黃山永新股份有限公司? 張和平? 陳龍 周黎麗
在軟包裝復(fù)合膜的發(fā)展中，軟包裝復(fù)合膜的方便開啟性一直受到人們的重視。好的軟包裝復(fù)合膜不僅體現(xiàn)在對內(nèi)容物的保護(hù)上，還要能方便開啟。軟包裝復(fù)合膜包裝成袋后，用手撕開啟是最方便的選擇。手撕開啟有兩種方法：一是破壞熱封區(qū)的開啟，二是從包裝袋的切口撕開。一般的包裝袋對熱封強(qiáng)度要求高，在熱封區(qū)的開啟會(huì)比較困難，因此切口撕開是采用最多的手撕開啟方法。在軟包裝復(fù)合膜包裝成袋時(shí)，通常設(shè)計(jì)在包裝袋的縱向兩端通過鋸齒刀切成縱向切口的易撕口。（見示意圖1）。
但實(shí)際有些軟包裝復(fù)合膜的包裝袋沿著這些縱向切口也很難手撕開啟，為此，軟包裝復(fù)合膜還有一些其他更易于手撕方便開啟的設(shè)計(jì)，如激光層切易撕線、機(jī)械打穿的虛線易撕線、使用可手撕的聚酯膜等。這些設(shè)計(jì)可以達(dá)到更好的手撕效果，但對包裝材料的阻隔性都有較大的破壞，且會(huì)提高包裝材料的生產(chǎn)成本。軟包裝復(fù)合膜縱向切口撕裂性的影響分兩個(gè)方面：一是復(fù)合膜的生產(chǎn)工藝影響；二是復(fù)合膜包裝成袋的易撕切口角度和深度以及撕裂加載速率。PET/VMPET/PE、PET/VMPET/CPP材質(zhì)結(jié)構(gòu)的塑料復(fù)合膜以其挺度好、外表層耐熱性好、阻隔性好、熱封性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于休閑食品、條包藥品包裝中，本文將選用這兩種材質(zhì)結(jié)構(gòu)的軟包裝復(fù)合膜，從其復(fù)合膜生產(chǎn)工藝對縱向切口的易撕性影響進(jìn)行研究與探討，從而為大家在設(shè)計(jì)縱向切口的易撕性包裝時(shí)如何更好地選擇基材提供借鑒。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1、實(shí)驗(yàn)主要原料
實(shí)驗(yàn)主要原料一覽表見表1。
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
干式復(fù)合設(shè)備，日本富士生產(chǎn)；PE吹膜設(shè)備，德國W&H生產(chǎn)，CPP流延設(shè)備，德國萊芬豪舍生產(chǎn)。
3、樣品制備
軟包裝復(fù)合膜樣品制備工藝流程如圖1、2所示
4、測試設(shè)備及方法
廣州試驗(yàn)儀器廠制造的XLW-100型微控電子拉力試驗(yàn)機(jī)；撕裂強(qiáng)度測試按GBT 16578.1-2008 塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的測定第1部分：褲形撕裂法。
二、結(jié)果與討論
1 、PET/VMPET縱向剝離強(qiáng)度對復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度影響
通過按上述圖2的生產(chǎn)工藝流程，生產(chǎn)PET/VMPET/30PE、PET/VMPET/30CPP的兩個(gè)材質(zhì)結(jié)構(gòu)樣品（以下稱PE材質(zhì)結(jié)構(gòu)和CPP材質(zhì)結(jié)構(gòu)），每個(gè)材質(zhì)結(jié)構(gòu)中僅通過復(fù)合工藝改變PET/VMPET的縱向剝離強(qiáng)度，分別得到不同縱向剝離強(qiáng)度的復(fù)合膜。對各樣品的縱向剝離強(qiáng)度和縱向褲型撕裂強(qiáng)度進(jìn)行測試，測試結(jié)果請見圖4。
圖4 PET/VMPET縱向剝離強(qiáng)度與PE、CPP材質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度關(guān)系
從圖4分析，兩個(gè)材質(zhì)結(jié)構(gòu)中，不同的PET/VMPET縱向剝離強(qiáng)度的復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度幾乎相近。原因可能是PET、VMPET都是雙向拉伸膜，薄膜分子拉伸取向規(guī)整度高，薄膜伸長率低，切口撕裂強(qiáng)度也很低，復(fù)合膜在縱向進(jìn)行褲型撕裂時(shí)，PET/VMPET兩層提供的抗褲型撕裂力很小，且能同步易撕，所以這兩層間的剝離強(qiáng)度對整個(gè)復(fù)合膜的撕裂強(qiáng)度幾乎沒有影響。
2、VMPET/PE、VMPET/CPP的縱向剝離強(qiáng)度對復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度影響
通過按上述圖3的生產(chǎn)工藝流程，生產(chǎn)PET/VMPET/30PE、PET/VMPET/30CPP的兩個(gè)材質(zhì)結(jié)構(gòu)樣品，通過復(fù)合工藝改變VMPET/PE、VMPET/CPP的縱向剝離強(qiáng)度，得到該兩層不同縱向剝離強(qiáng)度的復(fù)合膜。對樣品的縱向剝離強(qiáng)度和縱向褲型撕裂強(qiáng)度進(jìn)行測試，測試結(jié)果請見圖5。
圖5 不同的VMPET/PE、VMPET/CPP縱向剝離與復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度關(guān)系
從圖5分析，樣品的縱向褲型撕裂強(qiáng)度有隨VMPET/PE、VMPET/CPP縱向剝離強(qiáng)度增加而降低的變化趨勢。觀察測試復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度的過程，發(fā)現(xiàn)縱向褲型撕裂強(qiáng)度高的復(fù)合膜樣品，撕裂時(shí)PE、CPP膜都出現(xiàn)了與VMPET分離的現(xiàn)象，且有拉伸形變。原因是當(dāng)剝離力小于撕裂力時(shí)，在撕裂力作用下未拉伸的PE、CPP膜就會(huì)與VMPET分層，在撕裂力作用下出現(xiàn)拉伸，一旦薄膜有拉伸產(chǎn)生，撕裂力就會(huì)提高，再次促進(jìn)PE、CPP膜的繼續(xù)分層拉伸，撕裂強(qiáng)度隨這個(gè)循環(huán)增大。
3、PE薄膜、CPP薄膜對復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度影響
通過按上述圖3的生產(chǎn)工藝流程，生產(chǎn)PET/VMPET/PE、PET/VMPET/CPP的兩個(gè)材質(zhì)結(jié)構(gòu)樣品，其中PE、CPP膜分別選用了30、40、50、60、70um厚度，得到不同的復(fù)合膜樣品，并對樣品的縱向褲型撕裂強(qiáng)度進(jìn)行測試，測試結(jié)果請見圖6。
圖6 對應(yīng)厚度的PE、CPP薄膜與復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度關(guān)系
從圖6分析，同樣厚度的熱封層為PE薄膜材質(zhì)復(fù)合膜縱向褲型撕裂強(qiáng)度高于熱封層為CPP薄膜材質(zhì)的復(fù)合膜，可能原因是PE薄膜橫向的吹脹使薄膜分子橫向有取向，從縱向撕裂薄膜時(shí)橫向的分子取向就會(huì)阻止撕裂導(dǎo)致撕裂強(qiáng)度提高。CPP薄膜橫向是自然流平，縱向通過拉伸比產(chǎn)生取向，這樣更利于CPP薄膜的縱向撕裂。PE薄膜的屈服強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生伸長，而薄膜的伸長會(huì)提高復(fù)合膜的撕裂強(qiáng)度。
三、結(jié)語
綜上研究，復(fù)合膜的未拉伸膜層的剝離強(qiáng)度及未拉伸膜的材質(zhì)影響著復(fù)合膜的縱向切口撕裂性，復(fù)合膜的縱向切口撕裂性決定著包裝袋手撕開啟的難易。因此，要得到切口易撕的復(fù)合膜，首先需要選用合適的未拉伸膜，并通過復(fù)合工藝的優(yōu)化，提高未拉伸膜與其相鄰薄膜的層間剝離強(qiáng)度，這個(gè)剝離強(qiáng)度要均勻地高，不能有跳動(dòng)，否則撕裂復(fù)合膜時(shí)，未拉伸膜會(huì)在剝離跳動(dòng)低點(diǎn)上出現(xiàn)拉伸，導(dǎo)致復(fù)合膜撕裂強(qiáng)度增大。
四、應(yīng)用
縱向切口易撕軟包裝復(fù)合膜的應(yīng)用十分廣泛，可以用于老幼休閑食品包裝、條包藥品包裝、條包洗發(fā)水和沐浴露等。與熱封區(qū)易開口復(fù)合膜比較，更經(jīng)濟(jì)且包裝密封性更好。
