BOPA//LDPE結構的水煮袋，大量應用于泡菜、筍子的包裝。
NY//PE結構的水煮袋，其使用溫度一般在80～100℃，在GB/T10004－2008國標中屬于水煮級，主要物理性能技術指標見表1：
表1：主要技術指標（GB/T10004－2008）
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項目
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指標
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剝離力（水煮級）
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≥2.0N/15mm
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熱合強度（水煮級）
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≥13N/15mm（干法復合）
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耐熱性
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指標：使用溫度在80℃以上的產品經耐熱試驗后，應無明顯變形、層間剝離、熱封部位剝離等異常現象。
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耐高溫介質性
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指標：使用溫度為80℃以上的產品經耐高溫介質試驗后，應無分層、破損、袋內外無明顯變形，剝離力、拉斷力、斷裂標稱應變和熱合強度下降率應≤30%。
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拉斷力、斷裂標稱應變、直角撕裂力、抗擺錘沖擊能、氧氣透過量、水蒸氣透過量、穿刺強度、透光率和霧度、表面電阻率。
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?
?
由供需雙方協商。
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袋的耐壓性能
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無滲漏、不破裂
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袋的跌落性能
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不破裂
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摩擦系數（內面/鋼板靜/動）
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≤0.4
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衛生指標
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符合GB 9683
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溶劑殘留量
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指標：溶劑殘留總量≤5.0，其中苯類不檢出。
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特定化學物質
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Pb+Cd+Hg+CrⅥ≤80mg/kg
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另外，BOPA//LDPE結構的水煮袋還應符合QB/T 1871-93的相關技術要求。QB/T 1871-93 雙向拉伸尼龍/低密度聚乙烯復合膜袋，產品主要用于抽空、換氣、冷凍、低溫滅菌包裝和一般包裝用膜及袋。其主要的物理性能技術指標見表2 ：
表2：主要技術指標（QB/T 1871-93）
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序號
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項目
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指標
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A類（LDPE厚度＞50μ）
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B類（LDPE厚度≤50μ）
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||
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1
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拉斷力（縱、橫向），N
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≥40
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≥30
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2
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斷裂伸長率（縱、橫向），%
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≥35
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≥30
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?
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注，拉伸速度為100±10mm/min。
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||
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3
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直角撕裂力（縱、橫向），N
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≥3.5
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≥3.0
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4
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層間剝離力，N
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≥2.5
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≥2.0
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5
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封口剝離力（袋），N
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≥20
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≥15
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6
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抗擺錘沖擊能，J
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≥0.8
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≥0.6
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7
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氧氣透過量
cm3/m2·24h·0.1MPa
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≤50
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≤50
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8
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水蒸氣透過量
g/(m2·24h)
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≤12
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≤15
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9
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耐熱性
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無顯著變形、分層和封口開裂
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10
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耐寒性，%
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≥60
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≥60
|
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11
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耐油度，%
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≤30
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≤30
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12
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耐壓性（袋）
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無滲漏、無破裂
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13
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耐跌落性（袋）
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無滲漏、無破裂
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從表1、表2中可見，BOPA//LDPE水煮袋實際上有較高的技術指標要求，雖然有一定規模的軟包企業都能制作水煮袋，但是質量也參差不齊，有的還會出現較多的批量性質量問題，在此本文就BOPA//LDPE水煮袋制作工藝中的關鍵要點進行分析。
一、材料的選擇
1.BOPA薄膜的選擇
①尼龍薄膜的弓形現象
BOPA薄膜可以采用管膜拉伸法生產，也可以使用平面雙向拉伸法生產。各種方法的特點比較見表3。
表3 不同生產方法特點比較
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比較項目
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逐次
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同步
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管膜
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生產能力
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高
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中
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低
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生產速度（m/min）
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130～180
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100～150
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100～110
|
|
薄膜厚度偏差
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良
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中
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差
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薄膜弓形現象
|
中
（弓形效應大）
|
良
|
良
|
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設備維護保養
|
良
|
差
|
良
|
從表3可見，不同方法生產的雙向拉伸尼龍薄膜具有不同的弓形效應，其對薄膜的印刷套印精度及包裝袋（包括煮前和水煮后的袋面外觀）的平整度都有明顯地影響。
如果尼龍薄膜拉伸前在厚片橫向上畫上方塊格（如圖1），拉伸后我們可以看到：拉伸前正方形的方塊，拉伸后中間部位是面積放大了的正方形，而兩側卻變成了菱形，并且越靠近兩側變形就越嚴重（如圖2）。
圖1 薄膜弓形現象的產生圖示
檢測尼龍薄膜弓形效應的具體方法是測定對角線的熱收縮率。我們可以按水煮袋的實際使用條件（如100℃30min）來檢測尼龍薄膜的濕熱收縮率，對角線熱收縮率的差值越小，表明產品的均衡性越好；差值小于1.5%，制袋時不會產生翹角。
圖2 兩步法與同步法薄膜的弓形現象圖示
②市場供應品種
BOPA薄膜分為印刷級和復合級兩種，印刷級可用于印刷、復合工藝，復合級僅推薦用于無需印刷的復合工藝。厚度一般有12μm、15μm、25μm兩種規格。15μm用軟包裝復合膜，25μm用于冷成型鋁藥品包裝。用于中間層復合，且用于水煮蒸煮用途時，一定要使用雙面電暈薄膜。
③BOPA薄膜的關鍵質量要求
- 平整度要求高的應選擇弓形效應小的同步拉伸薄膜。
- 薄膜的表面張力≥50mN/m，保證油墨的附著牢度。處理值也不是越大越好。
- 選擇相對濕度適應性好的薄膜，保證套印精度。
- 選擇熱收縮率較小的薄膜品種（濕熱收縮率）。
2. 熱封層PE的選擇
水煮袋PE不同于普通PE的地方：①更好的熱封強度；②良好的夾雜物熱封性；③較好的熱粘強度（在水煮時不破袋）；④良好的厚度均勻性→熱封合質量的穩定；⑤良好的透明性，無明顯水紋狀；⑥無影響使用的魚眼、雜質、晶點→外觀氣泡，甚至刺穿PA薄膜→阻隔性下降，或出現油類滲漏現象。
前三點質量特點主要由吹塑時PE膜各層的粒料配方決定。
3.印刷油墨的選擇
尼龍膜印刷一般選用聚氨酯專用油墨：①無苯有酮系列；②無苯無酮系列。
在選擇印刷油墨時注意：
①色別型號的耐性選擇，如某聚氨酯油墨的F1200紅、1500紅、F1150紅、F2610金赤、F3700橙、F4700中黃等色別的油墨在說明書中就注明了不能用于BOPA/PE結構的水煮膜印刷，某些顏色不耐水煮，在水煮沸時易出現色料滲出現象。
②金銀色墨要慎用。對于金銀色墨，油墨廠在說明書中都不建議用于水煮用途，但是市場上的水煮包裝袋有些應用了金銀色顏色，一般的做法是在應用前咨詢油墨廠進行配方設計，還要注意不能大色塊印刷。
③對尼龍薄膜要有好的油墨附著牢度，這樣才能保證油墨部位最終的剝離強度。
4. 膠黏劑的選擇
選擇能耐水煮的膠黏劑，并保證復合后的交聯固化程度。另外，陳膠再利用時應慎重（一般應避免使用），因為陳膠在放置過程中，膠液中的主劑與固化劑基團的有效比例已失衡，易出現膠層不干現象。
5.乙酸乙酯的質量要求
我國《工業乙酸乙酯》GB/T 3728－91中規定，優等品水份含量小于1000ppm，一等品水份含量小于2000ppm，合格品水份含量小于4000ppm。現行的乙酸乙酯國家標準代號為GB/T3728－2007，對純度、水份含量、醇含量的技術指標見表4。
表4 GB/T3728－2007的技術指標
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項目
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優等品
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一等品
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合格品
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乙酯的純度/%，≥
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99.7
|
99.5
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99.0
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乙醇的含量/%，≤
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0.10
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0.20
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0.50
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水份的含量/%，≤
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0.05
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0.10
|
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乙酸乙酯中的水份及醇類（不僅是乙醇，甲醇、異丙醇的含量也應控制）會與膠水中的固化劑反應，從而消耗固化劑，造成膠層不干現象，這也是水煮袋膠層起皺的主要原因之一。
二、凹版印刷工藝
1.具體油墨型號的選擇
按工藝指定的油墨型號進行生產，如前面介紹的有些色別的油墨是不適合用于BOPA//PE印刷。
2.舊墨再利用時需添加50%以上的新墨，變質油墨不得使用。
3.必要時可在白墨中添加一定比例的固化劑。白墨中加入一定比例的固化劑的目的有兩個：一是提高油墨的耐熱性；二是抵消油墨中樹脂基團對固化劑的消耗，避免夏季膠層固化不完全現象。
加入方法：先用溶劑稀釋后再緩慢地邊攪拌邊加入油墨中，直至混合均勻。
錯誤方法：直接加固化劑倒入油墨中，或加入墨盤中，這樣會混合不均勻，反而起不到添加固化劑的效果。
另外，還要注意時效性：加入時效性一般為12h，隔夜的油墨固化劑已失效，再用時應補加一定量的固化劑。
4.尼龍膜的防潮管理
尼龍吸潮，則印刷時容易出現荷葉邊、蕩邊、條紋、上色不易、套色不準等現象。
印刷時最好能控制生產車間的溫濕度，當生產車間的濕度超過80%時，尼龍膜容易吸濕潮漲，叢而引起一系列的印刷產品質量問題。
具體要注意以下幾方面問題：①使用前不要過早打開包裝。②盡量一次用完，剩下的余膜用阻隔性好的材料包好。③印刷時第一色組不上版輥，進行預干燥。④保證生產車間合理的溫度（25℃±2℃）和濕度（≤80%RH）。⑤印刷好的尼龍薄膜應用防潮薄膜包裝好。
三、干法復合工藝
1.上膠量的選擇
標準上膠量范圍：2.8～3.2gsm，過大的上膠量對剝離強度沒有意義，反而增加干燥負荷。對于干燥能力不足的復合設備，反而增加煮后脫層、破袋的機率。
??? 在檢測上膠量時，要特別注意尼龍薄膜經烘道前后因含水量的變化，影響上膠量檢測的準確性！
我們在生產水煮袋時，不能只看上膠量，還要關注膠粘劑涂布的微觀均勻性。以下是兩種網線輥的表面外觀圖，網線輥的參數會直接影響膠黏劑涂布的微觀均勻性。
A：網線輥圖例（擠壓輥）
圖3擠壓輥表面外觀
網點間距0.25504mm，網線數25.4/0.255.04=99.59L
網墻寬度：55.32、60.49、59.04、55.06、70.30、67.58、64.46、59.44、60.38、51.47μ，平均55.374μ
網墻寬度/網穴=55.374/255.04=21.7%
網墻占版面的面積比：38.7%。
B：網線輥圖例（電雕輥）
圖4 擠壓輥表面外觀
網點間距0.2274mm，網線數25.4/0.2274=111.69L
網墻寬度：平均22.647μ
網墻寬度/網穴=22.647/227.4=9.956% ，網墻寬度非常均勻。
網墻占版面的面積比：18.92%。
網點有通溝存在有利于轉移，網穴內壁光潔不吸附膠，轉移及流平性均較好。
我們從A、B網線輥的網墻寬度/網穴的比例及網墻占版面的面積比數值可知，輥B的膠粘劑涂布均勻性明顯好于輥A，在使用擠壓涂布輥時，應控制好網墻的寬度。
2.乙酸乙酯的水份要求
GB/T3728-2007對乙酸乙酯的水份含量及乙醇含量都有明確要求，乙酸乙酯的質量不合格（如水份含量及醇類超標）常導致圖7、圖8中的質量事故發生。
表5是某軟包裝廠的乙酸乙酯含水量檢測數據，圖5為其直觀圖示，在20個批次的進貨檢驗中有4個批次超過500PPM（優等品），其中一個不合格，而且該批為桶裝（經銷商分裝）溶劑，其他批次為槽罐車溶劑。大多數小型軟包裝企業購買的都是桶裝溶劑，乙酸乙酯中的水份含量指標極可能超出合格品的要求。
表5：乙酸乙酯含水量檢測數據為：PPM
圖5 乙酸乙酯含水量檢測數據（柱圖）
乙酸乙酯中的醇類含量往往未引起大多數軟包裝企業的重視，圖6是某批次乙酸乙酯中的醇類含量檢測的色譜圖，表6是一軟包裝企業的乙酯檢測數據（桶裝溶劑）。
圖6 乙酸乙酯中醇類檢測色譜圖
表6：2010年一軟包裝企業的乙酯檢測數據（桶裝溶劑）
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批次
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乙醇含量/%
|
異丙醇含量/%
|
乙酸乙酯含量/%
?
|
|
1
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0.0668
|
－
|
99.9327
|
|
2
|
0.5349
|
－
|
99.6977
?
|
|
3
|
0.2795
|
－
|
99.4650
?
|
|
4
|
0.2856
|
－
|
99.6948
|
|
5
|
0.2295
|
－
|
99.7705
?
|
|
6
|
0.1777
|
0.0154
|
99.6761
|
|
7
|
0.2180
|
－
|
99.5954
|
|
8
|
0.2181
|
－
|
99.6525
|
|
9
|
0.1847
|
0.0114
|
99.7560
|
|
10
|
0.2188
|
0.0105
|
99.7588
|
|
11
|
0.2265
|
0.0113
|
99.7363
?
|
|
12
|
0.3563
|
0.0119
|
99.6318
|
|
13
|
0.2879
|
－
|
99.7121
|
|
14
|
0.4566
|
0.0110
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99.2232
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表中的乙醇含量按GB3728-2007，14個批次中僅一個優等品，2個一等品，整體質量較差。
3.保證膠黏劑的干燥充分
我們通常只關注復合的上膠量，實際上干燥不充分往往是造成膠黏劑固化不完全（膠層耐熱性不足）、包裝袋水煮時脫層、起皺質量現象的最直接原因。配好的膠液中存在少量的水分及醇類雜質，良好的干燥性可使涂膠層中的水分等雜質盡量揮發，減少對膠層中固化劑比例的消耗量。干法復合時為保證膠黏劑充分干燥，要注意幾下幾點：
??? （1）設備本身的干燥性能，如設備的進排風量、烘箱長度。
??? （2））干燥溫度的設定。
???? ①第一區干燥溫度的設定。第一區干燥介質的乙酯濃度最高，所以第一區干燥溫度設定不能太高（一般不能高于65℃）。因為溫度過高，膠層表面的溶劑快速揮發而結皮反而抑制了內層溶劑在后幾區干燥段的逸出。
②干燥溫度梯度設定。烘箱溫度應按梯度逐漸升高的規律設定，目的是加速硬化區和排除異味區膠層溶劑的擴散揮發，減少薄膜內的溶劑殘留。
（3）進排風量的調節。
①在干燥過程的蒸發區進排風量閥門應開到最大，且關閉回風閥門。
②而在干燥的硬化區和排除異味區可適當增加回風量，可節省部分能耗。
4.環境溫濕度的影響
夏季的高溫高濕季節是雙組份聚氨酯膠黏劑干法復合膠層不干質量事故的多發時段，據某膠黏劑廠介紹，在夏季接到的質量反饋中95%與膠層不干有關。高溫高濕的環境下，空氣中的含水量很高，極易通過乙酸乙酸的揮發從而進入膠盤中消耗固化劑，使膠黏劑主劑與固化劑的配比失衡，導致復合固化后膠層交聯固化不完全，在水煮時出現脫層起皺現象。
沒有條件控制車間溫濕度的軟包裝企業，在夏季高溫高濕季節應注意以下幾點：
①通過檢測環境溫濕度及膠盤、溶劑桶上方的溫度，避免“露點”現象發生，一旦出現“露點”即意味著空氣中的水分大量進入膠盤中，極易出現膠層不干現象。
②水煮袋在生產安排時盡量避開高濕度時段進行復合加工。
③復合用的乙酸乙酯桶、膠水循環桶應加蓋密封，如采用半封閉的膠盤則可進一步減少環境濕度的影響。
5.熟化工藝要求
一般熟化條件：溫度50～55℃，48h。
另外，還要關注整個膜卷熟化的均勻度：①顯示溫度與膜卷附近的實際是否一致（膜卷上下左右的實際溫度）；②膜卷附近的空氣是否能實現有效對流；③收卷表面溫度對熟化的影響：傳熱有一定過程，卷芯復合膜的熟化條件是否達到要求？（這可能是造成質量不穩定的一個主要因素。）
四、制袋工藝
水煮袋熱封合強度要好，更關鍵的是要求整批質量穩定，如：①無局部封合不良的現象；②整批無個別封合不良的現象。
制作水煮包裝袋時要注意以下幾點：
①在保證封合外觀的情況下，設定稍高的熱封合溫度，避免因復合膜厚度偏差引起的熱合質量不穩定的現象。
??? ②正常生產時封邊要保證三次有效熱封次數。停機后再開機時，可能出現熱壓了一次或二次的部位在再次開機時表面已冷卻（第一次熱壓時只能起到預熱的作用），實際的有效熱封次數只有二次，因而也需要設定較高的熱合溫度（熱壓兩次就能熱合良好），避免停機后再開機時出現數量極少的封合不良現象。
③水煮袋多數都是液體包裝，對包裝袋的耐跌落性能要求較高，制袋時避免熱封合邊的根切現象，特別是熱封刀邊緣不能太鋒利，應適當倒角或打磨。
五、檢測要求
1.取樣的代表性
①首樣確認時，一次連續取樣的數量應覆蓋所有封刀的長度，才能有效避免局部封合不良的現象漏檢。
②取樣是在調試正常后取樣，調整熱合溫度、壓力、機速，更換膜卷后應重新確認。
2.熱合強度檢測判定方法的有效性
①正確方法是將袋子的熱合邊剪成20～30mm的窄條后，沿垂直于封合線的方向撕，不能用竹片靠的方式。
②封合邊內側不應有2mm以上寬度能撕開的現象。否則，上機測試時強度合格，但熱封合層并沒有完全整合在一起，導致水煮時的封合強度下降較多而出現水煮破袋現象。水煮后袋子是從封合邊上兩內層PE的界面脫開時，就屬于熱封合邊不牢的問題。
3.水煮試驗要點
（1）取樣方法
①水煮包裝袋試機正常后，由檢驗人員在試機袋中縱出每排隨機連續抽取數個樣袋（取樣數量要求覆蓋縱出封刀長度）盛水封裝后進行煮沸試驗。
②一出二以上的袋子抽樣時，應用記號筆對出袋及左右方向進行明顯標識以便準確判斷熱合不牢所在封刀位置。
③正常生產工藝條件發生明顯改變時，如機速、溫度調整等，必須重新抽樣進行水煮試驗。
④每一班次交接班后，應重新取樣進行水煮性能測試。
⑤對過程中發現的不合格品，及時隔離處理。
（2）試驗條件
①在包裝袋中裝入1/3----1/2容量的水，封口時盡量排氣。若封入空氣過多，則容易導致誤判。煮沸試驗時加蓋，以略增加袋內的壓力。
②煮沸時間按客戶的使用條件為準，或按相關檢測標準進行。
（3）試驗合格標準
①袋面無整體或局部起皺、脫層現象；煮沸后手感檢測剝離強度。
②印刷油墨無變色或滲色現象；
③無漏袋破包現象；封合邊無明顯跑邊現象（跑邊寬度控制在2mm以內）。
六、常見的質量現象解析
1. BOPA//PE袋外觀起皺現象
（1）水煮前起皺
現象：A：起皺部位，剝開時呈現出明顯的粘性；B：起皺均只出現在有油墨的地方（空白部位良好）。
圖7 復合膜外觀（水煮前）
（2）水煮后起皺
現象：水煮前袋子的外觀良好，但是經過水煮之后，在有油墨的部位出現了起皺脫層現象。
圖8 復合膜外觀（水煮后）
（3）為什么相同的上膠量，相同的干燥條件，空白處沒問題，而只在油墨部位出現起皺現象？
原因如下：
①油墨部分的干燥負荷要高于光膜部分
表7 油墨對干法復合時干燥性能的影響
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復合結構
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下機乙酸乙酸殘留量，mg/m2
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|
消光OPP//PE，[醇水白墨]
90%印刷面積的OPP膜涂膠
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21.7、17.5
|
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VMPET//PE，
VMPET光膜涂膠
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0.312、0.5636
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從表7中的對比數據可以看出：油墨地方的乙酸乙酯更容易殘留于薄膜內，同樣道理膠水中的微量水分及醇類成分也更易殘留于經干燥后的膠層中，與固化劑發生化學反應，影響主劑與固化劑的反應比例。
②與聚氨酯樹酯的特性有關
油墨中聚氨酯樹脂本身也是-0H封端，也能與聚氨酯膠粘劑固化劑起反應。另外，印刷膜中的醇類殘留量（一般是異丙醇），也會消耗膠水中的固化劑。
有些軟包裝企業，將尼龍膜用防潮膜包裝好后在40℃左右放置一天后再復合，這樣可進一步提高油墨的附著牢度，提高油墨部位質量的穩定性。
（4）一般對策
圖7、圖8的脫層起皺的本質是膠層不干。當復合膠層中的固化劑被消耗至臨界狀態時，即出現了固化不完全現象。一般對策如下：
①選擇干燥能力好的設備和注意調節好復合設備的干燥狀態。
②白墨鋪底印刷時可添加一定量的固化劑。例如3300NT型油墨作二液型使用時，在鋪底白墨中加入3%~4%的R（901）硬化劑，加入硬化劑的油墨可連續使用72h以上。當舊墨再次使用時，再次添加2%~3%的硬化劑，并添加一半以上的新墨。
③膠黏劑配制時，加多20%的固化劑，保證油墨部分的交聯度。
④配膠用的乙酸乙酯的水份及醇類含量要合格，空氣中的相對濕度不能超過75%，不要利用隔夜余膠。
2.BOPA//PE水煮筍袋水煮后破袋現象
（1）現象：某1.5KG水煮筍袋破袋現象，而檢測的數據全合格；其它三邊（封邊內側邊緣無油墨）完好，僅在封邊內側有油墨的一邊出現破袋現象；破袋處的油墨已出現轉移現象。
圖9 水煮袋破袋的外觀圖
該產品的檢測數據如下：
熱封強度：項封55.5N/15mm
????????????? 邊封44.6N/15mm
??? 剝離強度：3.55N/15mm
??? 拉斷力：縱54.3N/15mm
??????????? 橫54.9N/15mm
??? 伸長率：縱131.65%
??????????? 橫219.3%
可見：常溫下檢測的剝離強度、熱合強度并不能完全代表在水煮條件下的性能。
（2）復合膜的界面模型分析
圖10 BOPA//PE復合膜的界面模型
空白處包含三個界面層，油墨處包含五個界面層，為什么水煮破袋總出現在封刀上有油墨的地方?
油墨與基材的附著力主要是分子間的吸附作用力，而膠黏劑與油墨表面的粘合是化學鍵的作用，其結合強度遠大于油墨在基材表面的附著力，因而會出現油墨層轉移的現象。同時分子間的吸附力在水煮條件下的衰減程度遠高于化學鍵作用力，最后的結果是強度本身就不高而且水煮時衰減幅度高，導致在水煮條件下對熱合強度補強作用有限，因而水煮破袋現象總出現于封邊上有油墨存在的地方。
可見，水煮袋封邊內側存在油墨的部位往往是整個包裝袋耐水煮性能最薄弱的環節，只有油墨中添加固化劑后才能達到空白部位膠黏劑的粘合強度水平。
（3）水煮破袋的原因分析
根本原因：袋內的壓力高于袋外。
袋內壓力的來源：①在室溫加熱到98℃的過程中，液體水本身要膨脹，袋內空氣要膨脹；裝入水比例高的，壓力高。②產生的水蒸氣會導致膨脹[水煮時是否加蓋有明顯的影響]。
袋子的爆破是這種熱狀態下封口部位高分子材料產生蠕變現象，不足以支持袋內壓力導致的，這種強度我們稱為熱爆破強度。
（4）有效對策
①圖案設計時盡量避免封邊內側上的油墨設計，這將形成封邊位置上抗破袋能力最薄弱的環節。
??? ②封邊內側上油墨時，其鋪底白墨中應添加固化劑印刷，目的主要不是提高其耐蒸煮性，而是消除油墨樹脂中－OH基團與膠黏劑中－NCO基團的反應而消耗膠層中的固化劑，避免固化不完全的現象。
③選用耐水煮級的膠黏劑，避免水煮時剝離強度的水解衰減度，從而保持較高的耐破袋封合強度。
④保證膠黏劑的交聯反應度，避免固化不完全的現象。因為當出現輕微的固化不完全時，會表現出常溫下剝離強度很好，但一旦水煮，則耐熱強度很差。
