隨著食品和醫(yī)藥包裝行業(yè)的迅速發(fā)展,塑料復(fù)合軟包裝袋由于其良好的阻隔性,在包裝領(lǐng)域中占有越來越大的比例。同時也對塑料復(fù)合軟包裝的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格,熱封制袋是塑料復(fù)合軟包裝生產(chǎn)過程中的最后一道工序。它是利用外界加熱使復(fù)合薄膜熱封部位的熱封材料變成粘流狀態(tài),借助于熱封刀具的壓力,使上下兩層熱封材料彼此熔合在一起,冷卻后保持一定的強度,具有良好的密封性。本文主要就復(fù)合薄膜制袋過程中一些影響因素進(jìn)行簡單的分析。 復(fù)合薄膜的熱封質(zhì)量是綜合性指標(biāo),它與復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)、熱封材料的選擇和生產(chǎn)工藝的確定、印刷版面、油墨和膠粘劑的耐熱性等都有不同的關(guān)系?! ?fù)合薄膜軟包裝袋的熱封質(zhì)量主要評價有外觀檢查、熱封強度、耐壓強度、抗沖擊強度等。 外觀檢查是以視覺檢查復(fù)合袋的表面平整度、擦傷絲路、熱封位置、沖孔位置、圖案居中等情況。表面平整度與制袋機(jī)的溫度控制、壓力控制、冷卻情況、復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、排版方式有關(guān)。溫度過高、壓力太小、冷卻不夠、印刷材料的耐溫性差、熱封材料的低溫?zé)岱庑圆疃紩鸫拥牟黄秸?。對于熱封寬度很寬的袋子,橫向排版比縱向排版的袋子平整度好。擦傷絲路主要由薄膜在各設(shè)備上的摩擦引起,需重點檢查制袋機(jī)的張力控制和放卷剖切架的各導(dǎo)輥表面粗糙度。 復(fù)合薄膜基材的影響 復(fù)合薄膜的基材包括阻隔材料、熱封材料。目前常用的基材多為機(jī)械強度好、印刷適應(yīng)性好、耐熱性能好的薄膜材料。如雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)、雙向拉伸尼龍薄膜(BOPA)等。阻隔材料的機(jī)械性能對熱封強度起補強作用,耐熱性能對熱封外觀的平整度有影響。阻隔材料的機(jī)械性能由大到小依次為:BOPA,BOPET,BOPP。所以它們與相同的熱封材料依次復(fù)合、制袋后,熱封強度會依次減小。阻隔材料的耐熱性能越好,袋子的平整度會越好。熱封材料應(yīng)熱封性能好、化學(xué)性能穩(wěn)定、符合衛(wèi)生要求,并具有一定的阻隔性。熱封材料主要有聚乙烯、聚乙烯共擠出膜、聚乙烯共聚物、聚丙烯等。評價熱封材料的性能指標(biāo)一般有拉伸強度、斷裂伸長率、直角撕裂強度、表面粗糙度、霧度、沖擊強度、摩擦因數(shù)、抗穿刺性能等。評價熱封材料的熱封性能指標(biāo)有低溫?zé)岱庑?、熱粘性、熱封強度、熱封拉伸狀態(tài)、抗污染熱封性等。復(fù)合薄膜的總厚度、均勻度、平整度也是很重要的參數(shù)指標(biāo)。均勻度和平整度較差會使熱封壓力、溫度不能夠均勻地傳遞到薄膜的熱封區(qū)域上,這樣沿?zé)岱獾毒叻较虻乃芰纤幍恼沉鳡顟B(tài)就不均一,不能確保完好的界面密閉性。復(fù)合材料添加劑的影響 在復(fù)合聚乙烯薄膜過程中,聚乙烯經(jīng)熱壓輥擠壓后有析出的現(xiàn)象,一層白白的象碎粉白狀,這種現(xiàn)象是聚乙烯在生產(chǎn)過程中,加入一定量的潤滑劑,是一些低熔點的蠟,容易析出至薄膜表面。這層低熔點的蠟析出后最直接的危害就是大大地消弱了復(fù)合強度,也大大地減弱了熱封強度,特別在封邊位置,造成易開口、離層。解決方法則是: 重新對聚乙烯進(jìn)行預(yù)處理,達(dá)到理想的表面張力; 選擇合適的膠粘劑,以增強其復(fù)合牢度; 減低熟化溫度盡量不使物質(zhì)析出,從而增加復(fù)合牢度與熱封強度。熱封溫度的影響 熱封溫度的作用是將熱封層加熱到一個比較理想的粘流狀態(tài)。由于高聚物沒有明顯的熔點,通常是一個熔融溫度范圍,當(dāng)加熱到該溫度區(qū)域時,薄膜進(jìn)入熔融狀態(tài)。高聚物的熔融溫度(Tm)或粘流溫度(Tf)與分解溫度(Td)分別是熱封溫度的下限與上限,Tm(Tf)與Td之間差值的大小是影響和控制熱封質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。差值越大,熱封溫度范圍越寬,熱封性能越好,質(zhì)量控制越容易、越穩(wěn)定?! ⊥瑫r復(fù)合薄膜熱封溫度不能高于復(fù)合薄膜的熱定型溫度。否則會引起熱封部位的收縮、起皺,降低了熱封強度和袋子的抗沖擊性能。所以熱封溫度應(yīng)該根據(jù)熱封材料的特性、薄膜厚度、熱封燙壓的次數(shù)及熱封面積大小而設(shè)定。同一部位燙壓次數(shù)增加,溫度可適當(dāng)降低,熱封面積大時,溫度可略高一些。熱封溫度的設(shè)定一般比Tf(Tm)高15~30℃?! ≡跓岱鈴?fù)合制袋加工過程中,熱封溫度對熱封強度的影響最為直接,各種材料的Tf(Tm)高低直接決定復(fù)合袋的最低熱封溫度。在實際生產(chǎn)過程中,熱封溫度還受熱封壓力、制袋機(jī)速以及復(fù)合基材的厚度等因素影響,因而實際熱封溫度往往要高于熱封材料的熔融溫度。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,均不能使熱封層真正封合。 復(fù)合薄膜的耐溫性好,如BOPET、BOPA等,提高熱封溫度能提高生產(chǎn)速率;復(fù)合薄膜的耐溫性差,如BOPP則盡量采用較低的熱封溫度,而通過增加壓力、降低生產(chǎn)速度或選擇低溫?zé)岱庑圆牧蟻肀WC熱封強度?! ∫话銇碚f,隨著熱封溫度的增大,熱封強度也會增加,但到了一定的溫度以后,強度不會增加。如果熱封溫度過高,易使熱封部位的熱封材料熔融擠出,降低了熱封厚度,極易損傷焊接處的熱封材料,熔融擠出產(chǎn)生“根切”現(xiàn)象,大大降低了封口的熱封強度和復(fù)合袋的耐沖擊性能、密封性能。復(fù)合結(jié)構(gòu)的影響 復(fù)合薄膜的熱封溫度由熱封材料的熱封溫度決定,但要注意熱封溫度不能超過復(fù)合薄膜的熱定型溫度,否則會破壞雙向拉伸薄膜的熱定型,引起包裝袋熱封后的收縮起皺。 BOPP/CPP結(jié)構(gòu)的包裝袋透明度優(yōu)良,袋子剛挺,被廣泛地應(yīng)用在食品包裝。但BOPP的熱定型溫度與CPP的熱封溫度很接近,熱封時易引起B(yǎng)OPP膜起皺,熱封強度不好,熱封部位易脆斷。所以設(shè)計時要注意BOPP膜的厚度接近或大于CPP的厚度,或把縱向的印刷排版改為橫向的印刷排版,以減少橫封處的縮頸現(xiàn)象,也可以選用低溫CPP,以降低熱封溫度,使熱封部位平整不起皺。破壞往往發(fā)生在熱封后復(fù)合薄膜最薄弱的地方,其中由于復(fù)合薄膜的層間復(fù)合強度不夠,使熱封材料單獨承受破壞拉力,導(dǎo)致熱封強度大大降低的破壞現(xiàn)象較為普遍。印刷及排版的影響 復(fù)合薄膜印刷部位的復(fù)合強度比沒有印刷的部位低,而且在熱封時溫度較高,所以有印刷圖案處的熱封強度較低。在設(shè)計印刷圖案時,邊緣熱封處盡量留空,不要有任何印刷圖案或用白墨托底。復(fù)合薄膜縱向的機(jī)械強度比橫向高,復(fù)合薄膜的縱向熱封強度也比橫向熱封強度高,所以印刷圖案盡量采用橫向排版,這樣可避免袋子頂部寬邊熱封時嚴(yán)重的縮頸現(xiàn)象,同時也降低破袋率。熱封壓力的影響 熱封壓力的作用是在熱封溫度下使已處于粘流狀態(tài)下的復(fù)合薄膜的熱封層在熱封界面之間產(chǎn)生有效的分子相互滲透、擴(kuò)散,也促使薄膜表面的氣體逸出,使熱封材料表面的分子間距離縮小,產(chǎn)生更大的分子間作用力,從而提高了熱封強度。 要達(dá)到理想的熱封強度,必須加以合適的壓力。熱封壓力的大小與復(fù)合薄膜的性能、厚度、熱封寬度等有關(guān)。作為復(fù)合薄膜熱封層的PE,PP為非極性材料,活化能極小,升溫對其粘度的下降影響較小,故所需壓力較高,而且隨著復(fù)合薄膜總厚度的增加或熱封寬度的增加,所需壓力也應(yīng)該相應(yīng)的增加。這樣對熱封強度、界面密封性有利。但要防止熱封部位的熔融材料被擠出,降低熱封效果。熱封壓力應(yīng)隨著復(fù)合薄膜的厚度增加而增加。若熱封壓力不足,兩層塑料薄膜熱封材料之間難以實現(xiàn)真正的貼合和互熔,導(dǎo)致局部熱封不上,或者難以消除熱封層中的空氣,造成虛封或封口不平整。但是當(dāng)熱封壓力過大時又會產(chǎn)生熔融材料擠出的現(xiàn)象,擠走了部分熱封材料,使熱封縫邊形成半切斷狀態(tài),且封縫發(fā)脆,影響了熱封效果,降低了熱封強度。一般熱封后,封口部位的強度損失不得大于10%~15%。 壓力的變化可以改變熱封特性。顯然,壓力越大,所需熱封時間或者熱封溫度都可以降低,但同時熱封范圍將會變窄。實際操作中壓力是可以調(diào)節(jié)的,采用較高的操作溫度,通過縮短熱封時間來提高產(chǎn)量,但操作控制難度較大,必須特別小心,以免產(chǎn)生負(fù)面效果。熱封時間的影響 熱封時間是指復(fù)合薄膜在熱封刀下停留的時間,它也是影響熱封口強度和外觀的一個關(guān)鍵因素。相同的熱封溫度和壓力,熱封時間長,則熱封層熔合更充分,結(jié)合更牢固。但熱封時間過長,容易造成熱封縫處起皺變形,影響平整度和外觀;同時熱封時間過長,還會造成塑料材料的降解,使封口界面密封性能惡化。熱封速度的影響 熱封速度體現(xiàn)制袋機(jī)的生產(chǎn)效率,也是影響熱封強度和外觀的重要因素。熱封速度越快,熱封溫度要相應(yīng)提高,以保證熱封強度和熱封狀態(tài)達(dá)到最佳值;在相同的熱封溫度和壓力下,熱封速度越慢,熱封材料熔合將更充分、更牢固,但不能引起斷根現(xiàn)象。 復(fù)合袋內(nèi)容物的影響。有些產(chǎn)品為粉末裝,在進(jìn)行灌裝時易沾污封口,例如,當(dāng)采用LDPE材料作為內(nèi)層料時,發(fā)現(xiàn)封口處易破裂。這是因為LDPE對夾雜物的熱封性就不是很好,這時就要更換內(nèi)層膜材料或增加材料的厚度就可以提高熱封強度。油墨層及電暈面的影響 軟包裝復(fù)合袋熱封后脫層印刷好壞與油墨層及電暈面有關(guān)。在實際生產(chǎn)過程中,為達(dá)到色彩的真實再現(xiàn),難免里印和表印油墨混合印刷。從理論上分析,里印與表印油墨是不親和的,如果印刷膜墨層采用里表混用,必然油墨層之間牢度就不好,易分層,在熱封焊縫處也易造成分層現(xiàn)象,熱封強度由此變差。解決辦法是盡量避免表印油墨與里印油墨的混用,從而提高熱封強度,降低分層的現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)載自:中華包裝印刷網(wǎng)
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