高温蒸煮袋生产对上胶量的要求

   随着人们生活水平的不断提高，食品安全问题愈来愈得到重视，高温蒸煮食品的需求也越来越大，作为最佳包装高温蒸煮食品的复合材料高温蒸煮袋得到了广泛的应用。高温蒸煮袋能够和食品一起加热，具有良好的热封性、耐热性、耐水性、高强度和高阻隔性，一般由多层材料复合而成，层与层之间都是用高温蒸煮胶粘结在一起，胶层作为连接层与层之间的桥梁，对整个高温蒸煮袋的性能起着核心的作用；上胶量作为衡量胶层桥梁作用的重要指标对复合强度有很大的影响，也直接影响着整个高温蒸煮袋的耐热、耐水性能。

目前，生产高温蒸煮袋的企业如雨后春笋般迅速发展，而且有相当的企业掌握了比较成熟的高温蒸煮袋生产工艺，但是高温蒸煮类的产品生产过程中一般都要求上胶量达到4g/m2以上，熟化时间常常都要72h以上，一方面上胶量大增加了生产的成本，另一方面熟化时间长意味着产品的生产周期长，不利于物料的流转，不能满足客户要求交货期短的需求，这在很大程度上困扰着很多企业。本文将着重介绍高温蒸煮袋的生产工艺及使用条件对上胶量的要求并对未来高温蒸煮袋生产的发展方向作一个初步设想。

一、上胶量的定义

上胶量就是每平方米基材上有多少质量干基胶黏剂，一般以g/m2表示。

二、上胶量与复合强度的一般关系

上胶量与复合强度的一般理论是复合强度随着上胶量的增大而增大，但上胶量在达到一定程度后其对应的复合强度增加相对减缓，趋于一个平衡；上胶量继续增大由于受熟化时间、设备干燥能力、材料结构等因素的影响甚至会出现降低的情况。上胶量与复合强度的一般关系如图所示：

三、高温蒸煮袋蒸煮过程中的反应对上胶量的要求

高温蒸煮袋一般是连同食品一起放入121℃或135℃的热水中进行杀菌，在高温蒸煮过程中，基材会发生不同程度的收缩，如果高温蒸煮袋的复合强度低，复合袋层间就没有足够的力去阻止基材收缩，造成高温蒸煮后，袋子有比较严重的离层现象，由上胶量与复合强度的一般关系可知，只有上胶量达到一定的量，才能让复合强度达到一个较高的水平，保持高温蒸煮袋在蒸煮过程中不出现离层和起皱；另外，由于高温蒸煮袋用的胶水一般为双组份聚氨酯树脂类型的，聚氨酯树脂本身具有一定的亲水性，树脂中的氨基、酯基有极强的极性，在湿热条件下易受到湿气的进攻发生水解，聚氨酯树脂与基材表面的氢键易受到破坏，从而使粘结强度降低，甚至会出现胶黏层脱落，如此只有保证上胶量以确保高温蒸煮胶的主剂和固化剂足够在熟化过程中交联生成高分子网状结构，才能有效提升高温蒸煮袋的耐热性和耐水性。

四、高温蒸煮袋印刷工艺对上胶量的要求

一般情况下，包装都需要有精美的印刷图案作为装饰，高温蒸煮袋亦是如此，经过印刷的薄膜表面平整度较差，只有相对较多的上胶厚度才能填平其表面的凹隙，不至于产生大量白点；另外，里印类油墨印刷完成后表面相对粗糙，上墨量一般能达到2~3g/m2，复合过程中油墨层会吸收一部分胶水导致复合层表面的胶水不足，因而作为高温蒸煮类用途的包装更需要有较高的上胶量为产品性能做保证。

五、高温蒸煮袋复合工艺对上胶量的要求

生产高温蒸煮类产品用的复合涂胶网辊深度一般均要求>=90um，这样才能有效保证产品的上胶量达到4g/m2以上，一般情况下，刚制回来的版上胶量能满足要求，而用过一段时间后上胶量会减少。这一方面是由于网辊跟刮刀有磨损导致深度减小，另一方面是由于高温蒸煮产品用的网辊很多都是腐蚀版且是棱锥形的，胶水容易在网点内部淤积，即使是将刚用完的版立刻放在洗版机上进行滚动清洗，或者将用过一段时间的版用洗版液进行深入清洗，均不能有效保证涂胶辊能彻底清洗干净，这样就造成每个网点所对应的上胶区域不能有效地保证上胶量都在标准范围内，从而在胶层与薄膜之间存在微小气泡或者缺陷。而一个微小气泡或胶层缺陷就是一个内应力破坏点，会直接影响产品的复合强度。高温蒸煮类产品上胶量达到一定的程度，可以有效减少胶层与薄膜之间由于润湿不良引起的微小气泡或胶层中存在的缺陷，即使其中会有上胶量不足的网点，但是由于整体上胶量高，附近区域能够有效给予性能上的补充，从而保证产品的整体质量。

六、生产实例

实际复合生产过程中由于受印刷油墨厚度、复合涂胶网辊线数、复合压力、胶黏剂工作浓度、复合基材等因素的影响，上胶量可能达不到或高于4g/m2。如果上胶量过低，复合强度无法达到要求，会大大增加蒸煮袋在蒸煮过程中离层、起皱的风险；如果上胶量高了，可能产品性能能满足使用要求，但是会增加生产成本。一般情况下，高温蒸煮产品的上胶量控制在3.8~4.5g/m2的范围内。为保证高温蒸煮产品的上胶量能达到要求，除了配置胶水工作浓度要合适、开机前要测试在正常生产工艺条件下产品的上胶量、制定合适的工艺参数外，在生产完成后，还要注重对涂胶网辊进行清洗和处理，保证没有过多的残余胶水堵塞网辊，保障网辊的涂胶能力。

以下是一例高温蒸煮袋的生产实例：
 

• 产品结构：PET12/NY15/RCPP70（PET满版印刷）
• 产品用途：婴儿米粉
• 蒸煮条件：121℃，30min
• 设备：北人机械
• 胶黏剂：胶黏剂为YH3166（高温蒸煮胶），YH3166:YH3166B:EA=10:1.5:14.3，工作浓度30%
• 工艺参数：120um 90L网辊，上胶量3.95g/m2，涂胶压力0.32MPa，刮刀压力0.2MPa，复合压力0.5MPa，烘箱温度70℃℃，80℃，90℃，复合温度65℃，机速110m/min，熟化温度52℃，熟化时间96h.
   

复合强度

七、结语

由此可见，无论是高温蒸煮产品的印刷工艺、复合工艺，还是高温蒸煮产品特殊的使用条件均要求高温蒸煮类产品的上胶量达到4g/m2以保证产品能有良好的复合强度、耐温性、耐水性，而降低上胶量一定程度上会增加高温蒸煮产品的质量风险。

随着现代包装行业的发展，包装越来越呈现小批量、多品种、交期短的趋势，这在一定程度上给包装生产企业提出了挑战。在当前生产高温蒸煮类产品企业不能有效降低上胶成本的情况下，我们需要与胶黏剂生产企业加强合作，极力促进高品质高温蒸煮胶黏剂的发展，虽然高固含量、低粘度、流平性好、初黏力大、卫生安全性好等性能大部分高温蒸煮胶都能满足，但是涂布量少、黏结力高、反应速度快、熟化时间短（塑塑复合产品48h以内，铝塑复合产品72h以内）依然是高温蒸煮胶黏剂发展的重要方向，只要这些问题能够有效解决，高温蒸煮袋生产将能真正走上低上胶量、短生产周期的低碳之路。