技师必读:塑料软包装印刷、复合中存在15大误区

    软包装是一门发展中的交叉边缘学科，一些理论观点的产生有其特定的前题条件，不能推而广之，塑料软包装印刷、复合也有一些观点存在一定的认识偏差，需要在软包装的生产实践中进一步完善。
    误区1：干复上胶量越大，剥离强度越高
    剥离强度不合格是生产中容易出现的质量现象之一，一般首先想到的就是上胶量是否足够，但上胶量往往不是最主要的原因，如果实在查不到具体的原因，那么下次工艺调整的对象自然是增加上胶量。上胶量只是影响剥离强度最基本的因素之一，另外如基材的表面状态（如表面张力）、助剂析出形成的弱界面层、干燥是否充分、胶黏剂的熟化条件等都会影响复合膜的剥离强度。
    另外，复合膜出现白点现象，一般的思维也是增加上胶量，有些场合增大上胶量的确能减轻白点现象，但应更多的关注胶水的流平与涂布状态。
    不必要的增加上胶量，不仅增加成本，而且还会对产品质量产生负面影响，一是增加了复合过程的干燥负荷，导致残留溶剂量上升，如果残留溶剂量过多则也会产生白点气泡现象；另一方面，胶水层中混杂的少量水分更不易挥发掉，最后残存于胶层中而消耗其中的固化剂，使主剂与固化剂的反应比例失调，最终导致固化不完全，出现蒸煮后起皱、脱层现象，因而在设备的干燥能力不十分理想的情况下，减少上胶量对剥离强度反而是有利的。
    在镀铝复合膜中的铝层迁移现象与上胶量的关系表现得更加特别，一般情况下上胶量越大，铝层越容易出现迁移现象，反而降低了复合膜的剥离强度。
    误区2：剥离强度越大，热合强度就越高
    剥离强度不良，往往导致复合袋热合强度不够，但有时剥离强度很好，其热合强度却不见得合格；相反，有时剥离强度看似不太好，却一点也不影响热合强度的数值。有些水性胶复合膜的剥离强度示值很好，能达到3N/15mm以上，但其热合强度却比相同材质结构的双组份聚氨酯胶黏剂的复合产品低得多。相同的道理，双组份聚氨酯胶黏剂在不十分固化完全的情况下，也会出现剥离强度示值合格，但热合强度不良的现象。
    我们所检测的复合膜的剥离强度，其实是分子间范德华力和化学键力的混合强度，而一般认为打破一个化学键力所需的能量是克服范德华力的50～100倍，所以对热合强度作出贡献的剥离强度基本只有化学键力，胶层的“粘性”强度是范德华力作用的结果，对热合强度测试时的补强作用很有限，因而剥离强度示值高，并不意味着热合强度也高，故在评价复合效果时还需考察复合膜的热合强度，防止顾此失彼。
    误区3：熟化时间越长，剥离强度越高
    这也是生产实践中的一般性规律，但有时提高了熟化温度、延长熟化时间反而使复合膜的剥离强度下降。
    例如，材料中的助剂析出（如厚PE爽滑剂含量较高）形成弱界面层的情况下，熟化温度提高、时间延长，其与胶黏剂粘合的材料表面富集的低分子物就越多，剥离强度的下降也越明显。解决方案是采用共挤薄膜技术在电晕层和中层少加或不加助剂（选用助剂含量少的粒料），或者使用抗介质的胶黏剂进行复合加工。
    再如，VMPET//PE（非镀铝面与PE贴合）这种材质结构的产品，也存在随熟化时间的延长出现剥离强度明显的衰减现象，生产实践中检测数据如下：
    VMPET//PE复合膜熟化24h的剥离强度测试：
    横向：4.91，其余无法正常剥离；
    纵向：3.20，3.40，3.27，3.18，3.15 N/15mm
    VMPET//PE复合膜熟化42h（与熟化24h的膜同卷）的剥离强度测试：
    横向：1.39，1.30，1.25，1.23，1.69，1.28，1.23 N/15mm
    纵向：1.29，1.17，1.52，1.19，1.40 N/15mm
    对该批生产熟化36h的VMPET12//PE30复合膜的横向剥离强度数据进行统计分析，数据分布如图1所示。
     
    上述对比数据表明：PET是属于难粘接的一类材质，业内也有反映PET//VMPET//PE结构的复合膜内层的剥离强度在出厂检验时能达到2.5N/15mm，而在客户验收时就衰减到1.5N/15mm了。
    因此，在产品的熟化工艺控制上，既要保证产品胶黏剂的交联反应程度，又要关注一些特殊结构产品剥离强度的衰减变化。准确地说，熟化时间越长，胶层的交联反应越充分，胶层的内聚强越大，而胶层内聚强度仅是影响复合剥离强度的其中一个因素。
    误区4：适当提高熟化温度有利于缓减镀铝复合膜的铝层迁移现象
    此观点曾一度被广泛引用，但实际上软包装企业的做法是，镀铝膜的熟化温度比正常的塑塑结构产品低5℃左右。镀铝专用胶的设计原理就是增加胶层的柔软性，减少胶层固化时的内应力。生产时有的少加5%的固化剂也是为了降低胶层反应的刚性和内应力。熟化温度提高，胶层的反应速率加快，胶层的内应力增加，反而增加了镀铝层迁移的机率。
    相比之下，单组份丙烯酸水性胶复合的镀铝复合膜，就几乎不出现铝层迁移现象，因为单组份水胶无需交联反应，只是一个润湿的过程，加之胶层柔软，能消除由于复合温度、张力不匹配产生的应力，应力不会集中在铝层与胶层或铝层与基材层的界面上，因而大大缓减了铝层的迁移现象。
    误区5：VMCPP复合膜较VMPET复合膜更易出现铝层迁移现象
    其理由是：PET是极性材料，CPP是非极性材料，因而VMPET的铝层附着力要优于VMCPP的铝层附着力。单从铝层附着力的角度考虑，显然是有一定道理的。
    我们先看一下相关的技术标准。YBB00132002药品包装用复合膜袋通则规定了：塑料复合镀铝膜内层与次内层的剥离强度，双层复合≥1.0N/15mm，多层复合≥2.5N/15mm。也就是说BOPP(PET)//VMCPP双层材质的剥离强度≥1.0N/15mm，而多层镀铝复合膜（如BOPP//VMPET//PE材质）镀铝层剥离强度则没有具体的指标要求。有一种观点认为，多层镀铝复合膜镀铝层的剥离强度不便于确定，该标准回避了这样的技术问题。事实上传统双组份酯溶性聚氨酯胶黏剂干复工艺生产的多层镀铝复合膜的铝层迁移现象相对于BOPP//VMCPP这样的双层复合膜更难控制。
    有人做过这样的测试：取一张已经发生镀铝层转移的PET/VMPET/PE复合膜，将其裁成条状，先把PE膜剥离掉，然后再测试镀铝复合层的剥离强度，发现剥离强度能符合要求，镀铝层也不再转移了。这说明多层镀铝复合膜的内层也会影响镀铝层的复合强度。胶黏剂厂家的说明书中，基本上只列出了OPP（PET）//VMPET这样两层复合品的剥离强度，也都能达到1.0N/15mm以上，很巧妙地回避了复合内层后对铝层迁移的不利影响。
    误区6：醇溶性胶黏剂是环保性胶黏剂
    其理由很简单，醋酸乙酯的LD（50）为5620mg/kg,而乙醇的LD（50）为10810mg/kg，可见乙醇较醋酸乙酯具有更低的急性毒性。但是，按照GB 15193.3-94中LD（50）剂量的分级表，两者同属于实际无毒“5001～15000mg/kg”一个级别，不能因乙醇的急性毒性较醋酸乙酯低，就把醇溶性胶黏剂说成是环保性胶黏剂，况且其慢性的累积性危害又如何呢？
    醋酸乙酯和乙醇都属于溶剂的范畴，在新国标GB/T 10004-2008中乙醇同醋酸乙酯一样属于溶剂残留总量的限制范围内，而且其挥发后一样是“VOC”排放，也会对环境造成污染。
    现在有的醇溶性胶黏剂，为降低成本使用了甲醇作稀释溶剂，而甲醇是应当慎重避免使用的有害物质。
    误区7：BOPP//PE结构中使用脱氧剂包装
    脱氧剂与食品一起密封在包装容器中，可除去包装内的微量氧气，使被包装食品在含氧量极少的甚至无氧的环境下保存。脱氧剂发挥作用的前提条件是包袋具有良好的阻隔性，因而在BOPP//PE（CPP）低阻隔性的包装材料中使用脱氧剂并不是科学的保质方法。从下面的比较计算中，可看出包装材料的阻隔性对于脱氧剂包装的重要性。
    例如，某脱氧剂包装，脱氧能力200毫升，包装袋面积0.05m2，有效体积280ml，内装食品250g，食品密度为lg／m1，设定包装材料的阻氧能力为50ml／m2.d，则该脱氧剂包装的保鲜天数为：[200-（280-250）×21%]／（50×0.05）=77(天)。
    再设定包装材料的阻氧能力为1200ml／m2.D（注，BOPP//PE结构的阻氧能力，GB/T10004-2008的标准指标为：≤1800cm3/m2.24h.0.1MPa），则该脱氧剂包装的保鲜天数为：[200-（280-250）×21%]／（1200×0.05）=3.2(天)，对于BOPP//PE这样阻氧能力很差的包装材料，用与不用脱氧剂，其保鲜效果差不多，最多相差几天。
    误区8：包装袋气密性检测时的负压值设定是越大越好
    例如，某企业的牛皮纸/1C7A/VMPET//PE结构的瓜子袋包装，气密性检测的负压测定-0.06MPa，如出现漏渗气即判为不合格。但检测中出现漏渗气的原因多数是包装材料在局部某一点上出现破裂而漏气。GB/T 15171-94规定：所调节的真空度值根据试样的特性(如所用包装材料、密封情况等)或有关产品标准的规定确定，但不得因试样的内外压差过大使试样发生破裂或封口处开裂。如果是所调节的内外压差使试样发生破裂，那这样检测的就不是包装袋的气密性了，而是耐负压的强度了。
    误区9：铝箔复合膜是高阻隔包装材料
    理论上讲，铝箔的透水、氧氧率为“0”，但由于软包装用铝箔针孔的存在，铝箔复合膜对氧气、水蒸气均存在一定的透过量，Labthink检测的几组数据如表1：
     
    从表1阻隔性数据来看，铝箔复合膜仍属于高阻隔性的包装材料。
    但以上只是静态的数据，实际的软包装袋在包装完成之后到消费者使用之前需要经过运输、储存、销售阶段，每一个阶段都可能遭遇揉搓、折压等外力作用，从而使铝箔产生针孔，降低阻隔性。表2为铝塑复合纸与MA-PVDC共挤膜的阻隔性对比表，铝箔的阻隔性经过折压之后有明显降低。
     
    注：MA-PVDC厚度为0.025mm,铝箔厚度为0.012mm
    GB/T10004-88规定了PET//Al//CPP的技术要求，到GB/T10004-98规定了塑料、铝塑复合膜的技术要求，再到GB/T10004-2008删去了含铝箔的结构，说明铝箔在蒸煮包装上的应用正逐渐淡出。实际上铝箔复合膜在不规则形体，如烧鸡、猪脚等抽真空包装上的应用效果并不理想，一是材料较挺不柔软，抽真空后容易残留气穴；二是经抽真空后，数星期后易失真空度，拆开包装袋后对光观察，可以发现铝箔在经折皱处形成了大量针眼，同时铝箔材料的耐穿刺性差，不适合异形物体的抽真空包装。
    误区10：普通镀铝是高阻隔性包装材料
     
    标准中只给出了VMBOPET材料的氧气透过量，而没有VMBOPP、VMCPP的透氧性指标，这说明镀铝材料的阻隔性是建立在所蒸镀基材的阻隔性之上的。
    镀铝薄膜的阻隔性还明显受到相对温度的影响，表4为镀铝材料在不同相对温度下的检测数，说明镀铝材料的透湿率与相对湿度存在非线性的增长，而且在某种程度50%的条件下重复测定，表明了镀铝材料在高湿条件下阻隔性受损的不可逆性。
    
    注：在实验过程中，控制测试温度在37.8 ℃，从50%RH 开始测定，然后升高湿度至75%、90%和100%，在每个湿度条件下测试48h。
    而且镀铝材料的耐揉搓性同铝箔一样并不理想，表5为Labthink的检测数据。
    
    普通镀铝材料在复合加工过程中的不足还表现为铝层易迁移（破坏了铝层的致密性，阻隔性降低）和耐水煮性差（一般工艺生产的普通镀铝产品经水煮后，铝层几乎全部迁移，剥离强度仅0.2～0.3N/15mm，难以满足使用要求，因而镀铝的水煮真空包装均采用有底涂VMPET以克服铝层水煮前后的迁移现象，经测试有底涂VMPET水煮后的剥离强度可达1.5N/15mm以上，而且铝层厚度出由普通镀铝的380A～420A提高到500A～550A，以增加复合材料的阻隔性。
    误区11：纸塑复合是环保包装材料
    纸质材料能给人环保的感觉，因而有的厂家盲目地追求视觉上的“高档”。
    纸塑软包装目前市场上主要用于瓜子袋包装（结构是牛皮纸/1C7A/VMPET//PE和牛皮纸/1C7A/CPP）和盐袋包装（结构是消光膜//白纸//PE）。纸在纸塑复合材料中的作用主要是给人以视觉上的纸质感和提高包装材料的挺度，其对包装材料的阻隔性和剥离、热封强度并无实际贡献，有时反而是不利的。例如，消光膜//白纸//PE这种结构来说，氧气/水蒸气更容易通过热封裁切的端面进行渗透，而且其热封强度测试值还不如消光膜//PE两层结构的复合膜。
    复合软塑包装的分离回收，在目前仍然是是个难题，它不像单一材质塑料一样能方便回收再利用，复合软包装的废弃物的环境污染已引起了社会的广泛关注。纸作为单一材料时是可以回收利用的材料，但与塑料复合在一起之后，就成了难回收处理的复合软包装废弃物了。
    现在纸塑瓜子袋的牛皮纸一般是50~60g重，盐袋用白纸一般是27g重，它在复合层中的作用并不增加对商品的保护性，既不符合减量化的低碳原则，也不利于废弃物的回收利用，被称为“假环保”
    误区12：使用了高阻隔材料就是高阻隔包装
    应该说，高阻隔材料是高阻隔包装的必要条件之一，包装袋的阻隔性包含了包装材料的正面渗透和封边宽度上热封性材料的侧面渗透，热封性材料（PP、PE）的阻氧性是较差的，因而高阻隔包装要求有一定的封口宽度。在背封袋、插边袋顶封的四层材料与二层材料的结合部位容易形成里外连通的泄漏点，因而对封合工艺有较高的要求，一般使用锯齿形封刀以增强封合的密闭性。如果包装袋的气密性不良，虽是高阻隔材料，也不能获得高阻隔性包装。
    现在，产品标准中阻氧性检测几乎都采用压差法，是在温度23℃、相对湿度0%条件下的检测数据，实际流通使用时的环境相对湿度通常在60%~90%之间，有些包装材料的阻隔性受相对湿度的影响十分明显，如BOPA、PVA、EVOH等材料，因而在相对湿度为0%时的检测数据并不能代表其在实际流通条件下的阻隔性能。例如，在湿度≤RH65％时，PVDC与EVOH的阻氧系数相当；在湿度≥RH65％时，PVDC的阻氧性能优于EVOH，尤其当RHl00％时，PVDC的阻氧性能是EVOH的13～30倍，这也是为什么含湿量高的阻隔性包装要采用PVDC材料的原因了，比如热狗肠的包装。
    前面提到铝箔、镀铝材料的阻隔性还受到包装运输过程中折压、揉搓的影响。包装材料的蒸煮灭菌也会在一定程度上影响包装材料的阻隔性能。
    误区13：胶带粘不掉，就说明油墨的附力良好
    胶粘带测试是检测油墨附着力的常用方法，用油墨的脱落面积表示油墨的附着力，GB/T 7707－2008对油墨的附着力指标为≥95%。
    胶粘带对油墨附着力的测试过程，实际上包含了油墨与基材界面（油墨的附着力）、墨层的内聚力、墨层与不干胶界面、不干胶与BOPP基材界面等几个界面，印刷墨层与粘贴胶带进行剥离的破坏层并不一定发生于真正代表油墨实际附着力的油墨与基材的界面上，还可能出现在墨层本身（如金银墨），墨层与不干胶层界面（如表印油墨），不干胶层与BOPP基材的界面上（不干胶层与BOPP的附着力一般大于3.0N、15mm）。
    表印油墨的墨层表面张力较低，而且墨层中含有大量爽滑性助剂，生产中可能出现这样的情况：刚印刷下机的印刷墨层在胶粘带测试时出现大面积的剥落现象，但放置数小时后再检测就拉不掉油墨层了。GB/T 7707－2008中规定：采用普通凹印油墨印刷的试样，应放置8h后方可进行墨层结合牢度的测试，其考虑了表印油墨中助剂向墨层表面迁移对油墨附着力测试的影响。这并不是说油墨的真实附着力经放置后变强了，而是胶带的不干胶层与墨层表面不能润湿而形成有效的粘附力。
    误区14：使用了无苯油墨，就实现了包装材料的无苯化
    GB/T 10004－2008对苯类的限量为不检出（即：<0.01mg/m2）,这是一个相当严格的技术要求，有的软包装生产企业虽然全部使用了无苯油墨进行印刷加工，最终产品的苯类含量仍然不能达到小于0.01mg/m2的技术指标，有的甚至超过了0.1mg/m2以上。
    首先，油墨生产厂家的油墨参差不齐。质量控制得好的油墨，其苯类成份在油墨溶剂成分中的比例能控制在500ppm以内，但有的控制不好的油墨苯类成份则超过了1000ppm，这自然会影响到最终成品的苯类检出限量。
    其次，印刷用溶剂中苯类含量。溶剂的供应质量不统一，有的用之前盛装过甲苯、二甲苯的储藏罐和铁桶来分装乙酯、丁酮、乙醇等印刷溶剂，致使印刷墨盘中无苯油墨的苯含量增加。另外，乙酯作为双组份聚氨酯胶黏剂的稀释剂，乙酯中含有的少量和微量苯类极易残留于干式复合的涂胶层中，使用复合后材料中的苯含量反而增加。
    再次，环境中的苯类控制。聚烯烃类材料对苯类溶剂成分的具有较强的吸附作用，仅是材料对苯类的吸附量就可能超出0.01mg/m2限量的数倍。
    误区15：塑料薄膜的表面张力大于38mN/m就能用于复合加工
    38mN/m是聚烯烃材料用于复合加工的最低表面张力指标，但该指标并不适用于PET（聚酯）、NY（尼龙）等材料。
    PET、NY薄膜材料电晕面的表面张力指标分别是48、50mN/m，而对于非电晕面的表面张力数值没有明确要求。一般认为PET、NY是极性材料，即使不经电晕处理表面张力也有42mN/m以上，但受薄膜内加工助剂析出的影响，PET薄膜非电晕面的表面张力有的仅40mN/m，NY薄膜非电晕面的表面张力有的只有38mN/m，这样的PET、NY薄膜用于中间层的复合时就可能出现剥离强度不合格的质量问题，表现为胶黏剂层与PET、NY非电晕面不能形成粘结力，所以用于中间层复合时应使用双面电晕膜。双面电晕的NY膜市场有售，但双面电晕的PET薄膜市场没有供应，故用于中间层复合的PET薄膜非电晕面的表面张力应控制在于42mN/m。