چروک شدن یا لایه برداری بعد از واکنش: علل، تشخیص و رفع

بسته بندی انعطاف پذیر موضوع استریل کردن را در دمای بین 121 تا 135 درجه سانتیگراد به مدت 30 تا 40 دقیقه بازگردانید - یکی از سخت ترین شرایطی که هر فیلم چند لایه باید تحمل کند. دو مورد از رایج ترین و پرهزینه ترین عیب هایی که از این فرآیند به وجود می آیند عبارتند از چین و چروک و لایه برداری . در حالی که آنها اغلب با هم ظاهر می شوند، دلایل ریشه ای متفاوتی دارند، پروفایل های خطر متفاوتی دارند و نیاز به اقدامات اصلاحی متفاوتی دارند. درک تمایز اولین گام به سمت عملکرد بسته بندی قابل اعتماد است.

چروک شدن و لایه لایه شدن در بسته بندی Retort چیست؟

چین و چروک به چین‌های سطحی، موج‌ها یا اعوجاج‌هایی اطلاق می‌شود که پس از چرخه ریتورت روی کیسه ظاهر می‌شوند. در موارد خفیف، کیف ناهموار یا کمانش به نظر می رسد. در موارد شدید، چین و چروک ها در نزدیکی ناحیه مهر و موم متمرکز می شوند و یکپارچگی خود مهر و موم حرارتی را به خطر می اندازند و مسیرهای نشت احتمالی ایجاد می کنند.

لایه لایه شدن یک نقص ساختاری جدی تری است. زمانی اتفاق می‌افتد که لایه‌های چسبیده یک فیلم چند لایه - معمولاً ترکیبی از PET، BOPA، فویل AL و CPP یا RCPP - شروع به جدا شدن می‌کنند. این می تواند به صورت حباب های قابل مشاهده، لکه های ابری، یا پوسته شدن در مقیاس بزرگ پس از برداشتن کیسه از مخزن ظاهر شود. حتی لایه لایه شدن جزئی عملکرد مانع بسته بندی را از بین می برد ، کل دسته را غیرقابل فروش می کند.

هر دو عیب یک ویژگی مهم مشترک دارند: علل ریشه ای آنها مدتها قبل از شروع چرخه توده - در هنگام انتخاب مواد، چاپ، لمینیت و پیری - تعبیه شده است، اما مشکل فقط تحت فشار استریلیزاسیون در دمای بالا قابل مشاهده است. این تجلی دیرهنگام دقیقاً همان چیزی است که آنها را برای تولیدکنندگان مواد غذایی بسیار مضر می کند. برای یک نمای کلی تر از مواد درگیر، به راهنمای ما در مورد مراجعه کنید مواد بسته بندی انعطاف پذیر برای محصولات غذایی .

علل ریشه ای چین و چروک بعد از Retort

چروک شدن در درجه اول یک مشکل عدم تطابق مکانیکی است. هنگامی که لایه‌های تک لایه در یک لمینت با سرعت‌های متفاوتی تحت گرما جمع می‌شوند، تنش داخلی ایجاد می‌شود و ساختار به‌جای اینکه صاف باشد، کمانش می‌شود. چندین عامل خاص باعث این امر می شود:

• انقباض حرارتی نامتناسب بین لایه ها. هر ماده فیلم - PET، BOPA، CPP - دارای ضریب انبساط حرارتی متفاوتی است. هنگامی که این نرخ ها به طور قابل توجهی واگرا می شوند، ساختار کامپوزیت نمی تواند به طور یکنواخت در طول ریتورت شل شود و منجر به چروک شدن می شود. سازه هایی که از BOPA (پلی آمید دو محوره گرا) استفاده می کنند به ویژه مستعد این هستند زیرا نایلون به سرعت رطوبت را جذب می کند و رطوبت نرخ انقباض گرمای مرطوب را به طور غیر قابل پیش بینی تغییر می دهد.
• حلال یا رطوبت باقیمانده در لایه چسب. اتیل استات که به عنوان حلال در لمینیت خشک استفاده می شود باید در طول تونل خشک کردن کاملاً دفع شود. اگر میزان رطوبت در حلال از 200 پی پی ام بیشتر شود، یا اگر ناخالصی های الکلی وجود داشته باشد، قبل از اینکه دو جزء به طور کامل به هم متصل شوند، ماده پخت در چسب تا حدی مصرف می شود. نتیجه یک لایه چسب با مقاومت حرارتی کاهش یافته است - لایه ای که نمی تواند فیلم را تحت تنش حرارتی صاف نگه دارد.
• پخت ناقص چسب. چسب های پلی یورتان دو جزئی به زمان پخت کافی - معمولاً 48 تا 72 ساعت - در دمای مناسب قبل از شکاف، تبدیل یا پر کردن لمینت نیاز دارند. عجله در این مرحله رزین واکنش نداده را در لایه باند باقی می‌گذارد که نرم می‌شود و تحت گرمای واکنشی جریان می‌یابد و به لایه‌ها اجازه جابه‌جایی و چروک شدن را می‌دهد.
• جذب رطوبت فیلم BOPA. فیلم نایلون رطوبت محیط را بسیار سریع جذب می کند، به خصوص زمانی که رطوبت محیط بیش از 80٪ باشد. فیلم BOPA اشباع شده با رطوبت متفاوت از لایه‌های خشک مجاور متورم و منقبض می‌شود و کشش داخلی ناهمواری ایجاد می‌کند که کیسه تمام‌شده را پس از چروک شدن چروک می‌کند.

شرایط فصلی به طور قابل توجهی این خطرات را تشدید می کند. در تابستان، دمای بالای محیط و رطوبت جذب رطوبت توسط فیلم و حلال‌ها را تسریع می‌کند و باعث می‌شود شکایات چین و چروک در طول ماه‌های گرم بسیار بیشتر شود.

علل ریشه ای لایه برداری بعد از Retort

لایه لایه شدن طیف وسیع تری از علل ریشه ای، شیمی مواد پوشا، آماده سازی سطح، فرمولاسیون چسب و کنترل فرآیند دارد. درک اینکه کدام لایه جدا می شود - و در کدام رابط - برای تشخیص صحیح ضروری است.

• چسب با مقاومت ناکافی در برابر حرارت و رطوبت. بیشتر چسب های رتورت بر پایه رزین های پلی یورتان هستند که حاوی گروه های استر و یورتان هستند. این گروه ها مستعد هیدرولیز هستند - تجزیه شیمیایی پیوندها توسط آب در دمای بالا. در شرایط رتور در دمای 121 درجه سانتیگراد، یک چسب استاندارد ممکن است به سرعت چسبندگی خود را از دست بدهد. ورقه‌های درجه رتورت به چسب‌هایی نیاز دارند که به طور خاص برای مقاومت در برابر هیدرولیز و حفظ استحکام باند بالای 40 تا 50 نیوتن پس از استریل‌سازی فرموله شده باشند.
• نسبت سختی گیر نادرست چسب های پلی اورتان سیستم های دو جزئی هستند. اگر سخت کننده (عامل پخت) کمتر از دوز باشد، اتصال عرضی بین رزین و سخت کننده کافی نیست و لایه چسب فاقد یکپارچگی ساختاری مورد نیاز در دماهای بالا است. به طور غیر شهودی، دوز بیش از حد سخت کننده به همان اندازه مضر است: اتصال عرضی بیش از حد باعث افزایش استرس داخلی در لایه چسب می شود، می تواند به استحکام چسبندگی آسیب برساند و باعث انقباض می شود که منجر به لایه برداری در رابط های فیلم می شود.
• درمان ناکافی سطح فیلم برای چسبندگی قوی، سطح فیلم باید انرژی سطحی کافی داشته باشد - معمولاً بالای 38 dynes/cm برای لمینیت استاندارد و بالاتر از 50 dynes/cm برای BOPA مورد استفاده در سازه‌های مخزن. اگر درمان کرونا به دلیل نگهداری طولانی مدت یا استفاده نادرست از بین رفته باشد، چسب نمی تواند پیوندهای بین مولکولی و شیمیایی لازم برای زنده ماندن در برابر گرما را ایجاد کند. چسبندگی ضعیفی که تست پذیرش در دمای اتاق را پشت سر بگذارد می تواند در دمای 121 درجه سانتی گراد به طور کامل شکست بخورد.
• نوع چسب اشتباه برای محتوای بسته بندی شده محصولات با اسیدیته بالا، محتوای نمک بالا، یا محتوای روغن قابل توجه - مانند خیار شور، کیمچی، سس ها، یا مارینادها - به چسب هایی نیاز دارند که به طور خاص برای مقاومت در برابر رسانه ها درجه بندی شده اند. استفاده از چسب استاندارد برای این کاربردها باعث می‌شود که محتوای بسته‌بندی شده به لایه چسب حمله شیمیایی کند و حتی اگر همه پارامترهای دیگر درست باشند، لایه‌لایه‌شدگی ایجاد می‌شود.
• ناسازگاری لایه جوهر جوهرهای چاپ بین لایه بیرونی و لایه چسب قرار می گیرند. اگر سیستم رزین جوهر برای شرایط retort درجه بندی نشده باشد، یا اگر جوهر نرم کننده ها یا مواد افزودنی را در دمای بالا آزاد کند که به داخل چسب مهاجرت می کنند، پیوند جوهر به چسب و جوهر به فیلم می توانند هر دو از کار بیفتند و باعث لایه لایه شدن سطحی شوند که از ناحیه چاپ شده شروع می شود.

راهنمای دقیق در مورد انتخاب ساختار فیلم مناسب برای عملکرد مانع در ما موجود است راهنمای انتخاب فیلم بسته بندی مواد غذایی .

نحوه رفع و پیشگیری از این عیوب

پرداختن به چین و چروک و لایه برداری نیاز به مداخلات در مراحل مختلف زنجیره تولید دارد. به ندرت یک راه حل وجود دارد - راه حل باید با علت اصلی تایید شده مطابقت داشته باشد.

انتخاب مواد

استفاده کنید RCPP (پلی پروپیلن ریخته گری درجه رتور) به عنوان لایه آب بندی داخلی برای هر کیسه ای که در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد پردازش می شود. CPP استاندارد مقاومت حرارتی مناسبی برای شرایط توپر واقعی ندارد و منبع مکرر خرابی کیسه و لایه لایه شدن در لایه داخلی است. برای ساختارهای حاوی فویل آلومینیومی در تماس با محتویات اسیدی یا قلیایی، یک لایه کامپوزیت PA (پلی آمید) بین فویل و RCPP اضافه کنید تا از حمله شیمیایی به فویل جلوگیری شود. همیشه بررسی کنید که همه لایه‌ها در لمینت دارای نرخ انقباض گرمای مرطوب یا مشابه هستند.

برای چسب های تماس با رسانه، تأیید کنید که محصول بسته بندی شده آبی، روغنی، اسیدی یا قلیایی است - سپس چسبی را انتخاب کنید که به طور خاص برای آن کلاس رسانه فرموله شده و آزمایش شده است. تصور نکنید که یک چسب با درجه بندی مجدد به طور خودکار برای همه محتویات در برابر رسانه مقاوم است.

کنترل فرآیند در حین لمینیت

کیفیت حلال را کنترل کنید - میزان رطوبت اتیل استات باید زیر 200 ppm باقی بماند و محتوای الکل باید به طور جداگانه ردیابی شود. در شرایط تابستانی با رطوبت بالا، قبل از استفاده، بشکه های حلال و سینی های چسب را برای چگالش نقطه شبنم بررسی کنید. دمای کارگاه و رطوبت نسبی را به طور فعال کنترل کنید. تاسیسات بدون کنترل های محیطی باید دفعات بازرسی کیفیت را در ماه های گرم و مرطوب افزایش دهند.

اطمینان حاصل کنید که تونل خشک کن گرما و جریان هوای کافی برای خروج کامل حلال از چسب را قبل از سیم پیچی فراهم می کند. خشک شدن ناکافی یکی از مستقیم ترین - و دست کم گرفته شده ترین - علل لایه برداری و چروک شدن پس از ترمیم است. پس از لمینیت، چرخه کامل پخت (معمولاً 48 تا 72 ساعت در دمای 50-40 درجه سانتیگراد) را قبل از تبدیل یا پر کردن بگذارید. عجله در پخت برای برآوردن برنامه های تحویل، منبع اصلی خرابی در سطح دسته ای است.

تأیید صحت درمان سطحی

کیفیت درمان کرونا را روی هر رول فیلم BOPA قبل از ورود به تولید بررسی کنید، به ویژه پس از نگهداری طولانی مدت یا در شرایط مرطوب. برای BOPA مورد استفاده در سازه های مخزن مانند BOPET//BOPA//RCPP، نیاز به درمان تاج دو طرفه با کشش سطحی تایید شده کمتر از 50 dynes/cm دارد. رول‌هایی که این آستانه را برآورده نمی‌کنند، نباید برای کاربردهای رتور استفاده شوند، حتی اگر برای کارهای لمینیت استاندارد کافی به نظر برسند. ارائه موثر بسته بندی مانع رطوبت به همان اندازه که به یکپارچگی رابط بستگی دارد به خصوصیات مانع خود فیلم.

سازگاری جوهر و چسب

هر زمان که تامین کنندگان جوهر، چسب یا فیلم تغییر می کنند، آزمایش سازگاری کامل را انجام دهید - حتی زمانی که دسته جدید از همان تامین کننده می آید. دسته‌های تولیدی مختلف می‌توانند پروفایل‌های افزودنی متفاوتی داشته باشند که بر چسبندگی پس از پخت و پز در دمای بالا تأثیر می‌گذارند. آزمایش سازگاری باید شرایط واقعی توده را شبیه سازی کند: 121 درجه سانتی گراد به مدت 40 دقیقه معیار استاندارد است، با نیروی لایه برداری قبل و بعد اندازه گیری می شود.

تست کیفیت قبل از تولید انبوه

هیچ ساختار بسته‌بندی قفسه‌ای نباید به سمت تولید انبوه حرکت کند، بدون اینکه آزمایش شبیه‌سازی شده را در شرایط پر و فرآیند واقعی انجام دهد. پروتکل تست استاندارد شامل پر کردن کیسه ها با محصول واقعی (یا جایگزین نماینده مانند اسید استیک 4٪، سولفید سدیم 1٪، کلرید سدیم 5٪ یا روغن نباتی بسته به نوع محصول)، تخلیه هوا قبل از آب بندی، و پختن در دما و زمان استریل سازی مورد نظر در یک مخزن کالیبره شده است.

پس از سرد شدن تا دمای محیط، هر نمونه باید از نظر چروکیدگی یا اعوجاج قابل مشاهده بازرسی شود. هر نشانه ای از لایه لایه شدن، حباب زدن، یا جدا شدن لایه. یکپارچگی مهر و موم حرارتی؛ و پارامترهای قابل اندازه گیری زیر:

• قدرت لایه برداری - اندازه گیری قبل و بعد از پاسخ. نرخ کاهش را محاسبه کنید کاهش بیش از 30٪ یک سیگنال هشدار دهنده است که نیاز به بررسی علت اصلی دارد.
• استحکام مهر و موم حرارتی - برای کیسه های قفل، حداقل نیاز معمولاً 40 تا 50 نیوتن است. با مشخصات تجهیزات تایید کنید.
• استحکام کششی و ازدیاد طول در هنگام شکست - مقادیر پس از پاسخگویی باید در آستانه های قابل قبول تعریف شده توسط GB/T 10004-2008 یا استانداردهای قابل اجرا معادل باقی بمانند.

حداقل 12 نمونه در هر سازه در هر شرایط توصیه می شود - حداقل شش مورد زیر بخار و شش مورد در زیر آب - برای به دست آوردن نتایج معنی دار آماری. فقط سازه هایی که تمام معیارها را تحت شرایط شبیه سازی شده پاس می کنند باید برای دوره های تولید انبوه تایید شوند. این مرحله تأیید، در حالی که زمان را قبل از راه اندازی اضافه می کند، بسیار کم هزینه تر از خرابی دسته ای پس از پر کردن است.

برای تولید تکرار، یک روش بازرسی دریافتی ایجاد کنید که پارامترهای کلیدی مواد ورودی - کشش سطحی، محتوای رطوبت حلال، نسبت عامل پخت چسب و نرخ انقباض فیلم - را قبل از هر کمپین تولید تأیید می‌کند. مواد از یک دسته تامین کننده متفاوت باید بدون توجه به سابقه تایید قبلی، یک آزمایش سازگاری جدید را آغاز کند.