Com o desenvolvimento da indústria de embalagens flexíveis, os requisitos dos clientes quanto à aparência e desempenho das sacolas para embalagens aumentaram gradualmente. Algumas sacolas de embalagem passaram de uma estrutura PET/CPP (PE) de duas-camadas para uma estrutura BOPP/PET/AL/CPP (PE) de quatro{2}}camadas. A estrutura de quatro-camadas combina as propriedades de alta barreira da folha de alumínio com a rigidez e o apelo estético do PET.
Este artigo analisa principalmente as causas de problemas de descascamento e delaminação em estruturas BOPP/AL/PET/CPP (PE) de quatro{0} camadas quando os clientes usam máquinas de paginação e apresenta soluções correspondentes.
1.Peeling em máquinas de paginação
Muitos produtos-de alta qualidade agora adotam a estrutura BOPP/AL/PET/CPP (PE), refletindo a tendência de aumento gradual do valor agregado em produtos de embalagem. À medida que o número de camadas nos sacos de embalagem aumenta, as anormalidades na resistência de laminação entre cada camada durante o processo compósito tornaram-se cada vez mais proeminentes. Isso é particularmente evidente em estruturas foscas de BOPP/AL/PET/CPP, onde ocorrem frequentemente problemas como o próprio filme fosco rasgando e descascando, baixa resistência entre BOPP fosco e AL e delaminação frequente.
Figura 1Rasgando e descascando o próprio filme fosco
Figura 2Delaminação devido à baixa resistência de ligação entre o filme fosco e a camada de alumínio (AL)
Análise de interface de diferentes sequências de materiais em filmes compostos de quatro{0}camadas
Figura3 BOPP/AL/PET/CPP Figura 4 BOPP/PET/AL/CPP
Na análise de interface da estrutura do material mostrada na Figura 3, o filme composto de quatro-camadas consiste, na verdade, nas seguintes interfaces:
Camada fosca BOPP/tinta;
BOPP fosco/camada adesiva 1;
Camada de tinta/Camada adesiva 1;
Camada adesiva 1/camada de folha de alumínio;
Camada de folha de alumínio/Camada adesiva 2;
Camada adesiva 2/camada PET;
Camada PET/Camada Adesiva 3;
Camada adesiva 3/camada CPP.
Neste filme composto, as oito interfaces acima mencionadas existem objetivamente. No entanto, apenas três dessas interfaces,-especificamente as interfaces 2, 3 e 4, são relevantes para os problemas de delaminação e descascamento ilustrados na Figura 1 e na Figura 2.
Ao examinar a força de descascamento desta sacola composta de quatro{0}}camadas, um valor de força de descascamento é obtido usando uma máquina de teste de tração. No entanto, é raro alguém investigar mais detalhadamente qual interface específica sofreu separação na amostra composta descascada. Em vez disso, é frequentemente assumido subjetivamente que este valor da força de descascamento representa a resistência adesiva do agente de ligação. No exemplo acima, esse valor representaria a resistência adesiva abrangente, porém mínima, entre as três interfaces: BOPP fosco/camada adesiva 1, camada de tinta/camada adesiva 1 e camada adesiva 1/camada de folha de alumínio.
Na prática, podem ocorrer três cenários adicionais:
Durante o processo de descascamento, o BOPP fosco pode rasgar, o que significa que a separação ocorre dentro do substrato impresso em camadas internas.
Durante o processo de descascamento, a separação pode ocorrer dentro da camada de tinta, seja entre duas camadas de tinta diferentes ou dentro da mesma camada de tinta.
A separação pode ocorrer dentro da própria camada adesiva.
Identificar a interface exata onde ocorre a separação é extremamente importante para diagnosticar e analisar com precisão as causas da baixa força de descascamento em filmes compostos e para evitar a recorrência de problemas semelhantes.
Propriedades físicas de materiais foscos BOPP, PET, AL e CPP
Tabela 1 Propriedades Físicas dos Quatro Materiais
Conforme mostrado na Tabela 1, as propriedades físicas do BOPP fosco, PET e AL são tais que a resistência à tração e o alongamento na ruptura do BOPP fosco e do PET são semelhantes. Quando a ordem do PET e AL é invertida na estrutura composta, as características plásticas do PET podem proteger efetivamente o OPP fosco contra danos causados pelas correias da máquina de paginação.
4. Análise das causas de peeling em máquinas de paginação
Em relação à delaminação devido à baixa resistência de ligação entre BOPP fosco e AL na Figura 1, a análise da interface revelou que a camada adesiva está no lado AL. A resistência composta medida entre o filme fosco e a camada adesiva é de 0,8N/15mm, o que não atende ao requisito do padrão nacional GB/T 28118 de Maior ou igual a 2N/15mm para resistência ao descascamento em estruturas de folha de alumínio. A força adesiva insuficiente é a principal causa da delaminação de grandes-áreas do filme impresso.
Figura 5 Saco de embalagem passando pela máquina de paginação
Figura 6 Área de peeling ampliada 50 vezes
A Figura 6 ilustra a separação dentro do substrato de filme BOPP fosco: "rasgo ou divisão entre camadas do substrato". Isso se refere ao fenômeno em que o próprio substrato sofre separação entre camadas durante o teste de resistência ao descascamento após o processamento composto de filmes de base co-extrudados.
Ampliando o saco mostrado na Figura 2 em 50 vezes para obter a Figura 6, pode-se observar que o descascamento ocorre devido à separação dentro do substrato do filme BOPP fosco quando as correias da máquina de paginação interagem por atrito com a seção transversal-da lâmina de corte-de fabricação do saco. Este fenômeno indica que a resistência coesiva do filme OPP é inferior à resistência de adesão da camada de tinta ou à resistência de ligação entre a camada adesiva e o filme OPP.
Conduzimos os seguintes experimentos comparativos:
Utilizando o adesivo de acordo com a proporção convencional, a camada adesiva cura totalmente após o envelhecimento. Durante o teste de resistência ao destacamento, o filme OPP apresentou rasgos conforme mostrado na Figura 7, com valores medidos de resistência ao destacamento variando entre 0,5–0,7 N/15mm.
Figura 7 Separação entre camadas do filme OPP
② A redução intencional da dosagem do componente NCO do agente de cura fez com que a camada adesiva retivesse um certo grau de pegajosidade mesmo após o processo de envelhecimento. Durante o teste de resistência ao destacamento, o filme OPP pode ser completamente removido, com valores medidos de resistência ao destacamento não inferiores a 1,5 N/15mm.
Os resultados experimentais acima indicam que o filme OPP é um substrato propenso à separação ou rasgo interno das camadas. Sob condições em que a camada adesiva está totalmente curada, o valor medido da resistência ao descascamento não representa a resistência de ligação na interface entre a camada adesiva e o filme OPP, mas sim a força necessária para rasgar ou separar o próprio substrato. Ao reduzir o teor de NCO no adesivo ou diminuir a quantidade de revestimento, a resistência adesiva entre a camada adesiva e a película de OPP é intencionalmente tornada inferior à resistência inicial necessária para rasgar o substrato da película de OPP.
5.Análise da seção-transversal de sacolas após inversão da ordem de PET e AL
Usando uma lupa portátil para fotografar e analisar a seção-transversal da lâmina de corte-de fabricação de sacolas, observou-se que, depois de inverter a ordem do material, a maior resistência de ligação entre as camadas resultou em uma seção transversal-suave e organizada, sem qualquer ondulação externa. Isso evitou efetivamente problemas de descascamento ao passar pela máquina de paginação.
Figura 8 Seção-transversal da embalagem
Figura 9 Visualização ampliada da seção transversal-da sacola de embalagem
Comparação de dados de resistência após reverter a ordem do material
Tabela 7 Dados de resistência após reverter a ordem do material
De acordo com os dados comparativos de resistência após a reversão da ordem do material, a resistência ao descascamento entre cada camada pode ser melhorada. Quando a lâmina de corte-que faz o saco é pressionada para baixo, a seção-transversal não mostra curvatura externa significativa, o que ajuda a evitar o descascamento durante a operação na máquina de paginação.
7. Conclusão
À medida que o número de camadas de material em sacolas de embalagens compostas se torna cada vez mais complexo, é essencial considerar as características de uso do cliente durante todo o processo-desde o design, seleção de matéria-prima e planejamento estrutural até a produção e testes-para melhorar o desempenho das sacolas de embalagem no final do cliente. Para resolver o problema de descascamento e delaminação em sacos de embalagem composta de plástico de quatro{3}}camadas de alumínio-durante a operação da máquina de paginação, o ajuste da sequência do material compósito e a otimização da formulação do agente de cura da camada superficial podem atender efetivamente aos requisitos para evitar o descascamento e a delaminação em máquinas de paginação.