Con el desarrollo de la industria del embalaje flexible, los requisitos de los clientes en cuanto a la apariencia y el rendimiento de las bolsas de embalaje han aumentado gradualmente. Algunas bolsas de embalaje han pasado de una estructura de dos-capas de PET/CPP (PE) a una estructura de cuatro-capas de BOPP/PET/AL/CPP (PE). La estructura de cuatro-capas combina las propiedades de alta barrera del papel de aluminio con la rigidez y el atractivo estético del PET.
Este artículo analiza principalmente las causas de los problemas de descamación y delaminación en estructuras BOPP/AL/PET/CPP (PE) de cuatro{0}}capas cuando los clientes utilizan máquinas buscapersonas y presenta las soluciones correspondientes.
1.Pelado en máquinas buscapersonas
Muchos productos-de alta gama adoptan ahora la estructura BOPP/AL/PET/CPP (PE), lo que refleja la tendencia de aumentar gradualmente el valor añadido en los productos de embalaje. A medida que aumenta el número de capas en las bolsas de envasado, las anomalías en la resistencia de laminación entre cada capa durante el proceso compuesto se han vuelto cada vez más prominentes. Esto es particularmente evidente en estructuras mate de BOPP/AL/PET/CPP, donde a menudo ocurren problemas como que la propia película mate se rasgue y pele, poca resistencia entre BOPP mate y AL y delaminación frecuente.
Figura 1Desgarro y desprendimiento de la propia película mate
Figura 2Delaminación debido a una mala fuerza de unión entre la película mate y la capa de aluminio (AL)
Análisis de interfaz de diferentes secuencias de materiales en películas compuestas de cuatro-capas
Cifra3 BOPP/AL/PET/CPP Figura 4 BOPP/PET/AL/CPP
En el análisis de la interfaz de la estructura del material que se muestra en la Figura 3, la película compuesta de cuatro-capas en realidad consta de las siguientes interfaces:
BOPP mate/capa de tinta;
BOPP mate/Capa adhesiva 1;
Capa de tinta/Capa adhesiva 1;
Capa adhesiva 1/capa de papel de aluminio;
Capa de papel de aluminio/Capa adhesiva 2;
Capa adhesiva 2/capa de PET;
capa de PET/capa adhesiva 3;
Capa adhesiva 3/capa CPP.
En esta película compuesta existen objetivamente las ocho interfaces antes mencionadas. Sin embargo, solo tres de estas interfaces-específicamente las interfaces 2, 3 y 4, son relevantes para los problemas de delaminación y pelado ilustrados en las Figuras 1 y 2.
Al examinar la fuerza de despegado de esta bolsa compuesta de cuatro-capas, se obtiene un valor de fuerza de despegado utilizando una máquina de prueba de tracción. Sin embargo, es raro que alguien investigue más a fondo qué interfaz específica experimentó separación en la muestra compuesta pelada. Por el contrario, a menudo se supone subjetivamente que este valor de la fuerza de despegado representa la fuerza adhesiva del agente adhesivo. En el ejemplo anterior, este valor representaría la fuerza adhesiva completa pero mínima entre las tres interfaces: BOPP mate/Capa adhesiva 1, capa de tinta/Capa adhesiva 1 y Capa adhesiva 1/capa de papel de aluminio.
En la práctica, pueden ocurrir tres escenarios adicionales:
Durante el proceso de pelado, el BOPP mate puede romperse, lo que significa que la separación se produce dentro del sustrato impreso en capas internas.
Durante el proceso de pelado, puede ocurrir separación dentro de la capa de tinta, ya sea entre dos capas de tinta diferentes o dentro de la misma capa de tinta.
La separación puede ocurrir dentro de la propia capa adhesiva.
Identificar la interfaz exacta donde se produce la separación es de vital importancia para diagnosticar y analizar con precisión las causas de la baja fuerza de pelado en películas compuestas y para evitar que se repitan problemas similares.
Propiedades físicas de los materiales mate BOPP, PET, AL y CPP
Tabla 1 Propiedades físicas de los cuatro materiales
Como se muestra en la Tabla 1, las propiedades físicas del BOPP, PET y AL mate son tales que la resistencia a la tracción y el alargamiento de rotura del BOPP y PET mate son similares. Cuando el orden de PET y AL se invierte en la estructura compuesta, las características plásticas del PET pueden proteger eficazmente el OPP mate del daño causado por las correas de la máquina paginadora.
4. Análisis de las causas del desprendimiento de las máquinas buscapersonas
Con respecto a la delaminación debido a la mala fuerza de unión entre BOPP mate y AL en la Figura 1, el análisis de la interfaz reveló que la capa adhesiva está en el lado AL. La resistencia compuesta medida entre la película mate y la capa adhesiva es de 0,8 N/15 mm, lo que no cumple con el requisito de la norma nacional GB/T 28118 de mayor o igual a 2 N/15 mm para resistencia al pelado en estructuras de papel de aluminio. La fuerza adhesiva insuficiente es la causa principal de la delaminación de áreas grandes-de la película impresa.
Figura 5 Bolsa de embalaje pasando por la máquina buscapersonas
Figura 6 Área de pelado ampliada 50 veces
La Figura 6 ilustra la separación dentro del sustrato de película BOPP mate: "desgarro o división del sustrato entre capas". Esto se refiere al fenómeno en el que el propio sustrato sufre una separación entre capas durante las pruebas de resistencia al pelado después del procesamiento compuesto de películas base co-extruidas.
Al ampliar la bolsa que se muestra en la Figura 2 50 veces para obtener la Figura 6, se puede observar que el pelado se produce debido a la separación dentro del sustrato de la película BOPP mate cuando las correas de la máquina paginadora interactúan por fricción con la sección transversal-de la hoja de corte-que forma la bolsa. Este fenómeno indica que la fuerza cohesiva de la película de OPP es menor que la fuerza de adhesión de la capa de tinta o la fuerza de unión entre la capa adhesiva y la película de OPP.
Realizamos los siguientes experimentos comparativos:
Usando el adhesivo según la proporción convencional, la capa adhesiva se curó completamente después del envejecimiento. Durante las pruebas de resistencia al pelado, la película de OPP mostró desgarro como se muestra en la Figura 7, con valores medidos de resistencia al pelado que oscilaron entre 0,5 y 0,7 N/15 mm.
Figura 7 Separación de capas intermedias de película OPP
② La reducción intencionada de la dosis del componente NCO del agente de curado dio como resultado que la capa adhesiva retuviera un cierto grado de pegajosidad incluso después del proceso de envejecimiento. Durante las pruebas de resistencia al pelado, la película de OPP se pudo despegar por completo, con valores medidos de resistencia al pelado no inferiores a 1,5 N/15 mm.
Los resultados experimentales anteriores indican que la película de OPP es un sustrato propenso a la separación o rotura de las capas internas. En condiciones en las que la capa adhesiva está completamente curada, el valor medido de la resistencia al pelado no representa la fuerza de unión en la interfaz entre la capa adhesiva y la película de OPP sino más bien la fuerza requerida para rasgar o separar el sustrato mismo. Al reducir el contenido de NCO en el adhesivo o disminuir la cantidad de recubrimiento, la fuerza adhesiva entre la capa adhesiva y la película de OPP se hace intencionalmente menor que la fuerza inicial requerida para rasgar el sustrato de la película de OPP.
5.Análisis de la sección transversal-de bolsas después de invertir el orden de PET y AL
Utilizando una lupa de mano para fotografiar y analizar la-sección transversal de la hoja de corte-para fabricar bolsas, se observó que después de invertir el orden del material, la fuerza de unión mejorada entre las capas dio como resultado una sección transversal-suave y ordenada sin ninguna curvatura hacia afuera. Esto evitó eficazmente problemas de descamación al pasar por la máquina paginadora.
Figura 8 Sección transversal-de bolsa de embalaje
Figura 9 Vista ampliada de la sección transversal-de la bolsa de embalaje
Comparación de datos de resistencia después de invertir el orden de los materiales
Tabla 7 Datos de resistencia después de invertir el orden de los materiales
Según los datos de resistencia comparativos después de invertir el orden de los materiales, se puede mejorar la resistencia al pelado entre cada capa. Cuando la hoja-cortadora de bolsas presiona hacia abajo, la sección transversal-no muestra ninguna curvatura significativa hacia afuera, lo que ayuda a evitar que se pele durante la operación en la máquina paginadora.
7. Conclusión
A medida que la cantidad de capas de material en las bolsas de embalaje compuestas se vuelve cada vez más compleja, es esencial considerar las características de uso del cliente durante todo el proceso-desde el diseño, la selección de materias primas y la planificación estructural hasta la producción y las pruebas-para mejorar el rendimiento de las bolsas de embalaje al final del cliente. Para abordar el problema del pelado y la delaminación en bolsas de embalaje compuestas de aluminio-plástico- de cuatro capas durante el funcionamiento de la máquina paginadora, ajustar la secuencia del material compuesto y optimizar la formulación del agente de curado de la capa superficial puede cumplir eficazmente con los requisitos para prevenir el pelado y la delaminación en las máquinas paginadoras.