铝箔与蒸煮袋
一、 铝箔的制造
铝箔是采用纯度为99%以上的电解铝经过压延制作而成,它无毒无味,具有优良的导电性和遮光性能,有极高的防潮性、阻气性和保味性。铝箔具有高度致密的金属晶体结构,它可以完全阻隔任何气体、水蒸汽和光线,因而能最有效地保护食品、药品的质量,在现代包装中几乎所有要求不透光或高阻隔的复合材料均采用铝箔为阻隔层,尤其是药品包装。
铝箔轧制到成品厚度后所进行的最后一次退火称为成品退火。成品退火的目的是为了得到具有符合标准和满足用户要求的软制品及各种状态制品的内部组织和机械性能。成品退火时,必须严格控制退火工艺参数(加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度等),以保证箔材的机械性能及表面除油效果,大部分铝箔产品需要进行成品退火(250℃一400℃范围内保温10-80小时)。目前,铝箔行业对铝箔表面除油效果的检测主要是通过刷水试验(ys/t455.4-2003)来测定,即用棉球蘸取蒸镏水沿铝箔的宽度方向刷试表面,然后将铝箔倾斜30°一50°度(与垂直方向)观察铝箔表面试液的流线型状,如试液呈流线状且润湿面积基本不收缩时,则表明被检铝箔的表面除油效果良好,即"A"级;如试液明显收缩或继续呈小球状时表明被检铝箔的表面除油效果不好,即"B"级。A、B是软包装用铝箔的使用特点及质量要求。其余等级不能用于软包袋复合。
目前,用户对铝箔表面质量的要求越来越高,要求表面平整、洁净,无油污、辊眼、辊印、针孔少。因此,表面质量的控制对铝箔生产来讲已经越来越重要。铝箔的几何尺寸包括宽度、厚度、长度、卷径等,其中厚度控制也是箔材生产的核心技术之一。
二、 精制铝箔的分类
精制铝箔共分为五类:
压花铝箔:表面压有各种花纹图案的铝箔制品。
贴合铝箔:又可分为贴纸铝箔和贴塑铝箔。用干法或湿法将铝箔与 纸或其他材料贴合成一体的制品。
印刷铝箔:用不同颜色和版面对铝箔表面进行印刷加工的制品。
涂层铝箔:采用漆或其他涂料对铝箔表面进行涂层加工的制品。
复合铝箔:用上述两种或两种以上精制铝箔的加工方法组合加工而成的制品。
三、 食品用铝箔的表面质量
a)表面应洁净, 平整, 不允许有腐蚀斑痕和碰伤,不允许有严重皱折和折叠,其地柔软, 折叠时应不易断裂, 有较好的柔韧性。
b) 表面允许有分散轻微的乳液痕, 波痕, 横痕和印痕。无裂口, 无压痕, 无压延留下的痕迹。
c)不允许有直径大于0. 5mm的针孔。对光肉眼可见针孔直径在0. 3mm以内,0. 07μm厚每平方米不能超过200个,且不能有密集的连续性和周期性的针孔,针孔多其阻隔性就要大打折扣了。油污和针孔是产品的主要检测指标。药用铝箔材料对铝箔的物理机械性能要求更高,一般为破裂强度应大于90Kpa,抗拉强度为98Mpa,厚度为0.02mm,表面洁净、平整,无皱纹、无压痕、无损伤、无成片萤光物质,直径大于0.3mm的针孔每立方米不超过1个,表面湿润张力不低于72。
d)不允许有润滑油燃烧后形成的明显黄色油斑,不得有油类气味并经刷水试验达到A级或B级。
四 、铝箔与胶粘剂
铅箔在轧制过程中,需加入离型剂(油类)。虽然轧制后经过后处理,仍存在油污的问题, 因此, 在复合时对粘合剂的选择方面必须考虑对油污有一定的耐性,尤其是选用高固含量的粘合剂更应加以注意。抗介质的胶粘剂效果不一样,因不同介质对胶的浸蚀不同, 需要进行实验确认后选择使用。特别是对金属亲和性好的胶粘剂才能与铝箔复合有较好的复合牢度。
与铝箔复合,上胶量的大小非常重要,上胶量太小,少于2. 8g/m2胶粘剂对铝层表面的流平性或浸润性差,一般上胶量(干胶量)应加到3. 5g/m2以上。若是水煮袋应增至4. 5~5g/m2以上,剥离牢度应在3. 5N/15mm(PET/AL),若是AL/CPP和AL/PA就都应达4. 5N/15mm以上。
对于铝箔复合膜来说,水蒸气过量和氧气透过量不合格,主要是铝箔的质量较差针孔较多引起的,对于镀铝膜来说,对上述问题主要是由于镀铝层存在质量问题,一方面镀铝层太薄,其二,可能是存在镀空线和针孔,镀铝层太簿不仅使其阻隔性能降低,还会造成复合产品发黑。
当AL与PP复合时,包装食品的PH值<5. 3时,酸性大很容易发生氧化降解而脱层。为防止此现象可在中间加复一层PET膜,能很好地起到阻挡食品中酸性物的迁移,防止胶剂脱层。
蒸煮袋所用的铝箔厚度多为7~9μm,其具有优良的遮光性及极高的防潮性. 阻气性和阻隔性,作为含脂肪食品的包装材料最为合适,做为耐135℃高温蒸煮袋的铝箔必须用90μm厚度的才能达到耐高温目的。
五、 铝箔的机械性能和国家标准
A ) 铝箔在机械性能中要求抗拉强度要在60N/mm以上, 延伸率一般在1. 5%以上。
国家标准为GB 10570-1989 精制铝箔
六、PA与AL复合蒸煮加工应注意的事项
1) PA与AL复合时的上胶量和复合剥离牢度应达4~5g/m2、4.5N/15mm
(GB/T 10004-2008标准)
2) 胶对金属的亲和性情况。一定要与金属亲和性好的胶水否则会产生严重脱层。
3) AL本身的表面张力应达72mN/m、及油污状况(即清洁度)A、B级。
4) 醋酸乙酯的纯度及含水量多少(仅能在0.2%以内)。
5) PA的收缩率应在横向5.5%以下才符合些(120 ℃ 30min )。
七、有关铝箔加工使用中出现的质量事故的几个实例
1)BOPA与AL复合后出现裂痕
一般产生这种现象在于材料热封过程中出现。因为AL为刚性材料,而当受热时,热封底材熔融收缩,且BOPA与AL间界面剥离强度过弱,而使BOPA对AL起不到固定的支撑作用。因此AL随热封层的各向异性出现不同方向和大小的裂纹。
若当AL/CPE层(热封层)间复合牢度弱时,包装过程或放置几个小时后,封口边沿会出现漏银边或热封层(CPE)多出封口边沿。此现象为CPE层受热收缩在成袋后,封口部分的CPE层收缩应力仍然存在(一般纵向收缩而横向伸长)。但其层间牢度不能抵消. 分散其收缩的应力的缘故。
2) PET/AL/CPE或OPA/AL/CPE材料组合易从前两层的界面产生脱层。原因有:
a) 由于热封的温度较高(约160℃左右),薄膜中低分子量和滑爽剂会渗透到表面上来,至AL表面引起同铝箔脱层。
b) 热封位直角处受到纵向和横向二次热封刀的受热,低分子量和滑爽剂的迁移更严重,而脱层也更利害。
c) AL在生产过程中沾有油污没有被彻底清除,热封时产生了较大的热间剥离,距离太长则会发生脱层。
d)热封刀施加给包材的延伸度己超过材料所接受的程度。
3) 自动包装袋出现热封部位表层印刷膜与AL层分层
现象: 自动包装袋个别网穴的底部出现了不规则的"黑线" ,实际为铝箔层己被压裂的痕迹。
原因: PET(OPA)膜和铝箔都是有一定延展性的材料,但在加工成包装袋的瞬间出现了破裂的现象,说明热封刀(滚轮)施加给包材的延伸度己超过了材料所能接受的程度。
解决方法:
a)热封花纹滚轮不能过深,(过于锋利)。因压深了将使铝箔层压破。
b) 铝箔是有一定延展性的材料,但在加工成包装袋的瞬间出现了破裂的现象,说明热封刀施加给包材的延伸度超过了材料所能接受的程度。花纹压深一些觉得好看。其实,采用花纹热封刀进行热封的主要目的是要保证热封口的密封性,美观性是其次的;如果将铝箔层都压破了,使包装丧失了其密封性,光有好看的外观又有什么用呢?
注意,热封刀的花纹一定不能是棱锥形的,而应当是棱台形的。热封刀的温度应以不使油墨层发生变化(熔解)为上限,一般不应超过200℃。以免热封时压破铝箔。
4) 印刷铝箔起折皱
起折皱的原因有多方面的,有印刷过程中出现的折皱,有原材料铝箔的原因,有包装设备调整不当而出现折皱,还有铝箔热封材料的不平整原因造成的折皱。
印刷过程中出现折皱的原因:
(1)铝箔原料边缘松弛;
(2)原料中央部分松弛;
(3)印刷张力不适当,或基材本身有折皱
(4)铝箔卷绕在导向辊或橡胶滚筒上的角度过大;
(5)橡胶辊硬度不够;
(6)机器或滚筒以及导向辊布置不当。
印刷过程中出现折皱的解决办法:
(1)使用偏心滚筒轴;
(2)使用弓形滚筒、张力调整滚筒;
(3)适当调整张力;
(4)调整铝箔卷绕角度;
(5)使用高硬度橡胶辊;
(6)研究机器及滚筒的装配位置。
(本文作者:陈孟杰)