С развитием индустрии гибкой упаковки требования клиентов к внешнему виду и характеристикам упаковочных пакетов постепенно возрастают. Некоторые упаковочные пакеты перешли от двух-структуры ПЭТ/CPP (PE) к четырехслойной-структуре BOPP/PET/AL/CPP (PE). Четырех-слойная структура сочетает в себе высокие барьерные свойства алюминиевой фольги с жесткостью и эстетической привлекательностью ПЭТ.
В этой статье в первую очередь анализируются причины проблем отслаивания и расслоения в четырехслойных структурах BOPP/AL/PET/CPP (PE) при использовании клиентами пейджинговых машин, а также предлагаются соответствующие решения.
1.Пилинг на пейджинговых машинах
Многие высококачественные продукты теперь используют структуру BOPP/AL/PET/CPP (PE), что отражает тенденцию постепенного увеличения добавленной стоимости упаковочной продукции. По мере увеличения количества слоев в упаковочных пакетах отклонения в прочности ламинирования между каждым слоем в процессе изготовления композита становятся все более заметными. Это особенно очевидно в матовых структурах BOPP/AL/PET/CPP, где часто возникают такие проблемы, как разрыв и отслаивание самой матовой пленки, низкая прочность между матовым BOPP и AL и частое расслоение.
Рисунок 1Разрыв и отслаивание самой матовой пленки
Рисунок 2Расслоение из-за плохой прочности сцепления между матовой пленкой и слоем алюминия (AL).
Анализ интерфейса различных последовательностей материалов в четырех-композитных пленках
Фигура3 БОПП/АЛ/ПЭТ/CPP Рисунок 4 БОПП/ПЭТ/AL/CPP
При интерфейсном анализе структуры материала, показанном на рисунке 3, четырехслойная композитная пленка фактически состоит из следующих интерфейсов:
Матовый слой БОПП/чернил;
Матовый БОПП/клеевой слой 1;
Слой чернил/клейкий слой 1;
Клеевой слой 1/слой алюминиевой фольги;
Слой алюминиевой фольги/клеевой слой 2;
Клейкий слой 2/слой ПЭТ;
Слой ПЭТ/клеевой слой 3;
Адгезивный слой 3/слой CPP.
В этом составном фильме объективно существуют вышеупомянутые восемь интерфейсов. Однако только три из этих интерфейсов,-а именно интерфейсы 2, 3 и 4, имеют отношение к проблемам расслоения и отслаивания, показанным на рисунках 1 и 2.
При исследовании силы отрыва этого четырех-композитного мешка значение силы отрыва определяется с помощью машины для испытания на растяжение. Однако редко кто-либо занимается дальнейшим изучением того, какая именно граница раздела подверглась разделению в отслоенном композитном образце. Вместо этого часто субъективно предполагается, что это значение силы отслаивания представляет собой силу сцепления связующего вещества. В приведенном выше примере это значение будет представлять собой полную, но минимальную прочность сцепления между тремя интерфейсами: матовый БОПП/клеевой слой 1, слой чернил/клеевой слой 1 и клейкий слой 1/слой алюминиевой фольги.
На практике могут возникнуть три дополнительных сценария:
В процессе отслаивания матовый БОПП может порваться, что означает, что разделение происходит внутри многослойной печатной основы.
В процессе отслаивания может произойти расслоение внутри слоя краски, либо между двумя разными слоями краски, либо внутри одного и того же слоя краски.
Разделение может произойти внутри самого клеевого слоя.
Определение точной границы раздела, где происходит разделение, критически важно для точной диагностики и анализа причин низкой силы отслаивания композитных пленок, а также для предотвращения повторения подобных проблем.
Физические свойства матовых материалов БОПП, ПЭТ, AL и CPP
Таблица 1. Физические свойства четырех материалов
Как показано в Таблице 1, физические свойства матового БОПП, ПЭТ и AL таковы, что прочность на разрыв и удлинение при разрыве матового БОПП и ПЭТ аналогичны. Когда порядок ПЭТ и АЛ в композитной структуре меняется на противоположный, пластические характеристики ПЭТ могут эффективно защитить матовый ОПП от повреждений, вызванных ремнями пейджинговой машины.
4. Анализ причин шелушения на пейджинговых машинах
Что касается расслоения из-за плохой прочности соединения между матовым БОПП и AL на рисунке 1, анализ интерфейса показал, что клеевой слой находится на стороне AL. Измеренная прочность композита между матовой пленкой и клеевым слоем составляет 0,8 Н/15 мм, что не соответствует требованию национального стандарта GB/T 28118, равному или превышающему 2 Н/15 мм для прочности на отслаивание в конструкциях из алюминиевой фольги. Недостаточная прочность клея является основной причиной-расслоения печатной пленки на большую площадь.
Рисунок 5 Упаковочный пакет, проходящий через пейджер
Рисунок 6 Площадь шелушения, увеличенная в 50 раз
На рис. 6 показано разделение внутри матовой пленки БОПП-подложки: «межслойный разрыв или расщепление подложки». Это относится к явлению, когда сама подложка подвергается межслоевому расслоению во время испытаний на прочность на отслаивание после композитной обработки со-коэкструдированных базовых пленок.
Увеличив пакет, показанный на рисунке 2, в 50 раз, чтобы получить рисунок 6, можно заметить, что отслаивание происходит из-за отделения внутри подложки матовой БОПП-пленки, когда ремни пейджерной машины фрикционно взаимодействуют с поперечным -сечением пакета-, образующим режущее лезвие. Это явление указывает на то, что сила сцепления пленки OPP ниже, чем прочность сцепления слоя краски или прочность сцепления между клеевым слоем и пленкой OPP.
Мы провели следующие сравнительные эксперименты:
При использовании клея в обычном соотношении клеевой слой полностью затвердевает после старения. Во время испытаний на прочность на отрыв пленка OPP демонстрировала разрывы, как показано на рисунке 7, при этом измеренные значения прочности на отрыв находились в диапазоне 0,5–0,7 Н/15 мм.
Рисунок 7. Межслойное разделение пленки OPP.
② Намеренное уменьшение дозировки компонента NCO отвердителя привело к тому, что клеевой слой сохранил определенную степень липкости даже после процесса старения. Во время испытаний на прочность на отрыв пленка OPP могла быть полностью отделена, при этом измеренные значения прочности на отрыв составляли не менее 1,5 Н/15 мм.
Приведенные выше экспериментальные результаты показывают, что пленка OPP представляет собой подложку, склонную к внутреннему межслоевому расслоению или разрыву. В условиях, когда клеевой слой полностью отвержден, измеренное значение прочности на отслаивание не представляет собой прочность сцепления на границе между клеевым слоем и пленкой OPP, а скорее силу, необходимую для разрыва или отделения самой подложки. За счет уменьшения содержания NCO в клее или уменьшения количества покрытия прочность сцепления между клеевым слоем и пленкой OPP намеренно делается ниже, чем начальная прочность, необходимая для разрыва основы пленки OPP.
5.Анализ поперечного-сечения пакетов после изменения порядка ПЭТ и АЛ
С помощью портативной лупы сфотографировали и проанализировали поперечное-сечение режущего лезвия для изготовления пакета-, и было замечено, что после изменения порядка материалов на противоположный улучшенная прочность соединения между слоями привела к получению гладкого и аккуратного сечения-без какого-либо скручивания наружу. Это эффективно предотвращало проблемы с отслаиванием при прохождении через пейджинговый аппарат.
Рисунок 8 Поперечный-Разрез упаковочного пакета
Рисунок 9 Увеличенный вид упаковочного пакета в поперечном-разрезе
Сравнение данных прочности после изменения порядка материалов
Таблица 7 Данные о прочности после изменения порядка материалов
Согласно сравнительным данным по прочности после изменения порядка материалов прочность на отслаивание между каждым слоем может быть улучшена. Когда пакет,-составляющий режущее лезвие, прижимается вниз, поперечное-сечение не имеет значительного скручивания наружу, что помогает предотвратить отслоение во время работы на пейджере.
7. Заключение
Поскольку число слоев материала в композитных упаковочных пакетах становится все более сложным, важно учитывать особенности использования клиента на протяжении всего процесса,-от проектирования, выбора сырья и структурного планирования до производства и испытаний-, чтобы повысить производительность упаковочных пакетов на стороне клиента. Чтобы решить проблему отслаивания и расслоения четырех-алюминиевых-композитных пластиковых упаковочных пакетов во время работы пейджинговой машины, корректировка последовательности композитных материалов и оптимизация состава отвердителя поверхностного слоя могут эффективно удовлетворить требования по предотвращению отслаивания и расслоения на пейджинговых машинах.