蒸煮袋分层原因分析
蒸煮袋的分层表现为三个关键层的界面损坏:内膜/粘合剂、粘合剂/油墨以及油墨/外膜。也可能表现为粘合剂层或油墨层内的内聚破坏。轻微的分层表现为包装受力区域出现条纹状分离,或者包装袋很容易用手剥离或撕开。在更严重的情况下,分层可能导致蒸煮过程后出现大面积分离。造成上述现象的主要原因如下:
- 油墨或粘合剂对湿气和热量的抵抗力不够,从而削弱了粘合力。
蒸煮袋所用的油墨或胶粘剂,无论是双组份还是单组份,一般都是由聚氨酯树脂制成的 ,聚氨酯树脂的耐湿热性能主要决定了 油墨或胶粘剂的耐湿热性能。具体来说,由于聚氨酯树脂中含有酯基和氨基甲酸酯基,这些基团极性较强,在潮湿高温条件下容易发生水解,聚氨酯树脂与基材表面之间形成的氢键容易断裂,导致粘结强度下降,严重时还会引起胶层分离。油墨或胶粘剂厂家可以通过改变聚氨酯树脂的化学结构、使用助剂等技术手段,提高蒸煮油墨在高温加工后的粘结强度。
- 油墨或粘合剂的应用存在问题。
①硬化剂用量不符合要求。用量不宜过多或过少。用量过低,硬化剂与树脂交联不充分,导致胶层的粘接强度、耐热性、耐水解性下降;用量过高,易发生交联过度,影响聚合物间的结晶和微相分离,降低胶层的内聚强度,增加内应力,引起墨层过度收缩,导致分层 。
② 固化剂配比只是影响实际胶粘剂配比的因素之一。实际操作中,固化剂可能会被乙酯中的水分、醇类等物质消耗,导致实际反应配比出现偏差。此外,胶粘剂的储存时间、设备干燥能力不足等因素也会影响胶粘剂的实际交联密度。
③若陈化时间不足,会造成交联不完全,使墨层的耐热性和耐水解性降低。
④如果油墨或胶粘剂活性不足,或混入过多的过期、无效残留物,在印刷或覆膜前,与基材可结合的基团数量就会减少,导致结合力下降。
- 油墨、粘合剂和薄膜之间不相容。
根据粘附理论,当粘合剂的表面张力与基材的表面张力匹配且极性相近时,界面张力最小,从而获得最大的粘附强度。因此,不同制造商生产的油墨或粘合剂固化后的表面状态以及薄膜表面可能存在差异。当各种材料的表面基团不能有效地相互吸引形成分子间作用力或发生化学键合时,由于相互作用较弱,在低温下可能会发生粘附。然而,在高温下,这些较弱的粘附力可能会被破坏,导致分层。
- 影片存在的问题
该问题主要体现在两个方面:一是薄膜处理不符合要求,或者根本没有进行处理,导致灭菌后剥离强度和热封强度不足。二是薄膜中的某些添加剂在高温下可能会迁移到表面,从而可能降低粘合性。这些添加剂包括开口剂、抗静电剂、润滑剂以及其他添加到塑料薄膜中的物质。
如果蒸煮袋在灭菌后出现分层,第一步是确定分层的界面,并确定涉及哪两种材料。验证生产工艺是否符合要求的标准也至关重要。此外,更换材料进行对比实验有助于查明分层的真正原因。
- 蒸馏过程的问题
①使用蒸煮袋时,食品公司应严格控制温度在制造商规定的范围内。即使温度超出规定范围几度也可能造成严重后果,因为用于制造蒸煮袋的材料通常已经达到了其最高耐受温度。在这些额外的温度条件下,蒸煮袋的性能是否仍能得到保证成为关键因素。
②受包装内容物的影响,包装内内容物的物理化学性质,以及在高温下可能产生的化学变化或新物质,均可能渗透到蒸煮袋的各层,导致其性能下降,如发生分层。
③真空度的影响。即使蒸煮袋内部的真空度很高,也会导致袋内各层之间产生应力差异,从而导致粘合力较弱的薄膜层之间发生分层。
④灭菌过程中的背压。在高温条件下,包装袋的热封强度远低于室温下的热封强度。此时,蒸煮袋内外的压力差会导致包装袋过度膨胀,类似于气球充气,从而可能导致包装袋破裂或泄漏。