浅谈塑料包装袋撕裂开启技术
2020-08-04张和平胡凯张红斌
张和平 胡凯 张红斌
(黄山永新股份有限公司,黄山 245900)
前言
塑料软包装的保护功能一直是商品包装的关注点,很多包装技术的创新改进,都是围绕这一要求来实施,如阻隔性、密封性、力学强度等。但随着物质生活水平的不断提升,人们对商品的消费开始追求高层次的精神享受。他们不再仅仅满足于包装的保护功能,而对包装使用过程中的开启性提出了越来越高的要求,从便利开启上升到开启过程中的愉悦性体现要求。因此,塑料包装袋的开启方式及效果设计,对商品在终端客户的消费体验非常重要。[1-2]
1. 塑料软包装开启方式
目前,塑料软包装的开启方式主要是撕裂和揭开两类。撕裂开启就是从垂直包装袋面膜方向撕开包装袋,是把包装袋面膜撕裂,如图1所示。撕裂开启在国内塑料包装袋应用最广泛,如锯齿型切边包装袋、热封边有“一”字或“>”型切口的包装袋。
图1 塑料包装袋撕开示意图
揭开开启就是从包装袋的热封口区域分开,不破坏包装袋面,或是在预留切口处用不干胶贴揭开开启方式。
如图2所示。揭开开启在国外很多轻量塑料包装袋上应用,如薯片、饼干等包装。
图2 塑料包装袋揭开示意图
2. 撕裂开启改进生产技术
撕裂开启生产工艺主要是用“∨”型切刀切袋边和在袋边切一个“一”字或“>”型切口,终端消费者通过从这些切口撕裂包装袋来取出内容物。
但塑料包装袋的撕裂性不好,有时可能仅仅在在切口区域撕开一个小口后,包装袋膜就出现拉伸导致很难撕开,一般在BOPP或PET/VMCPP两层结构复合膜中最为常见。
有些多层复合膜,如果内层的 PE膜或CPP膜剥离强度低,也会出现在撕裂过程中伸长,产生撕裂障碍。另外,撕裂的操作对撕裂开启的难易影响也非常明显,即左右手前后用力方向不同,会得到的撕裂效果不同。
针对这些问题,目前撕裂开启创新了一些改进生产技术,如激光直线切割、机械膜面微切口、热封膜易撕裂改性、直线撕裂膜应用。
2.1 激光直线切割[3]
激光直线切割是在塑料复合膜成袋前,通过激光工艺进行复合膜的表层膜纵向连续切割,使制袋后的撕裂切口是对应一条已经撕裂的直线,而且这条已经撕裂的直线会定位复合膜的撕裂方向也成直线,撕开后的袋口边整齐。
这种激光直线切割非常适合拉链袋的热封边撕裂开启,也常在一些二次包装无拉链外袋中应用。
目前,还有一种间断横向切割复合膜的激光直线切割技术,该技术主要是应用在中封条装袋上,因为中封条装袋的撕裂,消费者是需要横向撕裂开启条装袋,这样便于袋中内容物倒出。横向激光直线切割复合膜/袋示意图3所示。
图3 横向激光直线切割复合膜/袋示意图
激光直线切割,一般是在三层或三层以上复合膜上进行操作,不管是纵向连续切割还是横向间断切割,都要控制好速度与激光功率的匹配。既不能切的太深把复合膜切穿,也不能切的太浅没有产生直线撕裂效果,一般要求只把第一层印刷膜切穿即可。激光直线切割撕裂位置局限性大,一定要将袋子两面的激光撕裂线与撕裂切口对好,否则就没有直线撕裂的效果。
2.2 机械膜面微切口
机械膜面微切口是对单片基材薄膜的处理技术,目前主要有处理的PET薄膜和BOPP薄膜。处理工艺为:制作一根表面进行粗糙处理的辊,通过压辊和粗糙辊的共同作用使薄膜表面产生微裂纹。粗糙辊的粗糙度制造参数、处理时的压力值以及处理次数,显著影响薄膜表面微切口的数量及深度。
过度的处理会造成油墨、胶水的渗透,处理不够又会导致撕裂效果不好,处理效果还可以通过抗穿刺强度和抗端撕裂强度来评价[4]。
机械膜面微切口处理目的是提供终端消费者更多的可以手撕的切口,即整个膜面的微切口都可以为手撕切口,撕裂的过程效果类似于普通复合膜的切口撕裂,如果做两层复合膜,撕裂走向就主要取决于内层膜,试验验证这种机械膜面微切口处理的PET薄膜与 CPP薄膜复合后,横向撕裂性障碍较大,但纵向可以用手撕形成直线的易撕裂效果。
机械膜面微切口处理薄膜,在中封条装袋复合膜应用较多,可以解决中封条装袋的竖直对折边不能做“一”字或“>”型撕裂切口。
2.3 热封层薄膜易撕裂改性
在复合膜袋的撕裂过程中主要阻碍过程撕裂的是热封层薄膜,因此降低热封层薄膜的撕裂性可以大大提升复合膜袋的过程易撕裂效果。热封层薄膜主要有聚乙烯薄膜(PE薄膜)和聚丙烯薄膜(PP薄膜),其中PP薄膜的易撕裂性较PE薄膜好,所以主要是对 PE薄膜进行易撕裂改性。PE薄膜易撕裂改性主要有两种:定向拉伸改性;树脂配方改性。定向拉伸改性的 PE薄膜目前主要有双向拉伸PE薄膜(BOPE薄膜)和MDO单向拉伸PE薄膜。PE树脂在成膜过程中经拉伸后,高分子形成拉伸取向排布,使同拉伸方向的撕裂性下降。拉伸倍率越大,易撕裂性越好。40微米厚的定向拉伸PE薄膜与非拉伸PE薄膜的裤型撕裂强度对比如表1。
表1 不同工艺PE薄膜的裤型撕裂强度
由表1分析,不同工艺的PE薄膜,横向易撕裂性较纵向好;BOPE薄膜的纵横向综合易撕裂性最好;吹膜PE的纵横向综合易撕裂性最差。
树脂配方改性方法:是在三层共挤吹塑薄膜的芯层线性 PE树脂中共混相容性好的高拉伸弹性模量、低伸长率的聚环烯烃树脂(COC树脂),在撕裂时,依靠 COC树脂的高拉伸弹性模量和低伸长率,使撕裂时薄膜不发生形变伸长,形成直线的易撕裂效果[5]。这种树脂改性方法,可以得到纵横向均可直线撕裂 PE膜,但与普通拉伸膜复合后,直线撕裂效果下降。
2.4 直线撕裂拉伸薄膜应用
直线撕裂拉伸薄膜主要有三种:直线撕裂BOPP、直线撕裂 BOPET、直线撕裂 BOPA。直线撕裂拉伸薄膜与铝箔、VMPET、CPP、PE等膜进行两层或多层复合后,复合膜具有良好的直线撕裂效果,而且撕裂强度低,较激光直线切割的撕裂效果好,且打撕裂口位置没有局限性,在复合膜的纵向任意位置打撕裂口,都会有很好的直线撕裂效果。这个良好的直线撕裂性,只有一个方向,即纵向直线撕裂。在使用时,需考虑包装成袋后终端消费者的撕裂方向,要设计撕裂切口引导终端消费者在薄膜的纵向进行撕裂开启。
直线撕裂拉伸薄膜开发较早[6],但由于价格较高,且多是进口采购,目前国内塑料包装袋应用较少。直线撕裂拉伸薄膜由于有良好的纵向直线撕裂效果,在印刷、复合加工时,如果使用锯齿刀砸切,通常膜是切不断,需要改进用横向飞刀切膜。
结语
塑料软包装袋的一个合适撕裂开启方式,不仅不能影响包装袋对内容物的保护,而且要使商品能和终端消费者间建立一种沟通和交流,让消费者感受到一种贴心设计的撕裂开启,使他们在开启包装袋的过程中感受到或便利、或愉悦、或满足的心情,从而带来物质和精神上的全方位满足。同时更轻松开启的产品包装有助于人与商品的和谐发展,间接的提高了人们的生活品质并与厂家之间建立起信任和依赖,提升了产品的附加功能价值,进而为企业带来可观的经济效益[7]。