การวิเคราะห์การลอกและการแยกชั้นในถุงบรรจุภัณฑ์พลาสติกคอมโพสิตอลูมิเนียม-ชั้น-สี่ชั้นระหว่างการทำงานของเครื่องเพจจิ้ง

ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น ความต้องการของลูกค้าในด้านรูปลักษณ์และประสิทธิภาพของถุงบรรจุภัณฑ์ก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น ถุงบรรจุภัณฑ์บางชนิดได้เปลี่ยนจากโครงสร้าง PET/CPP (PE) สอง-ชั้นเป็นโครงสร้าง BOPP/PET/AL/CPP (PE) สี่- ชั้น โครงสร้างสี่-ชั้นผสมผสานคุณสมบัติการกั้นสูงของอลูมิเนียมฟอยล์เข้ากับความแข็งและความสวยงามของ PET

บทความนี้จะวิเคราะห์สาเหตุของปัญหาการลอกและการหลุดล่อนในโครงสร้าง BOPP/AL/PET/CPP (PE) สี่ชั้น-ชั้นๆ เมื่อลูกค้าใช้เครื่องเพจจิ้ง และแนะนำวิธีแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้อง

1.การลอกบนเครื่องเพจจิ้ง

ขณะนี้ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์-จำนวนมากใช้โครงสร้าง BOPP/AL/PET/CPP (PE) ซึ่งสะท้อนถึงแนวโน้มการเพิ่มมูลค่าเพิ่มในผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์อย่างค่อยเป็นค่อยไป เมื่อจำนวนชั้นในถุงบรรจุภัณฑ์เพิ่มขึ้น ความผิดปกติของความแข็งแรงในการเคลือบระหว่างแต่ละชั้นในระหว่างกระบวนการคอมโพสิตก็มีความโดดเด่นมากขึ้น สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในโครงสร้าง BOPP/AL/PET/CPP แบบด้าน ซึ่งปัญหาต่างๆ เช่น ฟิล์มด้านนั้นฉีกขาดและหลุดลอก มีความแข็งแรงต่ำระหว่าง BOPP แบบด้านและ AL และเกิดการหลุดร่อนบ่อยครั้ง

รูปที่ 1การฉีกขาดและการลอกของฟิล์มด้านนั่นเอง

รูปที่ 2การหลุดร่อนเนื่องจากความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างชั้นฟิล์มด้านและชั้นอลูมิเนียม (AL) ไม่ดี

การวิเคราะห์ส่วนต่อประสานของลำดับวัสดุที่แตกต่างกันในฟิล์มคอมโพสิตสี่-ชั้นรูป3 BOPP/AL/PET/CPP รูปที่ 4 BOPP/PET/AL/CPP

ในการวิเคราะห์ส่วนต่อประสานของโครงสร้างวัสดุที่แสดงในรูปที่ 3 ฟิล์มคอมโพสิตสี่-ชั้นจริงๆ แล้วประกอบด้วยส่วนต่อประสานดังต่อไปนี้:

เคลือบ BOPP/ชั้นหมึก;

BOPP ด้าน/ชั้นกาว 1;

ชั้นหมึก/ชั้นกาว 1;

ชั้นกาว 1/ชั้นอลูมิเนียมฟอยล์

ชั้นอลูมิเนียมฟอยล์/ชั้นกาว 2;

ชั้นกาว 2/ชั้น PET;

ชั้น PET/ชั้นกาว 3;

ชั้นกาว 3/ชั้น CPP

ในภาพยนตร์คอมโพสิตนี้ มีอินเทอร์เฟซทั้งแปดที่กล่าวมาข้างต้นอย่างเป็นกลาง อย่างไรก็ตาม อินเทอร์เฟซเหล่านี้เพียงสามอินเทอร์เฟซ-โดยเฉพาะอินเทอร์เฟซ 2, 3 และ 4 เท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการแยกส่วนและการหลุดลอกที่แสดงในรูปที่ 1 และรูปที่ 2

เมื่อตรวจสอบแรงลอกของถุงคอมโพสิตสี่-ชั้นนี้ ค่าแรงลอกจะได้รับโดยใช้เครื่องทดสอบแรงดึง อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่ใครจะตรวจสอบเพิ่มเติมว่าส่วนต่อประสานใดที่แยกออกจากตัวอย่างคอมโพสิตที่ปอกแล้ว แต่มักจะสันนิษฐานโดยอัตนัยว่าค่าแรงลอกนี้แสดงถึงความแข็งแรงของการยึดเกาะของสารยึดเกาะ ในตัวอย่างข้างต้น ค่านี้จะแสดงถึงความแข็งแรงของกาวขั้นต่ำที่ครอบคลุมระหว่างอินเทอร์เฟซทั้งสาม: BOPP ด้าน/ชั้นกาว 1 ชั้นหมึก/ชั้นกาว 1 และชั้นกาว 1/ชั้นอลูมิเนียมฟอยล์

ในทางปฏิบัติ อาจเกิดสถานการณ์เพิ่มเติมอีกสามสถานการณ์:

ในระหว่างกระบวนการลอก BOPP แบบด้านอาจฉีกขาด ซึ่งหมายความว่ามีการแยกตัวเกิดขึ้นภายในวัสดุพิมพ์ที่พิมพ์เป็นชั้นภายใน

ในระหว่างกระบวนการลอกออก อาจเกิดการแยกตัวภายในชั้นหมึก ไม่ว่าจะระหว่างชั้นหมึกที่แตกต่างกันสองชั้นหรือภายในชั้นหมึกเดียวกัน

การแยกชั้นอาจเกิดขึ้นภายในชั้นกาวนั่นเอง

การระบุส่วนต่อประสานที่แน่นอนที่เกิดการแยกตัวเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวินิจฉัยและวิเคราะห์สาเหตุของแรงลอกต่ำในฟิล์มคอมโพสิตได้อย่างแม่นยำ และเพื่อป้องกันไม่ให้ปัญหาที่คล้ายกันเกิดขึ้นอีก

คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ Matte BOPP, PET, AL และ CPP
 

ตารางที่ 1 คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุทั้งสี่

ดังที่แสดงในตารางที่ 1 คุณสมบัติทางกายภาพของ BOPP แบบด้าน, PET และ AL มีค่าความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวที่จุดแตกหักของ BOPP แบบด้านและ PET มีความคล้ายคลึงกัน เมื่อลำดับของ PET และ AL กลับกันในโครงสร้างคอมโพสิต ลักษณะพลาสติกของ PET จะสามารถปกป้อง OPP แบบด้านจากความเสียหายที่เกิดจากสายพานเครื่องเพจจิ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4. การวิเคราะห์สาเหตุของการลอกบนเครื่องเพจจิ้ง
ในส่วนของการแยกชั้นเนื่องจากความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่าง BOPP แบบด้านและ AL ในรูปที่ 1 การวิเคราะห์ส่วนต่อประสานพบว่าชั้นกาวอยู่ด้าน AL ความแข็งแรงของคอมโพสิตที่วัดได้ระหว่างฟิล์มด้านและชั้นกาวคือ 0.8N/15 มม. ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 28118 ที่มากกว่าหรือเท่ากับ 2N/15 มม. สำหรับความแข็งแรงการลอกในโครงสร้างอลูมิเนียมฟอยล์ ความแข็งแรงของกาวที่ไม่เพียงพอคือสาเหตุหลักของ-การแยกส่วนขนาดใหญ่ของฟิล์มที่พิมพ์

รูปที่ 5 ถุงบรรจุภัณฑ์ผ่านเครื่องเพจจิ้ง

รูปที่ 6 พื้นที่ลอกขยาย 50 เท่า

รูปที่ 6 แสดงให้เห็นถึงการแบ่งแยกภายในซับสเตรตของฟิล์ม BOPP แบบด้าน: "การฉีกขาดหรือการแยกชั้นของซับสเตรต" นี่หมายถึงปรากฏการณ์ที่ซับสเตรตเองผ่านการแยกชั้นระหว่างการทดสอบความแข็งแรงของการลอกหลังการประมวลผลคอมโพสิตของฟิล์มฐานที่อัดขึ้นรูปร่วม-

ด้วยการขยายถุงที่แสดงในรูปที่ 2 50 เท่าเพื่อให้ได้รูปที่ 6 จะสังเกตได้ว่าการลอกเกิดขึ้นเนื่องจากการแยกตัวภายในซับสเตรตฟิล์ม BOPP ด้านเมื่อสายพานเครื่องเพจเกิดปฏิกิริยาเสียดสีกับส่วนตัดขวาง-ของถุง-ในการทำใบมีด ปรากฏการณ์นี้บ่งชี้ว่าความแข็งแรงยึดเกาะของฟิล์ม OPP ต่ำกว่าความแข็งแรงการยึดเกาะของชั้นหมึกหรือความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างชั้นกาวและฟิล์ม OPP

เราทำการทดลองเปรียบเทียบดังต่อไปนี้:

การใช้กาวตามอัตราส่วนทั่วไป ชั้นกาวจะแห้งตัวเต็มที่หลังจากการเสื่อมสภาพ ในระหว่างการทดสอบความแข็งแรงการลอก ฟิล์ม OPP มีการฉีกขาดดังแสดงในรูปที่ 7 โดยมีค่าความแข็งแรงการลอกที่วัดได้อยู่ระหว่าง 0.5–0.7 N/15 มม.

รูปที่ 7 การแยกชั้นระหว่างฟิล์ม OPP

2. การลดปริมาณของสารช่วยบ่มส่วนประกอบ NCO โดยเจตนา ส่งผลให้ชั้นกาวยังคงความเหนียวได้ในระดับหนึ่ง แม้หลังจากกระบวนการชราภาพแล้วก็ตาม ในระหว่างการทดสอบความแข็งแรงการลอก ฟิล์ม OPP สามารถลอกออกจนหมดได้ โดยมีค่าความแข็งแรงการลอกที่วัดได้ไม่น้อยกว่า 1.5 N/15 มม.

ผลการทดลองข้างต้นระบุว่าฟิล์ม OPP เป็นสารตั้งต้นที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการแยกหรือการฉีกขาดของชั้นภายใน ภายใต้สภาวะที่ชั้นกาวแข็งตัวเต็มที่ ค่าความแข็งแรงการลอกที่วัดได้ไม่ได้แสดงถึงความแข็งแรงการยึดเกาะที่ส่วนต่อประสานระหว่างชั้นกาวกับฟิล์ม OPP แต่เป็นแรงที่ต้องใช้ในการฉีกหรือแยกตัววัสดุพิมพ์ออก โดยการลดปริมาณ NCO ในกาวหรือลดปริมาณการเคลือบ ความแข็งแรงของกาวระหว่างชั้นกาวและฟิล์ม OPP ตั้งใจทำให้ต่ำกว่าความแข็งแรงเริ่มต้นที่จำเป็นในการฉีกซับสเตรตของฟิล์ม OPP

5.การวิเคราะห์ส่วนข้าม-ของถุงหลังจากการกลับลำดับของ PET และ AL

การใช้แว่นขยายแบบมือถือในการถ่ายภาพและวิเคราะห์-ส่วนตัดขวางของถุง-ที่ทำใบมีด พบว่าหลังจากการกลับลำดับวัสดุ ความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างชั้นที่ดีขึ้นส่งผลให้ส่วนตัดขวาง-เรียบและเรียบร้อยโดยไม่มีการม้วนงอด้านนอก วิธีนี้ช่วยป้องกันปัญหาการหลุดลอกได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อผ่านเครื่องเพจจิ้ง

รูปที่ 8 ภาพตัดขวาง-ส่วนของถุงบรรจุภัณฑ์

รูปที่ 9 ภาพขยายของส่วนขวางของถุงบรรจุภัณฑ์-

การเปรียบเทียบข้อมูลความแข็งแกร่งหลังจากการกลับลำดับวัสดุ

ตารางที่ 7 ข้อมูลความแข็งแกร่งหลังจากการกลับลำดับวัสดุ

จากข้อมูลความแข็งแรงเปรียบเทียบหลังจากการกลับลำดับวัสดุ ความแข็งแรงของการลอกระหว่างแต่ละชั้นสามารถปรับปรุงได้ เมื่อถุง-ทำให้ใบมีดตัดกดลง ส่วนตัดขวาง-จะไม่แสดงการม้วนงอด้านนอกอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งจะช่วยป้องกันการหลุดลอกระหว่างการทำงานของเครื่องเพจจิ้ง

7. บทสรุป
เนื่องจากจำนวนชั้นวัสดุในถุงบรรจุภัณฑ์คอมโพสิตมีความซับซ้อนมากขึ้น จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพิจารณาลักษณะการใช้งานของลูกค้าตลอดกระบวนการทั้งหมด-ตั้งแต่การออกแบบ การเลือกวัตถุดิบ และการวางแผนโครงสร้างไปจนถึงการผลิตและการทดสอบ- เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของถุงบรรจุภัณฑ์ที่ส่วนท้ายของลูกค้า เพื่อแก้ไขปัญหาการลอกและการหลุดล่อนในถุงบรรจุภัณฑ์พลาสติกคอมโพสิต-ชั้นอะลูมิเนียม-สี่ชั้นในระหว่างการทำงานของเครื่องเพจจิ้ง การปรับลำดับวัสดุคอมโพสิตและการปรับสูตรสารบ่มผิวชั้นให้เหมาะสมจะสามารถตอบสนองข้อกำหนดในการป้องกันการลอกและการหลุดล่อนบนเครื่องเพจจิ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ