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复合盖膜重复长度控制探讨
时间:2014-07-29   来源: 包装前沿   阅读:3922次

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   近年来,随着人工成本的上涨及自动化包装机械的发展,复合盖膜与底膜(拉伸膜)组合使用替代传统的三边封袋的趋势越来越明显。复合盖膜与底膜组合使用能够极大地提高包装效率和包装质量。同时对复合软包装企业对于重复长度的控制也提出了更高的要求。

  一、重复长度的重要性

  所谓重复长度(缩写为R),国家标准GB/T 28118-2011食品包装用塑料与铝箔复合膜、袋中的定义为:一个印刷单元的长度,在复合盖膜中是指两个连续的印刷图案之间要求的距离。图1为盖膜的排版图,其中AZL表示一个步进长度,包括4个重复长度。实际产品当中AZL=n*R(n=1,2,3,4……)。

         

  图1 盖膜排版图

  在拉伸机上进行包装时,盖膜和底膜配套使用,底膜是具有热成型功能的,由于模具的长度是固定的,那么底膜在成型后的长度也是固定,所以对于盖膜的长度要求就非常高。如果盖膜的长度大于模具的长度,在盖膜与底膜封合后,分切时图案位置就会产生偏差;如果盖膜的长度小于模具的长度,由于盖膜在放卷过程中受到张力的控制,稍小时盖膜可以轻微拉伸补偿到与模具的长度一样,稍大时拉伸补偿不到模具的长度时图案位置也会产生偏差。

         

  图2 盖膜与底膜包装过程示意图

  二、成品重复长度控制

  成品是指复合软包装企业经过印刷、复合、分切之后能够供下游客户使用的合格品。

  复合膜根据可否拉伸进行分类,包括:不能被拉伸的复合膜、可轻微拉伸的复合膜、良好伸缩性的复合膜、极好伸缩性的复合膜。

  现在常用的盖膜结构有BOPP/PE、BOPA/RCPP、BOPA/PE、BOPET/PE等,这些复合膜均属于可轻微拉伸的复合膜。通过大量的试验统计,可轻微拉伸的复合膜重复长度相对于模具长度偏差值为-5‰~-1‰,即复合膜重复长度比模具长度小1‰~5‰,绝对值为≤2mm。

  三、版辊尺寸控制

  制版是所有复合软包装企业开始内部生产控制的第一环节,版辊尺寸直接决定着印刷、复合和成品的尺寸,所以制版尺寸就显得尤为重要,是控制环节重中之重。

  为了保证成品重复长度比模具长度小1‰~5‰,那么版辊上的长度相对于模具长度也应该介于-5‰~-1‰之间,通过大量的试验统计,版辊基准长度相对于模具长度-3‰~-1.5‰较为合适(此系数设定为k1),即版辊基准长度=(1+k1)*R。印刷原膜在印刷过程中受到张力的影响,膜会有轻微地拉伸,那么实际上膜是在拉伸状态下进行印刷,该拉伸在弹性变形范围内,在张力消除时印刷膜会回弹,即印刷后的长度会有轻微缩小,为了补偿这种缩小,在制版时长度应进行放量。经验数据:BOPP放量3‰,BOPA、BOPET放量2‰(此放量设定为k2),所以版辊周长=n*(1+k1)*(1+ k2)*R(n=1,2,3,4……)。

  四、生产过程控制

  生产过程包括印刷、复合、熟化、分切,其中印刷、复合、熟化只要张力和温度设置合适均能保证下机后的重复长度等于版辊基准长度。唯有熟化这个过程属于较难控制的环节,因为每种材料的热收缩率不一样。

  国家标准GB/T 10003-2008 普通用途双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜中对BOPP的纵向热收缩率要求为≤4.5%(120℃,2min);国家标准GBT 20218-2006 双向拉伸聚酰胺(尼龙)薄膜中对BOPA的纵向热收缩率要求为≤3%(160℃,5min);国家标准GB/T 16958-2008 包装用双向拉伸聚酯薄膜中对BOPET的纵向热收缩率要求为≤3.0%(150℃,30min)。从国家标准中看,BOPP、BOPA、BOPET热收缩率测试的温度和时间都不一致,为此笔者将BOPP18μm、BOPA15μm、BOPET12μm薄膜在相同环境下进行热收缩率(纵向)测试,发现了如下规律:

  
            

  从图3、图4、图5中能看出BOPP在30~55℃每隔5℃的重复长度变化率都不相同,BOPA与BOPET30~55℃重复长度变化率均相同。复合软包装企业复合使用的胶水多数为双组份聚氨酯,胶水发生交联反应的起始温度约30℃,推荐熟化温度为50±5℃,时间根据产品的不同有所不同。

  结合上述试验结果,笔者建议BOPP/PE等结构熟化后可进行分切的条件为:温度30~35℃,时间36~48h;BOPA/RCPP、BOPA/PE、BOPET/PE等结构熟化后可进行分切的条件为:温度40~45℃,时间24~36h。

  五、结束语

  上述为笔者针对印刷层为BOPP、BOPA、BOPET两层复合盖膜重复长度的研究,希望能够起到抛砖引玉的作用,探索出更好地控制复合盖膜重复长度的方法。

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