使高能表面易于附着,满足具体的产品包装要求、功能性质各异的PE薄膜材料

社会责任

一、印刷油墨墨层的附着机理

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包装薄膜材料的功能性质,直接带动了复合软包装材料的功能性发展,下面就几种常用包装材料的功能性质作一下概要的介绍。

金属表面具有500mN/cm~5000mN/cm表面张力,使高能表面易于附着。
而塑料和橡胶表面张力小于100mN/cm,属于难以附着的低能表面。
与附着密切相关的表面物理化学特性表现为润湿和铺展、表面极性和粗糙度。
而润湿的基础是橡塑制品表面和油墨的表面张力的关系。

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1.常用包装材料:PE薄膜材料

聚合物的表面性质首先与其化学结构有关,但是起支配作用的是其表面的化学结构,尤其是游离的原子和原子团。
其次与其结晶度有关,尽管分子结构相同,如果结晶度不同,表面张力差别很大。
无定形结晶表面的表面张力较高。
此外,经过共混改性的聚合物表面结构与其内部也有差异,尚需留意。
聚合物根据不同的加工工艺还须添加不同的助剂。
助剂的种类、数量及向表面迁移的程度都与聚合物表面特性关系极大。
它们对成型品的表面微观形态改变和油墨附着影响很大。
当然,经过预处理,表面张力也会发生改变,人们总是希望提高其表面张力。

本文结合实例,着重就审稿、排版和制袋、冲模工序谈谈异形袋的加工制作技巧,希望能抛砖引玉,与同行共同探讨。

热封性PE材料,已由单层吹塑薄膜发展为多层共挤出薄膜,这样内、中、外层的配方可以进行差异化设计,不同类型聚乙烯树脂的共混配方设计可制得不同起封温度、不同热封温度范围、不同的抗封口污染性、不同热粘强度、不同抗静电效果等,满足具体的产品包装要求、功能性质各异的PE薄膜材料。
近年来,还发展了双向拉伸聚乙烯薄膜,提高了聚乙烯薄膜的拉伸强度,且具有较高的热封强度。

油墨在金属表面上的附着与表面粗糙度关系很大。
金属表面除锈后,施工工艺对表面粗糙度有一定的要求,它可以增加微观表面积,增多涂层在底材上的锚固点,从而有利于油墨的附着。

在异形袋的审稿、排版工序中,出血、出袋方向和通道数是几个必须重点控制的关键问题。

2.常用包装材料:CPP薄膜材料

但是,粗糙度太大,不利于油墨的润湿与铺展,从而留下气泡,产生承印缺陷。
对于热固性的GFP和补强后的硬质橡胶的表面处理而言,与金属相似,仍然对表面粗糙度有一定的要求。
但是对大多数热塑性塑料和弹性体橡胶来说,情况就不同了。
因为大多数聚合物底材不同程度地可以被涂料中的溶剂溶解或溶胀,这有利于油墨树脂与底材互溶或互混,从而增强油墨的附着。
因此,在表面预处理中打磨和粗糙度一般都没有要求。

异形袋的设计稿如果没有设计出血位,生产出的异形袋在分切过程中将会出现“切多就丢失内容、切少就出现白边”的问题,严重影响产品外观。
异形袋的出血位一般为3mm或3mm以上。

CPP材料常用于BOPP//CPP这种防潮轻包装结构中,但不同CPP树脂配方也可制得不同功能性质的薄膜,如改善了耐低温性、耐高温蒸煮、较低封合温度、高耐穿刺强度、耐腐蚀性等功能性质各异的热封性材料。
近年来,行业内还研制了CPP消光薄膜,增加了单层CPP薄膜包装袋的视觉展示效果。

塑料、橡胶的高分子底材,油墨的树脂、溶剂的溶解度参数对于油墨在橡塑底材上的附着是非常重要的物性指标。
只有在高分子底材与油墨树脂混溶性良好的场合下才能得到良好的附着性。

出袋方向一般有“横出”和“纵出”两种。
异形袋正面文字、图案左边或右边在制袋时先出来就是“横出”,异形袋正面文字、图案脚或头在制袋时先出来就是“纵出”。
出袋方向的选择应综合考虑异形袋的特点、加工设备特点、客户要求等因素,选择不当会极大地影响生产效率,甚至导致根本无法生产。

3.常用包装材料:BOPP薄膜材料

二、影响油墨附着性的主要因素

通道数是指在排版时考虑横向上一次性可以生产异形袋的个数,这也是异形袋排版的关键项目,排版时应综合考虑加工难度和生产效率两个因素而定。

轻包装复合膜最常用的是普通BOPP光膜和BOPP消光膜,也有BOPP热封膜、BOPP珠光膜。
BOPP最大特点是拉伸强度高,优异的水蒸气阻隔性能,广泛用于防潮轻包装的面层印刷材料。
BOPP消光薄膜具有类似于纸张的消光装饰效果。
BOPP热封膜可用作单层包装材料使用,例如用于包裹糖果的内包装用。
BOPP珠光膜多用于冰糕包装的热封层材料,可省去白墨印刷,其密度低,2~3N/15mm的封合强度使包装袋易于开启取出内容物。
另外,如BOPP防雾膜、全息OPP镭射膜、PP合成纸、可降解BOPP薄膜等BOPP系列功能性薄膜也在特定范围得到推广应用。

①油墨成分对油墨附着性的影响。
一般情况下,影响油墨附着性的主要因素是油墨在制作过程中所使用的树脂不具备对承印物最佳的润湿性能。
所以,用这类树脂生产出的油墨,其附着性是较差的。

制袋、冲模工序是异形袋的成型工序,有两个问题值得注意:即封刀的设计和成型方式的选择。

4.常用包装材料:PET薄膜材料

②承印材料的表面能对油墨附着性的影响。
为保证一定的附着牢度,印刷前必须对承印物进行表面处理,使其表面能达到0.038N/m以上。

封刀位置要准确,要与异形袋上的图案相吻合,并为封口处的吸管预留合适的位置和尺寸。
如果封口处预留的位置尺寸过大,则封口不容易封牢,易发生漏袋问题;如果预留的位置尺寸过小,吸管就难以装进去。
在确定封口处预留尺寸时,一般以吸管的周长为依据,如果遇到形状不规则的吸管,可以用软线围绕吸管一周,在软线长度一半的基础上多留出2~3mm的余量即可。
在封边过程中,一定要注意保持封口模具和吸管之间的间隙均匀,避免因气密性差而出现漏袋问题。
如果在随机检测中发现异形袋的气密性较差,应及时停机检查并重新打磨封口模具。
如果发现异形袋的整条边都封不牢,可以通过在封不牢的一边增垫高温布来进行补偿。

普通12μmPET光膜在复合软包装应用广泛,其复合产品的机械强度远高于BOPP双层复合产品,且阻氧能力较BOPP//PE复合膜降低20~30倍。
PET材料的耐热性很好,可制得平整度好的包装袋。
PET热收缩薄膜、消光PET薄膜、高阻隔聚酯薄膜、PET扭结膜、直线撕裂性PET薄膜等功能性产品也有应用。

③印刷车间的相对湿度和温度对油墨附着性的影响。
经长期观察实验,可以认为随环境相对湿度的上升,附着性刚开始时有上升的趋势,但随着湿度继续升高,附着性又开始下降。
这说明适合印刷的相对湿度有一临界值,温度在凹版印刷中是较为重要的条件,既对干燥有影响,又对承印材料张力有影响。
温度设定过高,不但影响纵向套印精度,还会因油墨在承印物上干燥过“快”而导致附着性下降。

这种成型方法的优点是省时省事,相对经济,而且成型过程与封边过程同时完成,较少出现“大小边”、漏袋或封边不牢等问题。
但它的缺点是调机难度大,只要设计排版稍微出点问题,就会带来很大的麻烦。

5.常用包装材料:尼龙薄膜

适合印刷的环境温度应控制在30℃以下。
干燥温度由于承印材料、墨层厚度、印刷速度等因素的影响,不尽相同,总的原则是不宜设定过高。

要想在制袋机上直接出袋,必须设计刀模并将其安装在固定封刀的横梁上。
刀模形状要和异形袋形状保持一致,此外还要注意一个技巧性的问题:要根据异形袋的形状特点找到几个合适的点,在刀模上打几个小口子,这样做的目的是让异形袋在制袋机上不会被完整切下,在橡胶辊的牵引力作用下可以通过这几个“连点”将异形袋平稳地拖到切袋口,再在切袋口将异形袋完全切开,方便收袋和捆扎包装。
如果没有这几个“连点”,异形袋就容易落在制袋机里造成故障。
不过现在新型的制袋机通过技术改进,也具备了成袋、压切并出袋的功能,但价格不菲。

双向拉伸尼龙薄膜以其高强度、高抗穿刺性、耐高温性、较好的阻氧性,广泛用于抽真空、水煮、蒸煮包装袋中。
多数1.7kg以上的大容量包装,为获得良好的耐跌落性能,也采用了BOPA//PE结构。

④墨层厚度对油墨附着性的影响,为搞清二者的关系,油墨附着性随着墨层厚度的增加有下降的趋势。

刀模设计好后,还应选择合适的切刀刀片。
切刀刀片的锐利程度和硬度都必须满足一定的要求,既要保证在横梁弹簧的压力下将该切的部分都切下来,也要保证在长时间的压力作用下刀口不会发生卷口等问题。
一般一块好的切刀刀片能制作10万个异形袋。

流延尼龙薄膜,在日本广泛用于冷冻食品的包装,其具有很好的耐低温性,减少了低温贮运过程中包装袋的破损率。

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。

此外,由于刀模在向下压切过程中会产生相当大的压力,因此固定刀模的横梁一定要保持平稳并能承受一定的重量;横梁弹簧的形变一定要好,确保在形变过程中能产生恒定的压力;固定刀模和承受压切作用力的钢板一定要平整,这样压切出的异形袋才会平滑无毛边。

另外,如尤龙吉可还开发了易粘合型、气体阻隔型、双面电晕等系列产品,拓展了标准型BOPA薄膜的应用范围。

根据异形袋的形状加工模具,再在冲模机上完成成型出袋。
这种方式的优点是:异形袋的成型质量较好、毛边少,而且可一次成型多个异形袋。
其缺点是:模具的制作成本高,一款异形袋可能需要使用几个模具,效率低;模具不可共用,下次生产其他类型的异形袋时,原来的模具基本用不上,浪费大;封边和成型不能同时完成,耗时多。
因此这种方案只适合生产一些临时性、高难度的异形袋活件,大批量活件不适合采取这种方案。

6.常用包装材料:镀铝薄膜

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。

真空镀铝是在薄膜(如PET、BOPP、CPP、PE、PVC等)的表面形成一层致密的铝层,从而极大地增加了薄膜对水蒸气、氧气、光线的阻隔能力,复合软包装中应用最多的是VMPET、VMCPP材料,VMPET用于三层复合、VMCPP用于两层复合。
OPP//VMPET//PE结构现在已成熟应用于榨菜、芽菜产品的抽真空水煮包装中,为克服普通镀铝产品铝层易迁移、不耐水煮的缺点,开发了带底涂型的VMPET产品,其水煮前后的剥离强度可达到1.5N/15mm以上,且铝层不出现迁移,增强了包装袋的整体阻隔性能。

文章转自

7.常用包装材料:铝箔

软包装用铝箔一般为6.5μm或9μm厚度,铝箔是理论上的高阻隔性材料,透水、透氧、透光均为“0”,但实际上铝箔存在针孔及耐折耐针孔性差,存在一些实际阻隔包装效果不理想的情况。
铝箔材料应用的关键是避免其在加工、包装、运输过程中产生针孔,从而降低实际阻隔能力。
近年来,在铝箔材料的传统应用领域有被更经济的包装材料替代的趋势。

8.常用包装材料:涂布型高阻隔薄膜

主要是PVDC涂布薄膜、PVA涂布薄膜。

PVDC具有优良的阻氧性与防潮性,并具有优良的透明性,涂布型PVDC薄膜所使用的基膜主要是BOPP、BOPET、BOPA、CPP等,也可以是PE、PVC、玻璃纸等薄膜,在复合软包装中应用最多的是KOPP、KPET、KPA薄膜。

高皂化度的聚乙烯醇分子结构具有很高的规整性和高的极性,容易结晶,因而对氧气等非极性气体具有很高的阻隔性。
在干燥条件下,透氧系数仅6.2×10-17ml·cm/(cm2·S·cmHg),明显低于包装材料中常用的PVDC、PET、PE等树脂,PVDC、PET、PE的透氧系数分别为5.3×10-13、2.0×10-12、2.5×10-10ml·cm/(cm2·s·cmHg)。
PVA涂布薄膜已实现工业化生产。

9.常用包装材料:共挤出高阻隔薄膜

共挤出是将两种或两种以上的不同塑料,通过两台或两台以上的挤出机,分别使各种塑料熔融塑化后供入一副模头中,制备复合薄膜的一种成型方法。
共挤出阻隔性复合薄膜通常由阻隔性塑料、聚烯烃类塑料以及黏合性树脂三大类物料组合而成,阻隔性树脂主要有PA、EVOH、PVDC等。

以上仅是常见包装材料,实际上用到的至少还有氧化物蒸镀膜、PVC、PS、PEN、纸张等,而且同一树脂按不同的加工方法、不同的配方改性可制得不同功能性质的薄膜材料。
以不同的功能性薄膜的层合,就可通过干法复合、无溶剂复合、挤出复合等复合技术制作出满足不同内容物包装需求的功能性复合软包装材料。

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