Med utviklingen av den fleksible emballasjeindustrien har kundenes krav til utseende og ytelse av emballasjeposer gradvis økt. Noen emballasjeposer har gått over fra en to-lags PET/CPP (PE) struktur til en fire-lags BOPP/PET/AL/CPP (PE) struktur. Den fire-lagsstrukturen kombinerer de høye barriereegenskapene til aluminiumsfolie med stivheten og estetiske appellen til PET.
Denne artikkelen analyserer først og fremst årsakene til problemer med avskalling og delaminering i fire-lags BOPP/AL/PET/CPP (PE)-strukturer når kunder bruker personsøkermaskiner, og introduserer tilsvarende løsninger.
1.Peeling på personsøkermaskiner
Mange avanserte-produkter tar nå i bruk BOPP/AL/PET/CPP (PE)-strukturen, noe som gjenspeiler trenden med gradvis økende merverdi i emballasjeprodukter. Etter hvert som antall lag i emballasjeposer øker, har unormaliteter i lamineringsstyrken mellom hvert lag under komposittprosessen blitt stadig mer fremtredende. Dette er spesielt tydelig i matte BOPP/AL/PET/CPP-strukturer, hvor problemer som at selve den matte filmen rives og avflasser, dårlig styrke mellom matt BOPP og AL, og hyppig delaminering ofte forekommer.
Figur 1Riving og avskalling av selve den matte filmen
Figur 2Delaminering på grunn av dårlig bindingsstyrke mellom den matte filmen og aluminiumlaget (AL)
Grensesnittanalyse av forskjellige materialsekvenser i fire-lags komposittfilmer
Figur3 BOPP/AL/PET/CPP Figur 4 BOPP/PET/AL/CPP
I grensesnittanalysen av materialstrukturen vist i figur 3, består fire-komposittfilmen faktisk av følgende grensesnitt:
Matt BOPP/blekklag;
Matt BOPP/klebende lag 1;
Blekklag/klebende lag 1;
Limlag 1/aluminiumsfolielag;
Aluminiumsfolielag/Kleblag 2;
Limlag 2/PET-lag;
PET-lag/limlag 3;
Limlag 3/CPP lag.
I denne sammensatte filmen eksisterer de nevnte åtte grensesnittene objektivt sett. Imidlertid er bare tre av disse grensesnittene-spesifikt grensesnitt 2, 3 og 4 relevante for delaminerings- og avskallingspørsmålene illustrert i figur 1 og figur 2.
Når man undersøker avskallingskraften til denne firelags komposittposen, oppnås en skrellekraftverdi ved å bruke en strekktestmaskin. Det er imidlertid sjelden at noen undersøker nærmere hvilken spesifikk grensesnitt som opplevde separasjon i den avskallede komposittprøven. I stedet er det ofte subjektivt antatt at denne avskallingskraftverdien representerer limstyrken til bindemidlet. I eksemplet ovenfor vil denne verdien representere den omfattende, men minimale klebestyrken blant de tre grensesnittene: matt BOPP/klebende lag 1, blekklag/klebende lag 1 og klebende lag 1/aluminiumsfolielag.
I praksis kan tre andre scenarier oppstå:
Under peeling-prosessen kan den matte BOPP-en rives, noe som betyr at separasjonen skjer i det innvendig lagdelte trykte substratet.
Under peeling-prosessen kan separasjon forekomme i blekklaget, enten mellom to forskjellige blekklag eller innenfor samme blekklag.
Separasjon kan forekomme i selve limlaget.
Å identifisere det eksakte grensesnittet der separasjon oppstår er kritisk viktig for nøyaktig diagnostisering og analyse av årsakene til lav avskallingskraft i komposittfilmer og for å forhindre at lignende problemer gjentar seg.
Fysiske egenskaper til matte BOPP-, PET-, AL- og CPP-materialer
Tabell 1 Fysiske egenskaper til de fire materialene
Som vist i tabell 1 er de fysiske egenskapene til matt BOPP, PET og AL slik at strekkstyrken og bruddforlengelsen til matt BOPP og PET er like. Når rekkefølgen av PET og AL er reversert i komposittstrukturen, kan plastegenskapene til PET effektivt beskytte den matte OPP mot skade forårsaket av personsøkermaskinbeltene.
4. Analyse av årsaker til peeling på personsøkermaskiner
Når det gjelder delaminering på grunn av dårlig bindingsstyrke mellom matt BOPP og AL i figur 1, viste grensesnittanalyse at klebelaget er på AL-siden. Den målte komposittstyrken mellom den matte filmen og klebelaget er 0,8N/15 mm, noe som ikke oppfyller den nasjonale standarden GB/T 28118-kravet på Større enn eller lik 2N/15 mm for skrellstyrke i aluminiumsfoliestrukturer. Utilstrekkelig klebestyrke er den primære årsaken til store-delaminering av den trykte filmen.
Figur 5 Emballasjepose som går gjennom personsøkermaskinen
Figur 6 Avskallingsområde forstørret 50 ganger
Figur 6 illustrerer separasjonen i det matte BOPP-filmsubstratet: "mellomlagsrivning eller splitting av substratet." Dette refererer til fenomenet der selve substratet gjennomgår mellomlagsseparasjon under avskallingsstyrketesting etter komposittbehandlingen av ko-ekstruderte basisfilmer.
Ved å forstørre posen vist i figur 2 med 50 ganger for å oppnå figur 6, kan det observeres at avskallingen skjer på grunn av separasjonen i det matte BOPP-filmsubstratet når personsøkermaskinbeltene friksjonssamvirker med tverrsnittet av posen-fremstilling av skjæreblad. Dette fenomenet indikerer at kohesjonsstyrken til OPP-filmen er lavere enn adhesjonsstyrken til blekklaget eller bindestyrken mellom klebemiddellaget og OPP-filmen.
Vi utførte følgende komparative eksperimenter:
Ved å bruke limet i henhold til det konvensjonelle forholdet, herdet limlaget fullstendig etter aldring. Under avskallingsstyrketesting viste OPP-filmen riving som vist i figur 7, med målte avskallingsstyrkeverdier i området 0,5–0,7 N/15 mm.
Figur 7 Interlayer Separation of OPP Film
② Forsettlig reduksjon av doseringen av herder NCO-komponenten resulterte i at klebemiddellaget beholdt en viss grad av klebrighet selv etter aldringsprosessen. Under testing av avskallingsstyrke kunne OPP-filmen trekkes helt av, med målte avskallingsstyrkeverdier på ikke mindre enn 1,5 N/15 mm.
Ovennevnte eksperimentelle resultater indikerer at OPP-film er et substrat som er utsatt for intern separasjon eller riving mellom lag. Under forhold der klebemiddellaget er fullstendig herdet, representerer ikke den målte avskallingsstyrken bindingsstyrken ved grensesnittet mellom klebemiddellaget og OPP-filmen, men snarere kraften som kreves for å rive eller skille selve underlaget. Ved å redusere NCO-innholdet i limet eller redusere belegningsmengden, blir klebestyrken mellom klebemiddellaget og OPP-filmen med vilje gjort lavere enn den opprinnelige styrken som kreves for å rive OPP-filmsubstratet.
5.Analyse av tverrsnittet- av poser etter reversering av rekkefølgen til PET og AL
Ved å bruke en håndholdt forstørrelsesglass til å fotografere og analysere tverrsnittet av posen-til å lage skjæreblad, ble det observert at etter å ha reversert materialrekkefølgen, resulterte den forbedrede bindestyrken mellom lagene i et jevnt og pent tverrsnitt uten krølling utover. Dette forhindret effektivt avskallingsproblemer ved passasje gjennom personsøkermaskinen.
Figur 8 Tverrsnitt av emballasjeposen.-
Figur 9 Forstørret visning av emballasjepose-tverrsnitt-
Styrkedatasammenligning etter reversering av materialrekkefølgen
Tabell 7 Styrkedata etter reversering av materialrekkefølgen
I henhold til de komparative styrkedataene etter reversering av materialrekkefølgen, kan skrellstyrken mellom hvert lag forbedres. Når posen-fremstiller skjærebladet presser ned, viser tverrsnittet ingen betydelig utoverkrølling, noe som bidrar til å forhindre avskalling under bruk på personsøkermaskinen.
7. Konklusjon
Ettersom antall materiallag i komposittemballasjeposer blir stadig mer komplekst, er det viktig å vurdere kundens bruksegenskaper gjennom hele prosessen-fra design, råmaterialevalg og strukturell planlegging til produksjon og testing-for å forbedre ytelsen til emballasjeposene ved kundens ende. For å løse problemet med peeling og delaminering i fire-aluminiums-komposittemballasjeposer i plast under bruk av personsøkermaskinen, kan justering av komposittmaterialesekvensen og optimalisering av overflatelagets herdemiddelformulering effektivt oppfylle kravene for å forhindre avskalling og delaminering på personsøkermaskiner.