单层热封包装材料对包装机的适性刻字机
2022-08-12 22:24:53 德润机械网
单层热封包装材料对包装机的适性
用于食品自动包装的单层热封包装材料，主要有热封BOPP薄膜（单，双面），如烟包装，饼干包装；pe共挤膜，如牛奶袋，牛奶在高速机上的包装人们一般称为灌装。
薄膜材料类型（一）牛奶包装膜所用的薄膜材料主要为聚乙烯(PE)共挤膜，根据层数基本可以分为以下三种：①简易牛奶包装膜，一般为单层膜，它是由各种聚乙烯(PE)料添加一定比例的白色母料，经吹膜设备生产而成的。这种牛奶包装膜为非阻隔型结构，采用巴氏杀菌法(85℃/30min)进行热灌装，保质期较短，只有3天左右。②三层结构的黑白共挤包装膜，热封内层中所添加的黑色母料起到阻挡光线的作用。这种包装膜采用超高温瞬时杀菌(UItraHighTemperatureSterilization，简称UHT)和双氧水(H2O2)杀菌法，常温下保质期可达到30天左右。③五层结构的黑白共挤包装膜，吹膜时增加了中间阻隔层(由EVA、eval等高阻隔性树脂组成)，因此，这种包装膜属于高阻隔性无菌包装膜，有较长的保质期，常温下可保存90天左右。二）饼干，烟包的热封BOPP膜，是由多种聚丙烯功能性材料共挤、拉伸成型。该产品具有高透明度和光泽感，材料无毒、分子结构稳定，对气味及水分有一定的阻隔功能。
目前,BOPP薄膜品种繁多,性能也差异很大,造成这种情况的主要原因是使用的原料和生产工艺不同。拉伸比是一个很重要的工艺参数,无论是纵向拉伸比,还是横向拉伸比,对BOPP薄膜的物理、力学性能都有重大的影响。在一定的温度下,拉伸比愈大,PP分子链的取向度愈大。即薄膜的力学强度提高、模量增大、断裂伸长率减小,冲击强度、耐折性增大,透气、光泽性变好。BOPP薄膜生产过程中的取向主要发生在纵向拉伸和横向拉伸过程中,在经过纵向拉伸后,高分子链呈单轴纵向取向,大大提高了铸片的纵向力学性能,而横向性能劣化。进一步横向拉伸后,高分子链呈双轴取向状态。如果是BOPP烟用收缩膜，则是采用特殊配方加工而成，薄膜内分子排列紧密且结晶度高，对水汽、氧气等阻隔效果较普通BOPP烟膜好，因此BOPP烟用收缩膜的防潮保香性能比普通BOPP烟膜好。薄膜的自动包装适性自动化是食品包装机械发展的必然趋势。自动包装机有立式和卧式之分，立式又有连续式(也叫滚轮式)和间歇式(也叫合掌式)之分，成袋有三边封、四边封、背封等，还有一出多列。包装设备品种繁多，各设备之间的差异也很大。
包装材料的自动包装适性就是指薄膜与自动包装设备条件相匹配，适合于包装机上作业的性能。为了适应高速自动包装机的包装要求，薄膜必须满足以下几方面的性能要求：一）印刷油墨的牢固度单层热封包装膜（如热封BOPP膜，牛奶包装膜）通常采用表印方式进行印刷，除了要有表印油墨的一般技术要求(如色相、细度、粘度、干燥性等)之外，还必需具有好的粘结力，耐磨性，抗刮性和耐热性，以保障薄膜在包装生产、流通、运输、储存等环节中不会发生油墨脱落、发花、凝结等现象。在这里需要特别强调的是以下几方面的性能：对包装薄膜有较强的粘结力。由于塑料薄膜表面光滑，油墨在表面不能渗透，所以，要求油墨与塑料薄膜之间的粘结力非常强，也就是说，印刷包装膜所用的油墨应当对承印物材料具有较高的亲和性和粘着性，附着力强，印刷牢度好，这是保证高质量印刷品和良好印刷效果的前提条件。印刷后用粘胶带贴合，然后用手撕剥，不应当有明显的油墨被胶带粘走。薄膜施加电晕处理后，由于表层共聚物的化学元键受到破坏并且部份产生了交链作用，因而薄膜的初始热封温度上升，热封范围变窄，而热封强度也下降了许多，因此，对包装速度高于400包/分钟以上的薄膜应慎重考虑采用电晕处理工艺。较强的耐磨性和抗刮性。
由于表印油墨印在薄膜的外表面上，在包装生产，商品流通过程中会受到摩擦力作用，这就要求所用的印刷油墨必须具有较强的耐磨性和抗刮性，印刷后墨膜的表面强度高，牢固度好，耐摩擦，否则就会发生墨层脱落现象，导致印刷图案残缺不全，影响产品外观和质量。优良的耐热性能。包装膜所用的印刷油墨要具有一定的耐热性，使在热封边的油墨不会发生脱落。
如果是牛奶包装膜的话，还要具备下面的性能：具有优异的抗水性。牛奶包装膜在经过超高温瞬时杀菌(140℃／1～3秒)和双氧水杀菌过程中，其表面会接触水或水蒸汽，所以要求所用的印刷油墨必须具有优异的抗水性，遇水不会发生掉色。优良的耐热性能和耐冷冻性能。牛奶包装膜所用的印刷油墨要具有一定的耐热性，保证在经过超高温杀菌处理后不发生油墨软化、发黏及印迹褪色、变色等现象。此外，灌装后的牛奶在保存、流通和销售等环节中一般都需要低温冷藏处理，因此要求所用的印刷油墨必须有较好的耐冷冻性能，在低温状态下不发生墨层凝冻和脱落现象。突出的抗氧化性。
大多数高速灌装机上都装有热双氧水杀菌系统，用来对包装膜进行杀菌，双氧水具有较强的的氧化性，其氧化性随温度升高而显著提高，这对印刷油墨的抗氧化能力提出了较高要求。如果油墨中颜料的抗氧化性不太好，就会发生油墨褪色现象，影响产品质量。二），薄膜的滑动性能摩擦系数是量度包装材料滑动特性的指标，对于包装薄膜上机运行，适当的摩擦系数很重要，否则不能在一定的高速包装机上工作。我在上期《人印简信》写的文章《对自动包装中包装材料摩擦系数的探讨》对此已有所论述，这里就不提及了。薄膜的滑爽性主要是由原料中和外添加滑爽剂来实现的。滑爽剂通常是油酸酰胺或芥酸酰胺，或高分子无机合成物。它与高分子的聚乙烯只是物理混合，不能很好地相容，分子热运动使其逐渐向表面迁移，聚积成均匀的薄层，能够显著地降低薄膜的摩擦系数，使薄膜具有良好的滑爽效果。但食品包装薄膜的滑爽剂添加量必须严格控制，在能保证自动包（灌）装的前提下不能过多，过多的滑爽剂迁移到薄膜表面会影响到薄膜的印刷适性，降低油墨的附着牢度和热封强度。要根据设备、生产工艺、包装要求、外界环境、内容物和保质期要求等调整滑爽剂用量。另外，滑爽剂的种类选择非常重要，这将影响到包装膜的异味问题。三），薄膜的拉伸性能拉伸强度即抗拉强度，又称抗张强度、扯断强度。指的是增加应力到一定程度时不单是成为塑性变形，还被拉断。
由于在包装过程中塑料薄膜要受到来自自动包装机的机械拉力的作用，要求薄膜必须具有足够的拉伸强度，防止在自动包装机的拉力作用下变形或被拉断。如牛奶包装膜可在薄膜配方中可选用拉伸强度较好的LLDPE或者HDPE来提升拉伸强度。具有优良的热封性能。薄膜要有良好的热封制袋性，也要有良好的封断性。值得注意的是，为使薄膜在加工时不产生粘辊现象，用于热封的聚丙烯树脂必须具有低的热封温度和高的熔点，这是热封材料发展的一个新趋势。在吹膜过程中添加一定比例的LLDPE可改善牛奶膜的低温热封性能和夹杂物热封性能，但LLDPE的添加量不能过大，否则会使聚乙烯牛奶膜的黏性太高，使热封时容易发生粘刀故障。随着自动包装机的提速，市场上现在较青睐低温热封薄膜，从而使包装机能够在较快的速度下也能够达到较好的热封强度。所以随之而来的是一个关于最低热封温度的检测，也就是达到最小的热封强度1.5N/15mm所需的热封温度，这个温度对于提高包装机的宽容性很有好处。
目前，BOPP专用料开发商已经开发了低温热封料，但此料会带来较大的摩擦。抗静电特性是包装机顺利运行的基本条件之一。由于摩擦带电，包装材料在加工或包装使用过程中的静电作用，导致薄膜与设备或薄膜之间产生粘附现象，对切割、输送、折叠过程有不良影响，会造成薄膜上机运行故障，低速包装机在抗静电性能上比高速机（400包/分及以上）宽容性更苛刻。因此薄膜需要进行抗静电处理，通常是加入表面活性剂类抗静电剂，但抗静电剂的选择及比例对薄膜的雾度影响较大。通过工艺改进，大大降低了薄膜表面静电电荷量，同时抗静电剂保证芯层电荷的向外迁移，一般薄膜表面体积电阻率下降为1011Ω级，静电半衰期缩短，衰减率≥20%。由于抗静电剂与PP的相容性有限，加工放置5～7天后，抗静电剂迁移到薄膜表面，形成具有取向特征的抗静电剂分子层，其中亲油基植于树脂内部，亲水基向外一侧，吸附空气中的水分，形成一层非常薄的泄电通道。这样，薄膜表面堆积电荷能迅速释放，且断面电荷较小，因而对不同机器的速度、下膜装置及抄包机械手的差异有更广泛的适应性。选用的抗静电剂要无毒性，与薄膜粒料有良好的分散性，具有较好的热稳定性，低的挥发性，不影响薄膜的成型加工性能，不能影响薄膜的光学性能，如透明性、表面光泽等，不能降低薄膜的物理性能，并且不损害薄膜的二次加工性，如热封合性、印刷性等。这几个方面也是选用其它功能助剂时应该注意的共性问题。薄膜生产技术含量高，是一项很复杂的工作，其中有关的机械、物理和化学因素可能互相影响和干扰，因而需要对薄膜各项性能有很好的均衡控制。
总之，一种被市场广泛接受，并能得到一致好评的，在自动包装机上使用的热封薄膜，必须满足以下性能；满足不同的包装机、包装速度及较宽热封范围下的走机顺畅，在100～600包/分的机器速度下完成放卷、切割、下纸、折叠、热封和输送，甚至间歇的停止、启动全过程。
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