防止镀铝层转移,以前通常采用减少固化剂用量,这种情况只能使用在轻质包装和剥离强度要求不高的产品中,聚酯镀铝产品尽量不使用此种方法。

1、将半导电粒子和聚乙烯树脂混合均匀,加到三层共挤吹膜机的A层料斗。
要摸索加入半导电粒子的临界量,若加入量高于临界量,则在进行电晕处理时极易产生薄膜被电火花击穿现象,且增加产品成本;若加入量远低于临界量,则薄膜的电阻率高于1012Ω,近似绝缘,不具备防静电功能。
临界量根据混炼时导电炭黑的加入量和A层挤出机的挤出速度确定。
三层共挤吹膜机的B、C层加入聚乙烯混合树脂。

文章转自

4)提高烘道干燥温度和风速

2、根据设备实际情况,适当控制A层挤出量。
A层挤出量太大,则内层薄膜的厚度增加,整体薄膜的导电性能增强,在进行电晕处理时极易产生薄膜被电火花击穿现象,增加产品成本,且封口强度变差;若A层挤出量太小,则内层薄膜的厚度降低。
根据导电碳黑的导电机理,导电网络的形成是三维的,导电性能与薄膜的厚度有关系。
内层薄膜的厚度太低,无法形成导电网络,无防静电效果。

在镀铝膜复合加工过程中,应适当提高烘道的干燥温度,比如提高5—10度,并保证风速在5米/秒以上,使得溶剂挥发得更彻底,降低溶剂残留,另外也可以使用高网线,高浓度涂布也可以。

3、要对薄膜的C层进行电晕处理。
电晕处理效果与输入高压、薄膜厚度、电极间的距离有关系。
因A层的表面电阻率低,薄膜的体积电阻率低,介电常数低,耐电压强度低,则电晕处理时易出现电火花击穿现象,因而应适当调小电极间的距离及电晕处理电压。
但若电晕处理电压太低,薄膜的表面润湿张力低,无法与其它基材可靠复合,或者复合后材料的剥离强度和热合强度达不到要求,从而降低材料的机械物理性能。

5)提高固化温度,缩短熟化时间

三、产品性能:可满足火工品、弹药等军工产品对包装材料的特殊要求

镀铝膜复合产品在固化过程中应适当提高固化温度,缩短熟化时间,使得粘合剂减少对镀铝层的渗透破坏作用,有效防止镀铝层转移,一般控制温度50—60度,时间在24小时左右,切忌长时间固化。

对制作的高表面能防静电聚乙烯薄膜作主要性能测试,测试结果见表1:

6)使用质量好的镀铝膜

表1高表面能防静电聚乙烯薄膜主要性能表

如成本允许,应采购高质量的镀铝膜,如带底涂胶的。

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1)对轻质产品的包装,如膨化食品,方便面等的生产,基本上使用的材料为CPP镀铝,为了控制生产成本,大部分使用的为单组分水性粘合剂,在多年的生产过程中,只出现过油墨转移的问题,而镀铝未转移,同时经实际检测,复合后剥离强度都能在1.ON/15mm以上,能满足此种包装产品的标准要求。

ASTMD2578-99a

2)使用水性粘合剂生产镀铝产品,网线辊使用200线左右,上胶量控制在1.2~1.8克,保证均匀的涂布量,良好的干燥效果,这样在一定程度上既降低了生产成本,也有效的解决了溶剂残留问题,保证客户的正常生产。
减少后期如果溶剂残留超标带来的不利影响。
同时对满版白墨的产品,效果尤其理想。

从上表得出结论,该产品不仅具有防静电性能,其技术指标满足GB/T4456—2008《包装用聚乙烯吹塑薄膜》的要求,由于其C层表面能高,可涂覆粘结剂,与其它塑料基材进行干式复合成层状包装材料。
该材料的水蒸汽渗透率、拉伸强度、断裂力、耐戳穿等机械物理性能优异,满足火工品、弹药等军工产品对包装材料的特殊要求。
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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。

图注:经干式复合成层状包装卷材

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四、工程应用:“小变革”解决了质量“大问题”

采用三层共挤吹膜技术制造的高表面能防静电聚乙烯薄膜,由于其A面的表面电阻率低(ρs在105Ω—109Ω),具有防静电积累功能,C面的表面能较高(表面润湿张力≥38dyn/cm),可涂覆粘合剂,与聚酯、金属箔、高强度纤维布、不织布中的若干种经干式复合,制得防静电软塑层状包装材料,制袋成型,对内包装品起到防潮、防霉、防盐雾、防腐蚀、防锈蚀、防静电积累、防电磁辐射等多种防护作用。

该工艺解决了塑料薄膜低表面电阻率和高表面能难以同时实现,防静电薄膜无法与其它基材粘结复合的技术问题,也解决了原流延工艺难以成膜、粘结强度低、高温易炭化、制袋后封口强度低的质量问题,堪称是工艺“小变革”解决了质量“大问题”。

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。
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