Са развојем индустрије флексибилног паковања, захтеви купаца за изгледом и перформансама кеса за паковање постепено су се повећавали. Неке кесе за паковање су прешле са дво-слојне ПЕТ/ЦПП (ПЕ) структуре на четворослојну БОПП/ПЕТ/АЛ/ЦПП (ПЕ) структуру. Четири{4}}слојна структура комбинује својства високе баријере алуминијумске фолије са крутошћу и естетском привлачношћу ПЕТ-а.
Овај чланак првенствено анализира узроке проблема са љуштењем и раслојавањем у четири-слојне БОПП/АЛ/ПЕТ/ЦПП (ПЕ) структуре када клијенти користе машине за пејџинг и представља одговарајућа решења.
1.Пилинг на машинама за пејџинг
Многи врхунски{0}} производи сада усвајају БОПП/АЛ/ПЕТ/ЦПП (ПЕ) структуру, што одражава тренд постепеног повећања додате вредности у производима за паковање. Како се број слојева у врећама за паковање повећава, абнормалности у чврстоћи ламинирања између сваког слоја током процеса композита постају све израженије. Ово је посебно евидентно код мат БОПП/АЛ/ПЕТ/ЦПП структура, где се често јављају проблеми као што су кидање и љуштење самог мат филма, слаба чврстоћа између мат БОПП и АЛ и честа деламинација.
Слика 1Цепање и љуштење самог мат филма
Слика 2Деламинација због слабе чврстоће везивања између мат филма и алуминијумског (АЛ) слоја
Анализа интерфејса различитих секвенци материјала у четири-слојна композитна филма
Слика3 БОПП/АЛ/ПЕТ/ЦПП Слика 4 БОПП/ПЕТ/АЛ/ЦПП
У анализи интерфејса структуре материјала приказаној на слици 3, четворослојни композитни филм се заправо састоји од следећих интерфејса:
Мат БОПП/слој мастила;
Мат БОПП/Адхезивни слој 1;
Слој мастила/лепљиви слој 1;
Адхезивни слој 1/слој алуминијумске фолије;
Слој алуминијумске фолије/Слој лепка 2;
Адхезивни слој 2/ПЕТ слој;
ПЕТ слој/Адхезивни слој 3;
Адхезивни слој 3/ЦПП слој.
У овом композитном филму, горе поменутих осам интерфејса објективно постоји. Међутим, само три од ових интерфејса-посебно интерфејси 2, 3 и 4 су релевантна за проблеме са раслојавањем и љуштењем приказаним на слици 1 и слици 2.
Када се испитује сила љуштења ове четворослојне композитне кесе, вредност силе љуштења се добија помоћу машине за испитивање затезања. Међутим, ретко ко може даље истражити који специфични интерфејс је доживео одвајање у ољуштеном композитном узорку. Уместо тога, често се субјективно претпоставља да ова вредност силе љуштења представља снагу лепљења везивног средства. У горњем примеру, ова вредност би представљала свеобухватну, али минималну снагу лепка између три интерфејса: мат БОПП/лепљиви слој 1, слој мастила/лепљиви слој 1 и лепљиви слој 1/слој алуминијумске фолије.
У пракси се могу појавити три додатна сценарија:
Током процеса пилинга, мат БОПП се може поцепати, што значи да се раздвајање дешава унутар унутрашње слојевите штампане подлоге.
Током процеса љуштења, може доћи до раздвајања унутар слоја мастила, било између два различита слоја мастила или унутар истог слоја мастила.
Може доћи до раздвајања унутар самог слоја лепка.
Идентификовање тачног интерфејса где долази до раздвајања је критично важно за прецизно дијагностиковање и анализу узрока ниске силе љуштења у композитним филмовима и за спречавање понављања сличних проблема.
Физичка својства мат БОПП, ПЕТ, АЛ и ЦПП материјала
Табела 1. Физичка својства четири материјала
Као што је приказано у табели 1, физичка својства мат БОПП-а, ПЕТ-а и АЛ-а су таква да су затезна чврстоћа и издужење при ломљењу мат БОПП-а и ПЕТ-а слични. Када је редослед ПЕТ-а и АЛ-а обрнут у композитној структури, пластичне карактеристике ПЕТ-а могу ефикасно заштитити мат ОПП од оштећења изазваних тракама машине за пејџинг.
4. Анализа узрока љуштења на машинама за пејџинг
Што се тиче раслојавања услед слабе чврстоће везе између мат БОПП-а и АЛ-а на слици 1, анализа интерфејса је открила да је слој лепка на страни АЛ-а. Измерена чврстоћа композита између мат филма и лепљивог слоја је 0,8Н/15мм, што не испуњава захтеве националног стандарда ГБ/Т 28118 од веће или једнаке 2Н/15мм за чврстоћу љуштења у структурама од алуминијумске фолије. Недовољна чврстоћа лепљења је примарни узрок раслојавања -штампаног филма велике површине.
Слика 5 Врећа за паковање пролази кроз машину за пејџинг
Слика 6 Подручје пилинга увећано 50 пута
Слика 6 илуструје раздвајање унутар подлоге мат БОПП филма: „цепање или цепање међуслојног супстрата“. Ово се односи на појаву где сама подлога пролази кроз међуслојно одвајање током испитивања чврстоће на љуштење након композитне обраде ко- екструдираних основних филмова.
Увећањем вреће приказане на слици 2 за 50 пута да би се добила слика 6, може се приметити да до љуштења долази услед одвајања унутар подлоге мат БОПП филма када траке машине за пејџинг трењем ступају у интеракцију са попречним-пресеком вреће-које прави сечиво. Овај феномен указује на то да је кохезиона чврстоћа ОПП филма нижа од јачине адхезије слоја мастила или снаге везивања између слоја лепка и ОПП филма.
Спровели смо следеће упоредне експерименте:
Коришћењем лепка у уобичајеном односу, слој лепка је потпуно осушен након старења. Током тестирања чврстоће на љуштење, ОПП филм је показао кидање као што је приказано на слици 7, са измереним вредностима јачине љуштења у распону између 0,5–0,7 Н/15 мм.
Слика 7 Међуслојно одвајање ОПП филма
② Намерно смањење дозе НЦО компоненте очвршћивача довело је до тога да слој лепка задржи одређени степен лепљивости чак и након процеса старења. Током тестирања чврстоће на љуштење, ОПП филм се могао потпуно ољуштити, са измереним вредностима чврстоће на љуштење не мањим од 1,5 Н/15 мм.
Горе наведени експериментални резултати указују на то да је ОПП филм супстрат склон унутрашњем раздвајању међуслојева или кидању. У условима у којима је лепљиви слој потпуно очврснуо, измерена вредност чврстоће на љуштење не представља снагу везивања на граници између слоја лепка и ОПП филма, већ пре силу потребну да се поцепа или одвоји сама подлога. Смањењем садржаја НЦО у лепку или смањењем количине премаза, јачина лепљења између слоја лепка и ОПП филма намерно је смањена од почетне чврстоће потребне за кидање подлоге ОПП филма.
5.Анализа попречног-пресека врећа након преокретања редоследа ПЕТ и АЛ
Коришћењем ручне лупе за фотографисање и анализу попречног-пресека вреће-које се прави сечиво, примећено је да је након обрнутих редоследа материјала побољшана чврстоћа везивања између слојева резултирала глатким и уредним попречним- пресеком без икаквог увијања ка споља. Ово је ефикасно спречило проблеме са љуштењем приликом проласка кроз машину за пејџинг.
Слика 8 Попречни-пресек вреће за паковање
Слика 9 Увећани приказ попречног-пресека вреће за паковање
Поређење података о снази након поништавања редоследа материјала
Табела 7 Подаци о снази након поништавања редоследа материјала
Према упоредним подацима о чврстоћи након обрнутог редоследа материјала, снага љуштења између сваког слоја може се побољшати. Када се кеса{1}}која прави сечиво притисне надоле, попречни- пресек не показује значајно увијање према споља, што помаже у спречавању љуштења током рада на машини за пејџинг.
7. Закључак
Како број слојева материјала у композитним кесама за паковање постаје све сложенији, неопходно је узети у обзир карактеристике коришћења клијента током целог процеса-од дизајна, одабира сировина и структуралног планирања до производње и тестирања-како би се побољшале перформансе кеса за паковање на крају клијента. Да би се решио проблем љуштења и раслојавања у четворослојним алуминијумским-пластичним композитним кесама за паковање током рада машине за пејџинг, прилагођавање редоследа композитног материјала и оптимизација формулације средства за очвршћавање површинског слоја може ефикасно да испуни захтеве за спречавање љуштења и деламинације на машинама за пејџинг.