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高溫蒸煮袋(dài)破袋原因探析 2018/5/28 13:43:11

? ? ? ?高(gāo)溫(wēn)蒸(zhēng)煮袋又叫軟罐頭,用于食品包裝并能承受高溫蒸煮(zhǔ)、加熱、殺(shā)菌的複合薄膜袋。由(yóu)于(yú)它在抽真空的條件(jiàn)下充填或灌裝食品後進行高溫(wēn)蒸煮殺菌,殺菌後(hòu)的食品可以在常溫下長期保存。食用時,既可冷食又可熱食,能在3分鐘(zhōng)以内加熱食用,使用方便,且廢棄物(wù)容易處理,空(kōng)間占據小,因此很受人(rén)們的歡迎。但容易破袋,特别是(shì)灌裝果汁之類的酸性液體進行高溫蒸(zhēng)煮殺菌時,破袋的情(qíng)況(kuàng)屢有發生,是各廠家(jiā)最為棘手的問題。通過對高溫蒸煮袋破袋原因進行調查、實驗、分析,提出了一些解決問題的辦法(fǎ)。

? ? ? ?一、高溫蒸煮袋的生産工藝流(liú)程

? ? ? ?軟塑包裝多采用凹版印刷(shuā)和幹式複合,以(yǐ)下僅就此工(gōng)藝進行分析說明。其生産工藝流程為:原(yuán)料準備——印刷——複合——熟化——分切——制袋。

? ? ? ?二、高溫蒸煮包裝袋的質量特性

? ? ? ?1、有良好的耐熱性(xìng),耐蒸煮性,蒸煮後尺寸穩定,對強度的影響小,根據蒸煮袋的(de)殺菌溫度,可分(fèn)為高溫蒸煮袋(殺菌條件:135℃,半小時),低(dī)溫蒸煮袋(殺菌 條件:100℃,半小時),超(chāo)高溫蒸煮袋(殺菌條件:145℃,幾秒鐘至幾分鐘)。同時耐(nài)寒性好,熱封性要好,熱(rè)封強(qiáng)度要高,熱封的尺寸穩定性好,不會因熱(rè)封而收縮,即便(biàn)污染(rǎn),仍有良好的熱封強度。

? ? ? ?2、蒸煮袋的填充性(xìng)能要好,袋子的開口性好,有良好的(de)機械加工性能,耐沖擊性要好,耐針(zhēn)孔性(xìng)要好。

? ? ? ?3、要有良好的防濕阻氣性能,要有良好的衛生性,耐油脂性,無臭味。價格要(yào)合理,外表要美觀(guān)。

? ? ? ?4、常用(yòng)高溫蒸煮包裝袋材料質量特性

? ? ? ?(1)内層材料:PE使用溫(wēn)度最高(gāo)110℃;特殊PE使用溫度最高120℃;RCPP使用溫度最高125℃,有較好的挺度;特殊CPP使用溫度最高145℃,都有較好的熱封性。但(dàn)也都各有(yǒu)其不足,如PE在120℃時(shí)有一定的臭味,流(liú)延聚乙(yǐ)烯CPE抗沖擊強度不好熱合(hé)溫度較高,綜合而言一般都采用它(tā)作為内封材料。

? ? ? ?(2)中層(céng)材料:AL阻隔性好,不透光,耐高溫;NY薄膜阻隔(gé)性好,耐高溫,機械性能好,耐針(zhēn)孔性好:PET薄膜阻隔性好,耐高溫。

? ? ? ?(3)外層(céng)材料:PET薄膜有較好的機械性,加工性(xìng),内層材料保護性,耐水煮性。由(yóu)于高溫蒸煮袋使用的(de)材料質量特性直接影響袋成品的(de)質量,對原材料的檢驗(yàn)就顯得十分重要,實際生産過(guò)程中出現的問題也證明了這一點。

? ? ? ?五、影(yǐng)響高溫蒸煮時破袋的因素

? ? ? ?1、原材料的(de)影響

? ? ? ?(1)表面張力:任何一種物(wù)料的表面都會受到一種迫使物料減少表面(miàn)面積的(de)力,這種力就是表(biǎo)面張力,要使油墨及膠水有好的附着力,必須使物料的表面張力(lì)等于甚(shèn)至大于油墨及膠水的表面張力,因此物料表面張力直接影響到油墨及膠水在物料上的附着牢度。塑料(liào)薄膜成型後表面張力值(zhí)不足以(yǐ)便油(yóu)墨及膠水牢固地(dì)附着在薄膜(mó)上,特别是對一些非(fēi)極性材料,如:PE、PP料,必須經過一定的(de)表面預處理來增(zēng)大材料的表面張力,表面預處理的方法有很多,但是适用于工業化生産并應用最廣的還是電暈處理。

? ? ? ?(2)原材料(liào)包裝(zhuāng)結構:高溫(wēn)蒸煮(zhǔ)袋表層材(cái)料在蒸煮後的熱穩定性非常(cháng)重要,特别是蒸煮冷卻(què)後尺寸的穩定性,否(fǒu)則容易出現蒸煮(zhǔ)冷卻收縮後離(lí)層剝(bāo)離,導緻破袋的現象。對于耐熱(rè)表層材料PET是******防尺寸變(biàn)化的表層材料,其熱收縮率隻有1%~1.5%,而NY作為表層材(cái)料時溫度不能超過120℃,否則容易劣化收縮,其熱收縮率将達(dá)到5%以上。因此高溫(wēn)蒸煮袋中材料結構選擇:一般選PET為表層材(cái)料(liào);RCPP為(wéi)蒸煮級CPP,作為内層(céng)熱封材料;而NY和(hé)AL的選(xuǎn)擇與排列則需(xū)根據内容物來決定。

? ? ? ?2、油墨(mò):對于高溫(wēn)蒸煮袋印刷所使(shǐ)用的油墨必(bì)須是耐高(gāo)溫的(de),否則會出現包裝袋從油墨層剝離的現象。通常采用聚異氰(qíng)酸酯類樹脂和适量的(de)含活潑氫的(de)固化劑為連接料的油墨,如DIC或東洋的蒸(zhēng)煮油墨,不會(huì)出現網點擴散、油(yóu)墨層剝離現象同時不會有(yǒu)重金屬的遷移發生。

? ? ? ?3、膠粘劑及膠(jiāo)水濃度:?高(gāo)溫蒸煮包裝基本都是采用幹式複合,在複合中一般采用由主劑和固化劑二個(gè)組分構成的聚(jù)氨酯膠(jiāo)粘劑。為了耐高溫蒸煮,通常為高固含量的脂肪(fáng)族(zú)雙組份聚氨酯膠。如果要得到更高的耐(nài)水耐熱性,可(kě)以在膠粘劑中添加約1%的偶聯劑。

? ? ? ?膠水濃度太高容易堵塞(sāi)塗膠網(wǎng)版的網點,使(shǐ)上膠量越來越低;膠水(shuǐ)濃度太低則膠水不容易(yì)轉移到材料上,通常(cháng)是使主劑和固化(huà)劑按規定比例混(hùn)合,加溶劑稀釋至(zhì)混合後膠粘劑的工作固含量為30%左右。

? ? ? ?4、複合工藝參數(shù):複合工藝參數(shù)的設定直接影響到産品的複合強度,也是控制高溫蒸煮袋不破袋的很(hěn)重要的一(yī)環,如膠(jiāo)粘劑的塗布量、張力及溫度的設定、熟化條件等等。

? ? ? ?(1)膠粘劑塗布量:塗布量對複合強度非常重要,塗布量太少會達不到複合強度的要求,而且(qiě)會産(chǎn)生小氣泡,影響産品的外觀;塗布量太高則不(bú)僅不(bú)能增加複合強度,而且(qiě)會下降,同時産品的透明度也差,容易起皺,使産品的(de)成本(běn)增加,所以必須嚴格控制好塗布(bù)量。塗布量的控制是通過(guò)塗膠網版網點深淺來控制(zhì)的,同一濃度的同種膠水配比網版網點越深則上(shàng)膠量(liàng)越大(dà)。一般來說如果膠粘劑(jì)工作固含量為30%,則140線的網版塗(tú)膠量(幹基)為1.5~1.8g/m2,120線網版塗膠量1.8~2.5g/m2,90線網版塗(tú)膠量3.5~4.5/m2。同時塗膠量還與膠粘劑的濃度、刮刀的(de)角度(dù)、膠壓輥的(de)硬度與壓力、機器的速度有關(guān);其它條(tiáo)件相同的情況下,濃度越大,上膠量越大;刮(guā)刀越平,軟刀片伸出(chū)越長,上膠量越大;機(jī)速慢,上膠量要稍大;膠壓輥(gǔn)硬度越小,壓(yā)力越(yuè)大,上膠量也越大,通常複合的膠壓(yā)輥的硬度為70度。

? ? ? ?(2)機器烘箱溫度(dù)及張力:由于塑料材料(liào)都(dōu)有一定的耐熱性,如果烘箱溫度及張力太大,就會造成材料如RCPP的(de)拉伸,冷卻(què)後收縮,再(zài)經過高溫蒸煮加熱後又冷(lěng)卻,這樣(yàng)就很(hěn)容易使材料在膨脹收縮中發(fā)生離層最(zuì)終導緻破袋。因(yīn)此烘箱的(de)溫度(dù)通常(cháng)都在40~90℃之間,溫度太低會造(zào)成溶劑殘留超标,國家标準是不超10mg/m2,歐美、日本(běn)要求更高不超過5mg/m2,而且(qiě)溶劑殘留太(tài)高會在熟(shú)化或蒸煮時爆發出來,破壞膠粘劑層,也會導(dǎo)緻破袋的産生。特别需(xū)要注意的是烘箱溫度(dù)通常是三(sān)段溫區控制,溫度是由低到高設置,如果第(dì)一段設置太高會(huì)造成膠水(shuǐ)表面局部高溫結皮(pí),内部溶劑無法幹燥,最終導緻離層。

? ? ? ?(3)熟化條件(jiàn):熟化也叫固化(huà),是将複合材料放置在40~60℃的一個恒溫室内維持一段時間,通常在24~72hr。其目的是讓雙組份聚氨(ān)酯膠粘劑的(de)主劑與固(gù)化劑(jì)産生化學反應,便分(fèn)子量成倍的增加,生(shēng)成網狀交聯結構,從而達到更高的複合強度、更好的耐熱性和(hé)抗介質性。當(dāng)溫度(dù)提高時,反應的速度就會加快,固化時間縮短複合強度(dù)效果也較好,但是溫度一(yī)定得在材料的承受(shòu)範圍内增加,否則會使材(cái)料變形、收縮等。所以(yǐ)固化(huà)溫度大多數都在40~60℃範圍内(nèi)。

? ? ? ?5、制袋工藝參數:制袋工藝中影響包裝袋的熱封強(qiáng)度即密封性的有(yǒu)3個因素:熱封刀的溫度(dù)、壓力和機(jī)速。表2為PET12/AL7/NY15/CPP70結(jié)構的制袋工藝參數和測試數據(jù)。由下表可見:熱封強度(dù)必須達到65N/15mm,機速越高,熱封溫度(dù)、壓力設置要越高;溫度太低,壓力太低,熱封強度達不到;溫度太高,壓力(lì)太高(gāo),會使熱封部位出現裂紋,同樣影響熱封(fēng)強度,使密封性下降,導緻(zhì)蒸煮時破袋。

? ? ? ?六、總(zǒng)結

? ? ? ?影響高溫蒸煮袋蒸(zhēng)煮時破袋的因素很多,涉及到原材料、油墨、膠(jiāo)水、複(fú)合及制袋工藝參數等方面,其中每一道工序都必(bì)須嚴格把關,隻(zhī)要有一點控制不好,就會功虧一篑。通過在生産第一線的長(zhǎng)期觀察了解,以及取樣測試,對實驗和工藝參數的(de)統計和分析,得出以下結論及解決方案。

? ? ? ?1、盡量使用(yòng)由固定供應商提供(gòng)的原材(cái)料,利于把握原材料的加工特性(xìng),要(yào)對原材料按技術條件進行檢驗。

? ? ? ?2、原材(cái)料結構要視内容物酸(suān)堿性、重(zhòng)量、對光、氧的敏感性等特征來(lái)龍去脈決定。無(wú)AL的結構,可視内容物,成本低,但遮光及阻氧的性能不如有AL的結構;如果是(shì)酸(suān)堿性内容物:采用含AL結構的包(bāo)裝一定在AL及熱封層(céng)RCPP之間加複一層(céng)NY以增加抗(kàng)酸堿滲透性,同時如果内容物是液體蒸煮殺菌,殺菌裝置必須有反壓裝置。

? ? ? ?3、油(yóu)墨必須采(cǎi)用高溫蒸煮油墨,且須與所采用的高溫蒸(zhēng)煮膠(jiāo)具有很好的親和性。

? ? ? ?4、膠水采用(yòng)耐高溫蒸煮的雙組份聚氨酯膠(jiāo)。膠(jiāo)水的主劑與固化劑配比(bǐ)、工作固含(hán)量及塗布量一定要進行實驗測試,找出******數據,而不能隻為減(jiǎn)少成本使(shǐ)用(yòng)低工作固含量(liàng)及塗布量。

? ? ? ?5、複合及(jí)制袋工藝參數、熟化條件一定要根據材料結構,膠粘劑(jì)的具體情況設(shè)置,要進行數據積累,并進(jìn)行統計分析,不能一概而論(lùn)。

? ? ? ?6、複(fú)合強度必須達到7.0N/15mm以上;熱封強度必(bì)須(xū)達到65N/15mm以上。除以上分析(xī)的主要因素外,還有溶劑(jì)的純(chún)度,車間的溫度、濕度,複合機的第(dì)二放卷預熱(rè)輥溫度,熱合輥的溫度、壓力等等都對蒸煮袋的性能産(chǎn)生影響。