高温蒸煮无溶剂 复合技术的瓶颈及控制要点

更新:2014-06-23, 浏览:

高温蒸煮无溶剂复合技术的瓶颈及控制要点

自2009年无溶剂复合工艺逐 、渐被国内软包装企业接受并成功应用以来,无溶剂复合生产线每年都以成的速度增长,截至目前,国内无溶剂复合生产线已经超过300条。随着无溶剂复合工艺应用的成熟,除了应用于普通水煮结构的包装,也逐渐开始应用于蒸煮结构包装。无溶剂复合技术应用于高温蒸煮包装是指用耐蒸煮无溶剂复膜胶将PET、PA、RCPP及铝箔等薄膜材料进行复合、制袋并用于食品、医药等方面的包装,该包装物需要经过高温蒸汽杀菌。
蒸煮型的无溶剂复膜胶目前主要以1210C蒸煮为主,而1350C蒸煮或者更高温度的无溶剂复合蒸煮包装袋则很少使用,这主要是由于蒸煮型无溶剂复膜胶的技术还没有完全成熟所致。而同时无溶剂复合应用于蒸煮包装也存在一些瓶颈和关键控制点,下面针对这些问题做一些初步的探讨和分析。

一、无溶剂复合适合的蒸煮包装结构
常见的高温蒸煮产品一般可分为1 21℃蒸煮、135 0C蒸煮以及145 0C蒸煮;蒸煮包装常月的结构有:PA/RCPP、PET/RCPP、PET/PA/RCPP、PET/AL/RCPP、PA/AURCPP、PET/AUPrVRCPP、PET/PA/AURCPP等。
目前,无溶剂复合透明蒸煮(如  P/VRCPP),只要选择合适的胶粘剂和油墨基本没有问题,而对于铝箔复合(如PET/铝箔)的蒸煮包装,则主要是外层复合时的外观问题,容易出现白点现象。当然不是说无溶剂复合不能做出外观没有问题的产品,当机速较慢时(1 20m/min以内),复合铝箔外层可以复合出外观很好的产品,当然如何能够在200 - 300m/min的条件下生产出外观合格的产品,还需要设备厂和胶粘剂厂家配合来解决这个问题。最近我们了解到有客户在用我们的蒸煮型无溶剂胶粘剂复合铝箔的外层材料,能够做出外观很好的产品,这还需要我们来进一步确认和更多客户的成功应用,才能说明无溶剂复合克服了这一难点。

二、无溶剂蒸煮包装复合的工艺要求及突破性进展
1、环境的控制
无溶剂复合(包括通用产品和蒸煮产品的复合)对生产的环境要求很高
环境卫生方面要求:生产车间、蚊虫等,干式复合

设备卫生方面要求.确保无溶剂复合机上所有胶辊、钢辊及设备其他部件表面干净、无污渍。
温度方面要求.胶粘剂的操作温度必须严格按照产品的使用说明书进行操作。温度过高会造成反应速度过快,缩短操作时间,并且会造成胶粘剂初始粘度较低,上胶困难-温度过低,会造成胶粘剂粘度较高不便于操作。
环境湿度的要求:要求环境湿度控制在合理的范围内,一般控制在相对湿度30% - 70%(或根据各胶粘剂生产厂家的技术指导书),环境湿度控制不好,对耐蒸煮无溶剂复合有着致命的影响(蒸煮材料很多使用尼龙材料,而尼龙极易吸潮),对复合产品的外观、剥离强度甚至最终的耐蒸煮性能都会产生负面的影响。
2、上胶量的控制
应根据印刷油墨的厚度、包装内容物的要求、基材薄膜的种类及现场的复合外观调整上胶量。上胶量控制不好不仅会影响产品的外观,还会影响其最终的剥离强度和耐蒸煮性能。无溶剂蒸煮的上胶量一般控制在1.8-2.2 g/m2,对于印刷油墨面积较小的材料,上胶量可以少一些,对于印刷油墨面积较大或者内容物为辛辣、麻辣及油腻的产品时,应适当增加上胶量。在小试试验时,可以试验两三个不同的上胶墨进行试验,以供选择出最优的工艺。
3、熟化条件的控制
应该在胶粘剂生产厂家提供的熟化温度、时间范围内进行熟化,熟化温度、时间不够会严重影响产品最终的耐蒸煮性能。熟化过程,通常要求一次性熟化完成,避免没有完全熟化就进行测试、试验,发现没有熟化完全后,再重新放回熟化时进行二次熟化,这样会影响产品的最终性能。通常情况下,熟化条件控制在40 - 50℃条件下48 - 72h,具体需根据胶粘剂生产厂家的技术指导书进行控制。
4、生产前必要的小试
无溶剂复合正式生产前,须通过小试,以检验油墨、复合基材与无溶剂胶粘剂的匹配性。因为复合包装材料的性能不仅仅与所使用的胶粘剂有关,还与所使用的基材、油墨密切相关。特别是蒸煮材料的复合,小试试验确认显得尤为重要。
小试产品不能仅仅做1210C装水或抽真空蒸煮就算结束,必须装入需实际包装的内容物进行蒸煮杀菌试验,因为不同包装内容物(如可能要求耐酸、碱、盐、酸、辣、辛、麻等)对薄膜材料的渗透性、对胶粘剂粘接性能的影响不同;装水1280C蒸煮没有问题,不代表装入包装内容物后1210C杀菌肯定没有问题:只有装入包装内容物后,按照实际的条菌温度进行杀菌没有问题后,才能进行批量生产。如果没有综合考虑薄膜、油墨、包装内容物等各方面的问题,单单考虑胶粘剂的耐温性能,那么很容易出现蒸煮袋的质量问题。
5、高温蒸煮无溶剂复合技术的突破

高温蒸煮用无溶剂聚氨酯胶粘剂一直存在一个操作温度高、不便于使用的缺点。上海康达经过技术攻关,打破原有思路,从分子结构上进行调整开发出了WD8156无溶剂蒸煮胶,该产品属于普通、水煮、蒸煮一体化的胶水,只需要常温操作,解决了一般蒸煮胶粘度大、操作温度高的难题,同时与油墨的匹配性也有了质的高。

三、无溶剂蒸煮包装对安全、卫生方面的要求

蒸煮型软包装材料不仅要保护内容物的卫生安全,更不能由于本身的原因去污染食品、药品,故必须严格控制食品软性复合包装材料的卫生安全性能。这就不仅要控制薄膜材料本身的卫生安全性,还要控制复合薄膜用胶粘剂的卫生安全性。
《德国食品与消费法》31条明确规定  “禁止能迁移到食物中的,或者影响食物的味道和气味,从而对人类的健康产生危害的物质。”
美国FDA的规定是全世界普遍遵守的普遍法则。它规定了制造食品复合软包装用胶粘剂所使用的多元醇和多元酸的具体名称、规定了生产聚醚的原始材料和胶粘剂中使用的助剂,不能使用超出所列原料清单范围的其化化学物质。归属于FDA和USDA的美国食品包装容器的有关法规CFR21§,177.1390和§177.1395对耐121 0C或135。C高温蒸煮的胶粘剂作出了原辅材料的限制,并且还要对复合袋进行检测。
我国国家标准GB/T10004-2008对蒸煮型材料的剥离强度、热合强度、拉断力、断裂标称应变等力学性能以及水蒸汽透过率、氧气透过率等都有明确的要求(详见该国家标准),这些性能虽然不是专门针对胶粘剂的,但与无溶剂胶粘剂密切相关。另外,国家标准GB9685对软包装用胶粘剂所使用的原料的添加剂也做了具体的限制,在此不做更详细的介绍。

除了上述世界各国对胶粘剂使用原材料进行严格限制外,目前大多数无溶剂聚氨酯复膜胶都会使用芳香族的二苯基甲烷二异氰酸酯,其水解后可形成一级芳香胺( PAA),目前欧盟10/2011号法规“关于与食品接触的塑料材料和制品”中规定可萃取PAA含量上限为10ppb。而德国则要求可萃取PAA含量不应超过2ppb。



文章源自包装前沿




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