因包装袋性能不良引起的破袋问题解析(2)

时间:2013-11-20 14:09:32来源:科印传媒《印刷技术》作者:伍秋涛
上节中,笔者对几种因包装袋性能不良引起的破袋现象进行了分析,除此之外,不同的使用环境,如水煮或蒸煮加工、包装产品放置时间过长、内装物具有腐蚀性等,也会对包装袋的性能产生不同程度的影响,从而引起破袋现象,本节中笔者将对此进行详细解析。

  水煮引起破袋
  1.现象
  某款净重为1.5kg的笋产品,采用的是BOPA/PE复合结构的水煮包装袋,当其经过水煮后,封边内侧有墨层的一边出现了破袋现象,且破袋处存在油墨转移现象,而其余三边(封边内侧边缘无油墨)完好,包装袋的相关性能测试数据也全部合格,由此可见,常温环境下测试所得的包装袋剥离强度、热封强度并不能完全代表包装袋在水煮条件下的性能。
  2.原因分析
  由于油墨与基材的附着力主要是来自分子间的吸附力,而胶黏剂与油墨表面的黏合是通过化学键的作用,其黏合力远大于油墨在基材表面的附着力,因而就会出现墨层转移的现象。同时,分子间的吸附力在水煮条件下的衰减程度远高于化学键的作用力,这样就会使本身并不高的黏合强度的衰减幅度加大,导致水煮条件下对热封强度的补强作用有限,因此破袋现象总是出现于封边上有油墨的地方。可见,水煮包装袋封边内侧有油墨的部位是整个包装袋耐水煮性能最薄弱的区域,因此需要在油墨中添加固化剂,这样才能达到与空白部位胶黏剂黏合强度同等的水平。
  此外,导致水煮包装袋破袋的原因还在于袋内的压力高于袋外压力。袋内压力的来源主要是:(1)从室温加热到98℃的过程中,袋内的水和空气会使包装袋膨胀,袋内水的比例越高,袋内压力就越大;(2)袋内水蒸气会使袋内压力变大,同样会导致包装袋膨胀(水煮时是否加盖对此有明显影响)。其实,水煮时的破袋原因就是热状态下封口部位高分子材料产生蠕变,当热封强度不足以支持袋内压力时就会导致破袋现象的发生,此时的强度称为“热爆破强度”。
  3.应对措施
  (1)尽量避免将印刷图文设计在封边内侧,否则容易形成封边上抗破袋能力最薄弱的部位。
  (2)当封边内侧要求有印刷图文时,其铺底白墨中应适量添加固化剂,这样可以消除油墨树脂中-OH基团与胶黏剂中-NCO基团的反应,以防消耗胶层中的固化剂,同时避免固化不完全的现象发生。
  (3)选用耐水煮级的胶黏剂,这样可以避免水煮时包装袋的剥离强度衰减,从而保持较高的耐破袋封合强度。
  (4)保证合适的胶黏剂交联反应程度,避免出现固化不完全的现象。
  (5)选用水煮级PE配方膜,以提高包装袋在水煮温度下的热封强度。

  蒸煮引起破袋
     1.现象
  包装袋在高温蒸煮条件下也经常发生破袋现象,具体表现为:因热封强度不良产生的破袋,表现为破袋部位从两热封层材料之间脱开;因剥离不良或反压操作不良产生的破袋现象,均表现为封口边缘出现离层,二者不同的是蒸煮前后剥离强度的下降率不同。
  对此,国家标准对包装袋耐蒸煮性提出了一些相关要求,如GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》规定:使用温度为80℃以上的产品包装袋经耐蒸煮试验后,应无明显变形、层间剥离、热封部位剥离等异常现象。
  测试方法:将薄膜热封制成200mm×120mm的小袋(小于该尺寸的产品按实际规格),充入容积为袋容积1/2~2/3的水,然后对测试小袋进行排气并密封好,最后放置在带反压装置的高压灭菌锅(热锅)中保持30min。高压灭菌锅的温度设置要求:水煮用包装为100℃;高温水煮用包装按最高使用温度处理,如135℃高温蒸煮包装袋按135℃处理。30min后,减压冷却至室温将测试小袋取出,检查其有无明显变形、层间剥离、热封部位的剥离是否异常等。
  2.原因分析
  (1)热封强度不足。即使蒸煮包装袋的热封强度达到了相应标准,也有可能在高温蒸煮的条件下存在明显的衰减现象,导致其不足以支撑袋内的压力而产生破袋现象,如包装袋的热封合面未完全融合,内侧有1~2mm的长度能够被撕开。
  在包装袋封口过程中容易导致热封强度不合格的两个因素为:一是封口有夹料,这种情况只出现在有夹料的产品里,呈非连续性; 二是夹板有异物,导致封口不严或封刀压
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