复合包膜复合强度的探讨

随着工业的发展，复合包装也向着系列化、多功能、高性能、特殊功能等多个方面发展。包装的使用者对包装复合质量(外观和性能)的要求越来越高。提高和保证复合质量一直是包装生产单位认真关注和持续改进的主题。


一、复合强度的检测判定及影响


评价复合质量优劣的关键指标是包膜的复合强度，即复合包膜的层问剥离强度。其单位一般以N／15mm表示。测试方式为：试样用样刀冲切成长100 mm、宽15 mm的样条，用手工剥开复合部分约20mm，试样数量每组不少于5个。将样条剥开部分的10mm分别夹入拉力实验仪的上下夹具中，上下夹具应有良好的同心度，以保证实验仪的作用线与剥离力线相一致。开动实验仪，以300mm／min的速率“T”形剥离试样，有效剥离长度为75 mm，剩余5mm不进行剥离，记录剥离力值。显示数据为剥离强度的最大值。


对于复合外观以及印刷质量通过目测等手段就可判定，且检验的标准很容易量化。而剥离强度却是复合包装材料的一个功能性指标。剥离强度不合格，轻则影响包装材料的包装适性，降低客户的生产效率；重则会丧失包膜的产品特性，导致包装材料全部报废。


剥离强度不稳定或层问牢度弱，会造成以下一系列的包装问题。


1．减弱热封强度


对于充气和普通空气包装，直接影响包装的堆码强度。即包装的耐压能力降低，易在封口处漏气，影响包装外观及内容物的保质期。


2．耐候性差


产品从包装、运输直至消费者手中，其包装要经受各种冲击、揉搓及环境温湿度的变化。如果剥离强度弱，包膜层问会逐渐剥离，出现气泡，甚至表面印刷层与热封层完全脱层的严重后果。


3．包装材料不能满足包装条件


(1)包装的杀菌条件


对于蒸煮包装，不良的层间牢度，蒸煮后会导致包装表面出现橘皮、皱折，甚至破包。更严重的隐患问题会导致保质期下降、短期内产品胀包、内容物变质的恶果。


(2)包装适性差


剥离强度弱或不稳定，对于自动包装的卷材会出现包装条件的不稳定，包装速度与热封刀温度的调节范围很窄，且起封温度升高，同时导致包装的封口不平整，横、纵封严重皱折。这种现象普遍被认为是热封层树脂起封温度高或者包装材料厚度不匀造成的。虽然这也是一种可能原因，但笔者认为首先应考虑的是复合膜层间牢度可能发生问题。


4.铝箔干复结构，如PET／Al／ CPE(聚酯／铝箔／聚乙烯薄膜)材质，除有上述的不良表征外，更有其特有的不良现象


(1)PET／Al层间牢度出现问题，在包装时会出现封口处铝箔龟裂、甚至断裂的后果。原因是包装材料热封过程中，因Al为刚性材料，当受热时，CPE熔融收缩，但PET／Al问剥离强度过弱使得PET对Al起不到固定和支撑作用。因此，铝箔随CPE收缩的各向异性而出现不同方向和大小的裂纹。


(2)Al／CPE层间牢度弱时，在包装过程中，当包装成袋并放置几个小时后，封口边缘会出现漏银边或热封层CPE多出封口边沿。这是因为CPE受热收缩，在成袋后封口部分的CPE收缩应力仍然存在(一般MD纵向收缩，TD横向伸长)，但其层间牢度不能抵消、分散其收缩的应力的缘故。


因此，优良的复合强度才能保证包装材料的品质，同时是保证包装材料优良包装适性的前提，并且也是包装保质期及包装耐侯性的根本保证。


二、复合强度的影响因素及解决措施


以下对PET／Al／CPE结构以及其它干复结构的剥离强度差甚至分层的主要影响因素及解决措施做一简述(见表1)。


对于PET／Al／CPE结构，其层问牢度标准应为多大，其干复结构的品质才能稳定呢?


笔者针对上述结构曾出现的包装中铝箔龟裂的问题，特做实验并收集了如下数据，目的在于防微杜渐，并测试一般铝箔复合结构剥离强度所应达到的标准。


测试一：同一进口铝箔(7μm)，用不同厂家粘合剂复合，其复合强度变化见表2。


测试二：1#粘合剂，复合国产、进口铝箔，其复合强度变化见表3。


测试三：2#粘合剂，复合国产、进口铝箔，其复合强度变化见表4。


·实验结构：12 μm聚脂／粘合剂／7 μm铝箔／2#粘合剂／30 μm聚乙烯薄膜


A1／CPE之间的粘合剂均使用2#粘合剂，并且PET、CPE在测试中均为同一厂家的同一批号产品。


·复合条件
网线辊：120 lpi
胶液工作浓度：30％
复合温度：60℃
干燥温度：60℃，70℃，80℃
机速：100 m／min
熟化时间：50℃，24 h
·在测试中，Al／CPE间的剥离强度均大于6N／15 mm。
通过以上的实验数据，我们能够得出结论：


1．对于PET／Al／RCPP(聚酯／铝箔／蒸煮级流延聚丙烯)蒸煮膜、袋标准(DB／3202Y37—87)中对铝的剥离强度已明确规定≥6N／15 mm。对于非蒸煮铝箔复合膜，通过以上测试，铝箔复合强度≥4 N／15 mm即可保证复合的品质及包装适性。
2．复合强度的好坏，不仅与粘合剂的选择有关，同时与复合材料的匹配也很关键，即通过有效的搭配，提高稳定层间的复合牢度。因此，材料的选取、工艺的设计、制程的控制非常重要。只有稳定优质的复合质量，才能不断提升客户的满意度和厂家的信誉度。这也就要求我们在生产工艺的控制上，走标准化生产的道路。