塑料软包装热封条件的检测
塑料软包装热封条件的检测# u9 w$ B" H5 o X
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塑料软包装包装复合膜、袋，在生产过程中通常是采用热封的方式将要包装的产品密封到一个密闭的环境中。为了保证商品在包装、运输、贮存和消费过程中能承受一定的外力，保证商品不开裂、泄漏、达到保护商品的目的，要求封合部位有足够的强度和密封性能。热封强度反映了复合包装材料的各种综合物理机械性能，是包装材料的最重要指标之一。
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" X7 a+ x3 c9 e8 c一）热封条件的检测; i! c/ Z0 J9 c& d" {1 t1 e/ C
热封过程是利用外界条件（电加热、高频加热、电磁感应加热、超声波等）使塑料薄膜的封口部分变成熔融的流动状态，并借助热封时外界的压力，使两薄膜彼此融合为一体，冷却后保持一定的强度。 k9 c3 I) N2 D o; M
1、检测设备- `+ B2 Y; V' ?0 N
进行热封强度检验时，首先是用热封试验机制作热封试样，然后把裁取的试样在电子拉力机上检测其热封强度。
1 Q( C! L3 n" A- N5 \热封试验机主要有气压式热封试验机和凸轮式热封试验机两种。
+ i4 h" E. A$ j+ Q1 K, P% T气压式热封试验机能控制调节热封温度、热封时间、热封压力等参数。气压式热封试验机的工作原理是，将压缩空气经调压阀，调节成设定压力，当测试器启动后，气缸在调压后的压缩空气的推动下带着安装有控温装置的热封刀运动，当运动到与待热封材料刚好接触时，触发行程开关，热封时间继电器开始计时工作，时间继电器计时到设定时间时，发出信号，使电磁阀工作，气缸换向，热封刀离开，从而完成了热封过程。（注意，气缸活塞面积应与衰减后的热封刀面积相当）。5 V( D k9 n, s7 c, e
凸轮式热封试验机是利用机械凸轮结构来使上热封刀进行运动。其热封时间是靠控制凸轮的转速来进行的，调节范围一般较窄，只有0.2～5s。其热封压力一般是通过弹簧调节或砝码调节，精度较差调节也麻烦，目前市场比较少见。
1 G7 f9 s$ t) H* |: \电子拉力机使用实验室通用的产品即可，一般精度在0.1牛顿的以下即可，如北京兰德梅克公司的LDX－200型电子拉力机（精度在0.002牛顿）。
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) B- A- T1 L8 p0 d& k9 z2、检测过程
8 u4 g8 h% G% F# H( n3 f; W% W以市场常见的的FS-300型热封试验机和LDX－200型电子拉力机为例，热封强度检测过程如下：
2 ]' p6 L! N$ M" {( A首先调节FS-300热封试验机达到需要的热封条件，即设置需要的温度、压力、时间（温度需稳定30分钟左右）。% X% U% b# H4 D3 C
取要测的试样薄膜，裁取合适的宽度（因为FS-300型热封试验机所限，应小于150mm），对齐后折叠置于下热封刀处，踏下启动开关，热封刀下压。待达到设定时间后热封刀自动升起时取出。( E- f: Y" ?) L3 a6 Q
用标准取样刀裁取宽度(15±0.1)mm，展开长度(100±l)mm的标准试样（可用低倍放大镜检查缺口，舍去边缘有缺陷的试样），按GB 2918中规定的标准环境正常偏差范围进行状态调节，时间不少于4h。
0 o+ @ Y! b1 ?5 j; ^, E5 F, ^设定LDX－200电子拉力机的速度为200mm/min，夹具间净距离为50mm。
% V5 @- f) S1 f5 q; w裁取热封好的试样，宽度(15±0.1)mm，展开长度(100±l)mm。以热封部位为中心，打开呈180°，把试样的两端夹紧在LDX－200电子拉力机的上下两个夹具上，试样轴线应与上下夹具中心线相重合，并要求松紧适宜，以防止试验前试样滑脱或断裂在夹具内。开始拉伸试验。观察并打印屏幕显示数据和曲线。
. ? V; ?. X% @8 j$ K: O 若试样断在夹具内，则此试样作废，另取试样补做。4 M, P7 y. r5 p7 _9 y- ?+ S! w4 t
试验结果以10个试样的算术平均值作为该部位的热封强度，单位以N/15 mm表示，取二位有效数字。# K, _, G5 A2 c0 p$ y, P
: D; k M( T2 E# E" B. i( D3、注意事项 ^7 v* w% K. V+ ^5 A
在进行热封强度检测时应注意如下几点。5 m6 q, ]9 _# t0 d" s: Y( a7 Y
①由于材料的各向异性，纵向与横向的热封强度可能会有差异。5 {; B+ [* m; v) \
②不同的材料其热封温度不同，在实验中应根据材料进行调节，选取热封强度较高的温度作为制样温度。
8 R& v+ V% r2 P③对于已成袋的复合袋，其热封强度的检测可以按QB/T 2358—1998《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》的规定进行。
# e4 \1 ] c. z& B/ s! U$ n u2 L④若拉断不是在热封处，应注明材料拉断，其所测得的强度为复合材料的拉断力而不是热封强度。
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二）热封条件对制袋时热封工艺的参考
@+ ^' @, _. T b, d7 ?9 b, B6 ?热封工艺分热封温度、热封压力、热封时间、热封次数等。2 e7 r6 r0 m7 N* W
1、热封温度
, }( U; J n! T热封工艺有三大要素即热封温度、热封压力和热封时间。其中热封温度是主要的因素，对热封强度等质量指标的影响最为直接。各种热封基材的熔融温度的高低，直接决定塑料复合包装材料的最低热封温度和热封温度适应范围。因此不同的热封基材有着不同的温度-热封强度关系曲线。达到起封温度后，热封强度随热封温度的升高而急剧升高。当达到一定温度后，热封强度达到最大极限。同时热封口的脆性也随着热封温度的升高而逐步提高。! g5 a2 k+ I/ W& @- z) q& @% ^
对于塑料复合包装来说，由于热封压力、制袋速度以及复合基材的厚度（影响热传导速度）等多方面影响，实际采用的热封温度往往要高于热封材料的熔融温度。热封的压力越小，要求热封温度越高；机速越快，热封层和复合膜的厚度越厚，要求的热封温度也越高。采用两边加热方式时，可相应缩短加热的时间或者降低热封的温度。: ~: p/ T$ n Q4 K' h1 V: D
热封温度若低于热封材料的软化点，则无论怎样加大压力或延长热封时间，均不可能使热封层真正封合。但是，若热封温度过高，又极易损伤热封边缘部位，使封边处的热封材料熔融挤出，产生脆断现象，大大降低封口的热封强度和袋子的耐冲击性能。热封温度适应范围较宽的材料，能够宽容较大的温度变化。
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温度过高常会引起以下问题：: T; f$ C. V* C. m5 S
1）、材质扭曲。4 |) `# f/ M/ p, I
2）、热封部位脱层。
# c2 p9 m% [, L" V/ X3）、热封部位变脆。
/ ~4 H5 B! w( A6 W4）、热封刀过度膨胀而引起压力变化。
; C1 w' F; @, W7 j5）、热粘强度降低。2 v8 c& a+ Q7 z: e
6）、材质摩擦力增加。
k7 f- m' K. ^% B/ S8 Y" \7）、热封刀因树脂的熔解附着而变粘。
, W5 J* W% `& k; U9 C8）、浪费能源。
8 i2 l9 x3 X$ f: L% M! Y 2、热封压力
6 x* i+ {: \. T6 Z% h 要达到理想的热封强度，必须辅以一定的压力，而且随着复合膜总厚度的增加或热封宽度的增加所需要的压力也相应提高。若热封压力不足，两层薄膜之间难以达到真正地熔合，可导致局部脱封，或者难以赶尽夹在两个热封层中间的气泡，造成虚封、气泡或不平整；当然，热封压力也不是越大越好，应以不损伤热封边为宜，因为在较高的热封温度时，封边处的热封材料已处于半熔融状态，太大的压力易挤走部分热封层树脂、热封部位迅速变薄，使热封边缘形成半切断状态，造成热封边发脆、热封强度降低甚至脆断。
; M: m5 g% m6 W; C4 s: m4 B* ]在调整压力前，务必注意的是热封刀上下是否校正良好，若校正不良，无论如何调整压力也是枉然。 {' a3 b: g! }! j7 X
3、热封时间; k0 ?/ _+ ^$ Y
热封时间也是影响热封口强度和外观的一个关键因素。相同的热封温度和压力，热封时间长，则使热封层熔合更充分，结合更牢固。但热封时间过长，容易造成热封部位起皱、影响外观。同时热封时间过长，还会造成塑料大分子断裂使封口界面密封性能劣化。
+ p# G, X; K, O% Z0 J 一般说来热封时间主要由制袋机的速度决定的。旧式的制袋机，调节热封时间只有靠改变制袋机的速度，要延长热封时间，就必须牺牲生产效率。近年来，国内外的制袋机生产厂家使用独立的变频电机技术控制热封刀下降和送料，使制袋机能够在不改变制袋速度的情况下独立调节热封时间或在控制热封时间不变的情况下独立调节制袋速度，大大方便了制袋机的操作和质量控制。
