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塑料軟包裝熱封檢測

2006-08-24 09:56 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網

 

    產品密封到一個密閉的環境中。為了保證商品在包裝、運輸、貯存和消費過程中能承受一定的外力,保證商品不開裂、泄漏、達到保護商品的目的,要求封合部位有足夠的強度和密封性能。熱封強度反映了復合包裝材料的各種綜合物理機械性能,是包裝材料的最重要指標之一。
 
(一)熱封條件的檢測

     熱封過程是利用外界條件(電加熱、高頻加熱、電磁感應加熱、超聲波等)使塑料薄膜的封口部分變成熔融的流動狀態,并借助熱封時外界的壓力,使兩薄膜彼此融合為一體,冷卻后保持一定的強度。

1、檢測設備

    進行熱封強度檢驗時,首先是用熱封試驗機制作熱封試樣,然后把裁取的試樣在電子拉力機上檢測其熱封強度。

    熱封試驗機主要有氣壓式熱封試驗機和凸輪式熱封試驗機兩種。
氣壓式熱封試驗機能控制調節熱封溫度、熱封時間、熱封壓力等參數。氣壓式熱封試驗機的工作原理是,將壓縮空氣經調壓閥,調節成設定壓力,當測試器啟動后,氣缸在調壓后的壓縮空氣的推動下帶著安裝有控溫裝置的熱封刀運動,當運動到與待熱封材料剛好接觸時,觸發行程開關,熱封時間繼電器開始計時工作,時間繼電器計時到設定時間時,發出信號,使電磁閥工作,氣缸換向,熱封刀離開,從而完成了熱封過程。(注意,氣缸活塞面積應與衰減后的熱封刀面積相當)。

    凸輪式熱封試驗機是利用機械凸輪結構來使上熱封刀進行運動。其熱封時間是靠控制凸輪的轉速來進行的,調節范圍一般較窄,只有0.2~5s。其熱封壓力一般是通過彈簧調節或砝碼調節,精度較差調節也麻煩,目前市場比較少見。

    電子拉力機使用實驗室通用的產品即可,一般精度在0.1牛頓的以下即可,如北京蘭德梅克公司的LDX-200型電子拉力機(精度在0.002牛頓)。

2、檢測過程

    以市場常見的的FS-300型熱封試驗機和LDX-200型電子拉力機為例,熱封強度檢測過程如下:

    首先調節FS-300熱封試驗機達到需要的熱封條件,即設置需要的溫度、壓力、時間(溫度需穩定30分鐘左右)。

    取要測的試樣薄膜,裁取合適的寬度(因為FS-300型熱封試驗機所限,應小于150mm),對齊后折疊置于下熱封刀處,踏下啟動開關,熱封刀下壓。待達到設定時間后熱封刀自動升起時取出。

    用標準取樣刀裁取寬度(15±0.1)mm,展開長度(100±l)mm的標準試樣(可用低倍放大鏡檢查缺口,舍去邊緣有缺陷的試樣),按GB 2918中規定的標準環境正常偏差范圍進行狀態調節,時間不少于4h。

     設定LDX-200電子拉力機的速度為200mm/min,夾具間凈距離為50mm。裁取熱封好的試樣,寬度(15±0.1)mm,展開長度(100±l)mm。以熱封部位為中心,打開呈180°,把試樣的兩端夾緊在LDX-200電子拉力機的上下兩個夾具上,試樣軸線應與上下夾具中心線相重合,并要求松緊適宜,以防止試驗前試樣滑脫或斷裂在夾具內。開始拉伸試驗。觀察并打印屏幕顯示數據和曲線。
 
    若試樣斷在夾具內,則此試樣作廢,另取試樣補做。

    試驗結果以10個試樣的算術平均值作為該部位的熱封強度,單位以N/15 mm表示,取二位有效數字。

3、注意事項

在進行熱封強度檢測時應注意如下幾點。

①由于材料的各向異性,縱向與橫向的熱封強度可能會有差異。

②不同的材料其熱封溫度不同,在實驗中應根據材料進行調節,選取熱封強度較高的溫度作為制樣溫度。

③對于已成袋的復合袋,其熱封強度的檢測可以按QB/T 2358—1998《塑料薄膜包裝袋熱合強度試驗方法》的規定進行。

④若拉斷不是在熱封處,應注明材料拉斷,其所測得的強度為復合材料的拉斷力而不是熱封強度。

(二)熱封條件對制袋時熱封工藝的參考

    熱封工藝分熱封溫度、熱封壓力、熱封時間、熱封次數等。

1、熱封溫度

    熱封工藝有三大要素即熱封溫度、熱封壓力和熱封時間。其中熱封溫度是主要的因素,對熱封強度等質量指標的影響最為直接。各種熱封基材的熔融溫度的高低,直接決定塑料復合包裝材料的最低熱封溫度和熱封溫度適應范圍。因此不同的熱封基材有著不同的溫度-熱封強度關系曲線。達到起封溫度后,熱封強度隨熱封溫度的升高而急劇升高。當達到一定溫度后,熱封強度達到最大極限。同時熱封口的脆性也隨著熱封溫度的升高而逐步提高。
對于塑料復合包裝來說,由于熱封壓力、制袋速度以及復合基材的厚度(影響熱傳導速度)等多方面影響,實際采用的熱封溫度往往要高于熱封材料的熔融溫度。熱封的壓力越小,要求熱封溫度越高;機速越快,熱封層和復合膜的厚度越厚,要求的熱封溫度也越高。采用兩邊加熱方式時,可相應縮短加熱的時間或者降低熱封的溫度。

     熱封溫度若低于熱封材料的軟化點,則無論怎樣加大壓力或延長熱封時間,均不可能使熱封層真正封合。但是,若熱封溫度過高,又極易損傷熱封邊緣部位,使封邊處的熱封材料熔融擠出,產生脆斷現象,大大降低封口的熱封強度和袋子的耐沖擊性能。熱封溫度適應范圍較寬的材料,能夠寬容較大的溫度變化。

溫度過高常會引起以下問題:
1)、材質扭曲。
2)、熱封部位脫層。
3)、熱封部位變脆。
4)、熱封刀過度膨脹而引起壓力變化。
5)、熱粘強度降低。
6)、材質摩擦力增加。
7)、熱封刀因樹脂的熔解附著而變粘。
8)、浪費能源。

2、熱封壓力

    要達到理想的熱封強度,必須輔以一定的壓力,而且隨著復合膜總厚度的增加或熱封寬度的增加所需要的壓力也相應提高。若熱封壓力不足,兩層薄膜之間難以達到真正地熔合,可導致局部脫封,或者難以趕盡夾在兩個熱封層中間的氣泡,造成虛封、氣泡或不平整;當然,熱封壓力也不是越大越好,應以不損傷熱封邊為宜,因為在較高的熱封溫度時,封邊處的熱封材料已處于半熔融狀態,太大的壓力易擠走部分熱封層樹脂、熱封部位迅速變薄,使熱封邊緣形成半切斷狀態,造成熱封邊發脆、熱封強度降低甚至脆斷。
在調整壓力前,務必注意的是熱封刀上下是否校正良好,若校正不良,無論如何調整壓力也是枉然。

3、熱封時間

     熱封時間也是影響熱封口強度和外觀的一個關鍵因素。相同的熱封溫度和壓力,熱封時間長,則使熱封層熔合更充分,結合更牢固。但熱封時間過長,容易造成熱封部位起皺、影響外觀。同時熱封時間過長,還會造成塑料大分子斷裂使封口界面密封性能劣化。

    一般說來熱封時間主要由制袋機的速度決定的。舊式的制袋機,調節熱封時間只有靠改變制袋機的速度,要延長熱封時間,就必須犧牲生產效率。近年來,國內外的制袋機生產廠家使用獨立的變頻電機技術控制熱封刀下降和送料,使制袋機能夠在不改變制袋速度的情況下獨立調節熱封時間或在控制熱封時間不變的情況下獨立調節制袋速度,大大方便了制袋機的操作和質量控制。 (peter)

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