Análise das causas da delaminação em bolsas de retorta

A delaminação em embalagens de retorta se manifesta em danos na interface em três camadas principais: película interna/adesivo, adesivo/tinta e tinta/película externa. Também pode ocorrer como falha de coesão na camada adesiva ou na camada de tinta. Quando a delaminação é leve, ela aparece como uma separação em forma de listras nas áreas tensionadas da embalagem, ou a embalagem pode ser facilmente descolada ou rasgada manualmente. Em casos mais graves, a delaminação pode resultar em separação em grande escala após o processo de retorta. As principais causas dos fenômenos acima são as seguintes:

1. A tinta ou adesivo não tem resistência suficiente à umidade e ao calor, o que enfraquece a ligação.

A tinta ou adesivo utilizado em embalagens de retorta, seja um sistema bicomponente ou monocomponente, é geralmente feito de resina de poliuretano , que determina principalmente a resistência à umidade e ao calor da tinta ou dos adesivos. Especificamente, devido à presença de grupos éster e uretano na resina de poliuretano, que possuem forte polaridade, o material é propenso à hidrólise em condições de umidade e alta temperatura. Além disso, as ligações de hidrogênio formadas entre a resina de poliuretano e a superfície do substrato são facilmente quebradas nessas condições, levando à diminuição da força de ligação e, em casos graves, à separação da camada adesiva. Os fabricantes de tinta ou adesivo podem tecnicamente melhorar a força de adesão das tintas de retorta após o processamento em alta temperatura, alterando a estrutura química da resina de poliuretano e usando aditivos.

2. Há problemas com a aplicação da tinta ou do adesivo.

① A quantidade de endurecedor não atende aos requisitos. A quantidade não deve ser nem muito pequena nem muito grande. Se a quantidade for muito baixa, a reticulação entre o endurecedor e a resina será insuficiente, levando à diminuição da força adesiva, da resistência ao calor e da resistência à hidrólise da camada adesiva. Se a quantidade for muito alta, pode ocorrer reticulação excessiva, o que pode afetar a cristalização e a separação de microfases entre os polímeros, potencialmente prejudicando a força coesiva da camada adesiva. Isso pode aumentar a tensão interna, causar retração excessiva da camada de tinta e levar à delaminação .

2. A proporção do endurecedor é apenas um fator que afeta a proporção real do adesivo. Na prática, o endurecedor pode ser consumido pela umidade, álcoois e outras substâncias presentes no éster etílico, causando diferenças na proporção real da reação. Além disso, o tempo de armazenamento do adesivo e a capacidade de secagem insuficiente do equipamento também podem afetar a densidade real de reticulação do adesivo.

③ Se o tempo de envelhecimento for insuficiente, resultará em reticulação incompleta, o que reduz a resistência ao calor e à hidrólise da camada de tinta.

④ Se a tinta ou o adesivo não apresentarem atividade suficiente, ou se forem misturados resíduos vencidos ou ineficazes em excesso, o número de grupos disponíveis para se ligar ao substrato será reduzido antes da impressão ou laminação. Isso resulta em adesão fraca.

1. Incompatibilidade entre tinta, adesivo e filme.

De acordo com a teoria da adesão, quando a tensão superficial do adesivo coincide com a do substrato e suas polaridades são semelhantes, a tensão interfacial é minimizada, resultando em máxima força de adesão. Portanto, as condições da superfície da tinta ou do adesivo após a cura e da superfície do filme podem variar dependendo dos produtos de diferentes fabricantes. Quando os grupos de superfície de vários materiais não conseguem se atrair efetivamente para formar forças intermoleculares ou se ligar quimicamente para criar ligações químicas, a adesão pode ocorrer em baixas temperaturas devido a interações fracas. No entanto, em altas temperaturas, essas fracas forças adesivas podem ser rompidas, levando à delaminação.

2. Problemas com o filme

Esse problema se manifesta principalmente em dois aspectos: primeiro, o tratamento do filme não atende aos requisitos, ou o filme não foi tratado, resultando em resistência ao descolamento e à selagem a quente inadequadas após a esterilização. Segundo, certos aditivos presentes no filme podem migrar para a superfície em altas temperaturas, potencialmente enfraquecendo a adesão. Esses aditivos podem incluir agentes de abertura, agentes antiestáticos, lubrificantes e outras substâncias adicionadas aos filmes plásticos.

Se ocorrer delaminação em embalagens de retorta após a esterilização, o primeiro passo é identificar a interface onde a delaminação ocorre e determinar quais dois materiais estão envolvidos. Também é crucial verificar se o processo de produção atendeu aos padrões exigidos. Além disso, a troca de materiais para experimentos comparativos pode ajudar a identificar a verdadeira causa da delaminação.

3. Problemas com o processo de réplica

①Ao utilizar embalagens retort, as empresas alimentícias devem controlar rigorosamente a temperatura dentro da faixa especificada pelo fabricante. Mesmo alguns graus acima dessa faixa podem ser críticos, pois os materiais usados na fabricação da embalagem retort muitas vezes já estão em seus limites máximos toleráveis. A garantia do desempenho da embalagem retort mesmo com esses graus extras torna-se um fator crucial.

②Afetadas pelo conteúdo embalado, as propriedades físicas e químicas do conteúdo dentro da embalagem, juntamente com quaisquer alterações químicas ou novas substâncias que possam se formar sob altas temperaturas, podem penetrar nas camadas da bolsa de retorta, levando a um declínio em seu desempenho, como causar delaminação.

③Impacto do nível de vácuo. Mesmo o nível de vácuo dentro da embalagem da retorta pode criar diferenças de tensão entre as camadas da embalagem, levando à delaminação entre as camadas do filme, com adesão mais fraca.

④Contrapressão durante a esterilização. Em condições de alta temperatura, a resistência da embalagem térmica é muito menor do que à temperatura ambiente. Nesse ponto, a diferença de pressão entre o interior e o exterior da embalagem da retorta pode causar expansão excessiva, semelhante ao enchimento de um balão, podendo levar à ruptura ou vazamento.