【技术】浅谈天气温度变化对于软包装的影响
发布日期：2022-10-22
软包装使用的原材料中各类薄膜占很大比例，气候变化引起的温差会对薄膜的各种性能产生不一样的影响，从而造成软包装制成品质量问题。本文重点分析天气温度变化对产品质量的影响以及相应的控制要点。无论哪种薄膜，原理都是用塑料粒子升温熔融形成流体后，通过螺杆挤出而成的，不同的膜材加工方式因材料、配方、用途不一样，那么挤出机和出料成型模具以及冷却的方式都会有所不同。包括我们常用的印刷BOPET、BOPP、BOPA, 这些材料无非是因用途需求进行了二次拉伸，破坏了材料的热封性能做成刚性膜。因此，所有塑料材料的基本成形原理可以理解为塑料粒子熔融后依照最终用途加工成型，只是加工路径有所区别而已。薄膜原理都是用塑料粒子升温熔融形成流体后，通过螺杆挤出再冷却定型而成的。因此，不管是上吹、下吹、流涎，水冷还是风冷，只是加工成型的方式有所区别而已，其材料的成形肌理都是一致的。塑料膜材的生产路径：挤出→ 成型→ 冷却→ 定型→ 分切→成品。软包装一般使用凹版印刷，通过对油墨的热风干燥，形成墨膜进行色彩再现。通过热风加热进行迅速的挥发干燥，并同时通过水冷辊进行墨面冷却成型；印刷PE膜材一般需进行预热防止材料的收缩以保持套印精度。印刷的生产路径：原稿→分色→制版→装版→上墨调色→开机印刷→油墨干燥→收卷成品。复合生产路径：基膜→上胶→干燥（干复）→底膜 →复合→冷却定型→收卷成品基膜涂布胶水后，通过烘道进行烘干，胶水的溶剂挥发干燥后再与底膜贴合一起，通过加热、冷却辊定型完成复合过程。基膜涂布胶水后可直接与底膜进行贴合。过程中整个供胶系统（胶缸、胶泵、混胶管道）、上胶系统（胶槽、转移辊）、复合辊等都需要进行加温。类似制膜过程，将粒料熔融成膜后直接涂覆在基材上，有加温挤出和冷却过程。加热恒温到某个固定温度，让胶水交联固化，使不同材料贴合成一体。对烫条进行升温，通过温度加压，使膜材熔解粘接成一体，从而形成封合。从上述生产过程的描述中可以看出，温度是硬指标，一旦出现偏差，就有可能出现纰漏从而造成质量事故。因此，在工艺标准设定时，我们应依据实际生产条件制定好SOP文件，并强制要求严格按照标准书去落实生产。但在实际生产过程中，即使完全是依照SOP文件去做的，明明是同样工艺、标准、人员、设备、施工条件，但是还是会出现很多问题。比如夏季经常发生材料透明度降低、膜材摩擦系数增加甚至不开口、油墨干版、反粘，溶剂残留升高、袋子黏连、浅网干版、薄膜助剂析出、热封不良、假封、薄膜表面异物增加、袋子装箱后粘连、成品发涩不好喷码、做出袋子板结等系列问题。在冬天容易出现材料晶点增加、电晕冲击需加大、油墨转移不良、油墨不干、溶剂挥发速率不足、复合白点、复合气泡、制袋成品翘边、制袋封边剥离降低等问题。这些问题表面上看，好象发生得非常莫名其妙，让人非常头疼而且讨厌，一不小心还可能发生批量质量事故，损失严重。这些问题处理起来很耗费精力，明明已经很严格地依照标准书控制了，为什么问题还是反复发生呢？问题产生的根源在哪里呢？！从宏观可视的角度来看，我们不存在工艺、材料、加工方式的更改。从生产角度来看：人、机、料、法、环似乎都没有变化，但任何事物的发生总有规律性。如果我们逐个排查，就会发现随着季节气候的变化，气温和湿度是随时在变化的，环境其实一直在变，只是从大家的感官来说，还是原来的车间，还是那个环境，还是同样的生产。生产环境的温度、湿度产生变化，甚至有时候灰尘都会影响我们软包装的生产，这也是为什么到了一定程度，公司一定会建设净化车间甚至是恒温恒湿车间的原因，就是想努力把环境的影响降到最低。温度与我们的软包装加工密切关联太多。从设备角度来说,吹膜（流涎）、印刷、复合、制袋等各个工序感觉明显变化的是胶辊：在夏天时胶辊比较软,到了冬天就特别硬。那么胶辊软的时候弹性就比较好，生产中我们的压力就可以略微减少一点，同时胶水、油墨转移率就会有所增加；到冬天胶辊特别硬的时候，我们的压力就需要适当增加一点，严重时需要考虑压力太大胶辊是否会打滑，同时胶水、油墨的转移率就会降低，这些微观的变化我们在工艺设计和实际生产中就需要去提前应对并解决。由于我们使用的薄膜材料、胶水、油墨、溶剂基本上都属于化学类物质，一般来说材料的表面活性与温度有正向关联：温度越高材料活性越好，材料活性越好，表面的亲活力就越高，亲和力越高就说明材料表面活性越活跃；温度越高，胶水、油墨对材料的浸润性就越好，而同时材料对于胶水、油墨的亲和力也增加。因此在复合工序表现就特别明显：同样的材料、机速，在夏天开机起泡的概率极低，而在冬天就很容易起泡，就是因为冬天温度低，材料的表面活性低，也就是材料的惰性高了，胶水与材料彼此亲和力降低导致的。 天气温度的变化会造成胶水、油墨本身的温度也产生变化，也就是同样的胶水、油墨特性会因为气温的变化而产生变化。实际生产时，很多同行非常重视粘度控制，但如果忽略温度对粘度的影响，那也只是一个片面的追求。不同的树脂对温度的敏感区域或许不同，但是温度与粘度成反向比是不争的事实。在温度25℃条件下测试粘度为2300（涂4杯约25秒）的树脂，在15℃时粘度达到3000（涂4杯约32秒），也就是说温度降低10℃，粘度差不多增加了7秒！当然，实际生产当中，因每种树脂或胶水设计的黏温曲线是不同的，且经过溶剂开稀，粘度变化的差异未必就有那么大，可是粘度会因为室温不同产生变化是实实在在存在的，这也就是生产已经用了粘度控制仪，粘度也是严格按照SOP控制作业，但最终质量还是有较大偏差的原因。这并非粘度问题，而是因为温度变化了，但是粘度没变，我们的胶水油墨实际上的固含量已经产生了变化导致的。同时，随着气温变化，胶水和油墨本身的温度也会产生变化，胶水油墨的低温就会需要更多的热量才能让溶剂挥发，而在高温情况下，溶剂就极易挥发。比如：在35℃条件下，一个胶槽每小时可挥发3kg醋酸乙酯，由此可知温度对于溶剂挥发效率的影响是极大的。同样的工艺，在夏天可能印刷干版，到了冬天就不干，除了材料的活性变化外，与溶剂挥发需要足够的热量也是息息相关的（当然也有风量）。软包装材料、油墨、胶水基本都属于高分子材料，属于石油类衍生物，薄膜的加工基本路径都是利用加温熔融，将粒料从固体变为流体，有了加工适性之后再按照需求进行冷却定型，最终加工形成我们所需要的薄膜。加工后薄膜表面一般是惰性的，我们还需要进行电晕等表面处理。膜材为了后续包装的加工性和市场需求，一般都会进行共混改性，不可避免加了一些助剂如：爽滑剂、开口剂、抗静电剂等，这些一般是小分子量存在于薄膜内部，薄膜就像一个容器一样把他们装在里面，也就是低分子量的东西存放在高分子的薄膜内，可以想象为一个玻璃瓶（薄膜）内放了不少小东西（助剂），这些小东西一旦温度升高他们就会活跃，温度降低就会潜伏。如果加工前对配方的控制和设计存在缺陷的话，就会直接影响膜材的性能：过多时会析出，不足时则直接导致摩擦系数加大或其他问题。所以膜材当中的开口剂和滑爽剂一般都是不同的，市面上大多的开口剂都会加入无机类的微粉颗粒，就是为了确保材料的表面粗糙度并降低对环境温度的变化。综上所述，气温变化，对于我们的软包装影响还是很大的，在生产中我们要尽可能规避这些问题，认真仔细地做好每一个环节，做出稳定的合格产品。
