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      塑料軟包裝熱封檢測

      2006-08-24 09:56 來(lái)源:中華印刷包裝網(wǎng) 責編:中華印刷包裝網(wǎng)

       

          產(chǎn)品密封到一個(gè)密閉的環(huán)境中。為了保證商品在包裝、運輸、貯存和消費過(guò)程中能承受一定的外力,保證商品不開(kāi)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(guò)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(dòng)狀態(tài),并借助熱封時(shí)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(jìn)行熱封強度檢驗時(shí),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(shí)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(jīng)調壓閥,調節成設定壓力,當測試器啟動(dòng)后,氣缸在調壓后的壓縮空氣的推動(dòng)下帶著(zhù)安裝有控溫裝置的熱封刀運動(dòng),當運動(dòng)到與待熱封材料剛好接觸時(shí),觸發(fā)行程開(kāi)關(guān),熱封時(shí)間繼電器開(kāi)始計時(shí)工作,時(shí)間繼電器計時(shí)到設定時(shí)間時(shí),發(fā)出信號,使電磁閥工作,氣缸換向,熱封刀離開(kāi),從而完成了熱封過(guò)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(lái)使上熱封刀進(jìn)行運動(dòng)。其熱封時(shí)間是靠控制凸輪的轉速來(lái)進(jìn)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(guò)彈簧調節或砝碼調節,精度較差調節也麻煩,目前市場(chǎng)比較少見(jiàn)。

          電子拉力機使用實(shí)驗室通用的產(chǎn)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(guò)程

          以市場(chǎng)常見(jiàn)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(guò)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(shí)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(dòng)開(kāi)關(guān),熱封刀下壓。待達到設定時(shí)間后熱封刀自動(dòng)升起時(shí)取出。

          用標準取樣刀裁取寬度(15±0.1)mm,展開(kāi)長(cháng)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(huán)境正常偏差范圍進(jìn)行狀態(tài)調節,時(shí)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(kāi)長(cháng)度(100±l)mm。以熱封部位為中心,打開(kāi)呈180°,把試樣的兩端夾緊在LDX-200電子拉力機的上下兩個(gè)夾具上,試樣軸線(xiàn)應與上下夾具中心線(xiàn)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(kāi)始拉伸試驗。觀(guān)察并打印屏幕顯示數據和曲線(xiàn)。
       
          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(gè)試樣的算術(shù)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(jìn)行熱封強度檢測時(shí)應注意如下幾點(diǎn)。

      ①由于材料的各向異性,縱向與橫向的熱封強度可能會(huì )有差異。

      ②不同的材料其熱封溫度不同,在實(shí)驗中應根據材料進(jìn)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(jìn)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(shí)熱封工藝的參考

          熱封工藝分熱封溫度、熱封壓力、熱封時(shí)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(shí)間。其中熱封溫度是主要的因素,對熱封強度等質(zhì)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(zhù)不同的溫度-熱封強度關(guān)系曲線(xiàn)。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(shí)熱封口的脆性也隨著(zhù)熱封溫度的升高而逐步提高。
      對于塑料復合包裝來(lái)說(shuō),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(shí)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(shí),可相應縮短加熱的時(shí)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(diǎn),則無(wú)論怎樣加大壓力或延長(cháng)熱封時(shí)間,均不可能使熱封層真正封合。但是,若熱封溫度過(guò)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(chǎn)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(guò)高常會(huì )引起以下問(wèn)題:
      1)、材質(zhì)扭曲。
      2)、熱封部位脫層。
      3)、熱封部位變脆。
      4)、熱封刀過(guò)度膨脹而引起壓力變化。
      5)、熱粘強度降低。
      6)、材質(zhì)摩擦力增加。
      7)、熱封刀因樹(shù)脂的熔解附著(zhù)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(zhù)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(gè)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(shí),封邊處的熱封材料已處于半熔融狀態(tài),太大的壓力易擠走部分熱封層樹(shù)脂、熱封部位迅速變薄,使熱封邊緣形成半切斷狀態(tài),造成熱封邊發(fā)脆、熱封強度降低甚至脆斷。
      在調整壓力前,務(wù)必注意的是熱封刀上下是否校正良好,若校正不良,無(wú)論如何調整壓力也是枉然。

      3、熱封時(shí)間

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

          一般說(shuō)來(lái)熱封時(shí)間主要由制袋機的速度決定的。舊式的制袋機,調節熱封時(shí)間只有靠改變制袋機的速度,要延長(cháng)熱封時(shí)間,就必須犧牲生產(chǎn)效率。近年來(lái),國內外的制袋機生產(chǎn)廠(chǎng)家使用獨立的變頻電機技術(shù)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(shí)間或在控制熱封時(shí)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(zhì)量控制。 (peter)

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