摘要：熱粘性能是評估FFS重包裝膜熱封口冷卻前封合牢度的性能指標(biāo)，它是影響FFS重包裝膜破袋率的重要因素。本文利用i-Thermotek 2400熱封與熱粘性能試驗儀測試了一種重包裝膜樣品的熱粘強(qiáng)度，并通過對試驗原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗過程等內(nèi)容的介紹，為FFS重包裝膜熱粘性能的測定及熱封參數(shù)的調(diào)整提供參考。

關(guān)鍵詞：熱粘性能、熱粘強(qiáng)度、熱封與熱粘性能試驗儀、封合牢度、重包裝膜、熱封參數(shù)、破袋

1、意義

與傳統(tǒng)包裝相比，FFS重包裝膜具有兩大特點：一是制袋包裝一次成型，即包裝環(huán)節(jié)為自動切底成型(form)—自動灌裝(fill)—袋口自動封合(seal)，具有人工成本低、制作靈活等優(yōu)點；二是所包裝內(nèi)容物的質(zhì)量較大，一般載重為10 ~ 50 Kg，可用于樹脂、化工原料、食品、谷物、建筑材料、動物飼料等產(chǎn)品的包裝，具有節(jié)省材料、密封性好、外觀美觀等優(yōu)點。

FFS重包裝膜采用自動包裝技術(shù)，包裝速度可達(dá)1200~2000袋/小時，因此包裝封口封合后的幾秒甚至剛封合當(dāng)刻便會受到所灌裝的內(nèi)容物產(chǎn)生的較大沖擊力，而此時封口還未冷卻，封合牢度較低，在內(nèi)容物的沖擊下封口易被破壞，降低了封口的抗沖擊或擠壓能力，在存儲或運輸過程中容易發(fā)生破袋。因此，提高封口未冷卻時的熱粘強(qiáng)度（即封合牢度）對降低FFS重包裝膜的破袋率具有重要意義。

2、試驗樣品

本文以一種共擠工藝生產(chǎn)的FFS重包裝膜為試驗樣品。

3、檢測依據(jù)

包裝袋封口冷卻前后的封合牢度相差較大，冷卻前封口的封合牢度偏低，采用一般的熱封強(qiáng)度測試方法很難反映出樣品冷卻前封口的封合牢度。因此，本文通過測試樣品熱粘強(qiáng)度反映其冷卻前的封合牢度，試驗過程依據(jù)GB/T 34445-2017《熱塑性塑料及其復(fù)合材料熱封面熱粘性能測定》。

4、試驗設(shè)備

本次試驗利用i-Thermotek 2400熱封與熱粘性能試驗儀進(jìn)行測試，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖1  i-Thermotek 2400熱封與熱粘性能試驗儀

4.1 試驗原理

熱粘性能主要通過熱粘強(qiáng)度大小衡量，熱粘強(qiáng)度測試即反映試樣熱封后封邊未冷卻前的封合牢度。為了保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，試樣的熱封及其熱粘強(qiáng)度的測試過程由同一臺設(shè)備完成。首先通過設(shè)置熱封參數(shù)對試樣進(jìn)行熱封，再依次經(jīng)過一定時間的延遲、試樣夾具回撤到強(qiáng)度測試的初始狀態(tài)、強(qiáng)度測試過程，終完成整個熱粘強(qiáng)度的測試。通過設(shè)置不同的熱封參數(shù)并測試相應(yīng)的熱粘強(qiáng)度，可根據(jù)試驗結(jié)果確定蕞佳熱封參數(shù)，以確保試樣封邊在未冷卻前具有良好的封合牢度。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料的熱粘性能、熱封性能及熱封強(qiáng)度的測試。

(2) 本設(shè)備滿足GB/T 34445、ASTM F1921、ASTM F2029、ASTMF88、QB/T2358(ZBY 28004)、YBB 00122003等多項標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 設(shè)備參數(shù)

熱粘性能及熱封性能的控制范圍均為室溫 ~ 250℃，控溫分辨率均為±0.1℃；熱封性能的控溫精度為±2℃，熱粘性能的控溫精度為±1℃；熱封壓力的控制范圍均為0.05 ~ 0.7 MPa；熱封時間設(shè)置范圍均為≤ 99.9 s；強(qiáng)度測試的負(fù)荷范圍為0 ~ 50N，精度為1級，分辨率為0.1N；熱封強(qiáng)度測試的試驗速度為200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min；試樣測試寬度包括15mm、25 mm、25.4 mm；上、下熱封頭可獨立控溫；手動及腳踏兩種試驗啟動模式以及防燙傷設(shè)計，保證用戶使用方便與安全。

5、試驗過程

(1) 在設(shè)備的控制軟件上設(shè)置熱封溫度、熱封壓力、熱封時間、試樣名稱、試驗寬度等參數(shù)信息，選擇試驗方法B。

(2) 沿待測樣品的縱向裁取寬15 mm，長至少為25 mm的試樣5條。

(3) 待設(shè)備達(dá)到設(shè)置熱封溫度后，取其中1條試樣，將試樣的兩端分別裝夾在兩個試樣夾具中，使試樣繞過試樣拖動機(jī)構(gòu)，且熱封面與拖動機(jī)構(gòu)接觸。

(4) 撥動拖動機(jī)構(gòu)，使試樣熱封面相互接觸進(jìn)入熱封刀之間，踩動腳踏開關(guān)，熱封刀熱封試樣，同時松開拖動機(jī)構(gòu)，設(shè)備按照設(shè)定的熱封參數(shù)對試樣進(jìn)行熱封后，熱封刀自動分開，延遲0.1s后，夾具在0.1s內(nèi)回撤到熱粘強(qiáng)度測試的初始狀態(tài)，然后以200 mm/s的夾具分離速度拉扯熱封部位，通過夾具上配置的力值傳感測試其熱粘強(qiáng)度。

(5) 按照夾樣-撥動拖動機(jī)構(gòu)-踩動腳踏開關(guān)-松開拖動機(jī)構(gòu)的操作，依次測試其余4條試樣的熱粘強(qiáng)度。

6、試驗結(jié)果

5條試樣測試結(jié)果的平均值為4.26 N/15mm，故所測試試樣在設(shè)置的熱封參數(shù)下的熱粘強(qiáng)度值為4.26 N/15mm。

7、結(jié)論

熱粘強(qiáng)度反映的是包裝材料在熱封邊未冷卻前的封合牢度，是影響FFS重包裝膜使用性能的重要指標(biāo)。本文測試了FFS重包裝膜樣品在固定熱封參數(shù)下的熱粘強(qiáng)度，試驗過程簡單，設(shè)備自動化程度高，操作簡單，試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠。若要獲得樣品蕞佳熱粘強(qiáng)度對應(yīng)的熱封參數(shù)范圍，可采用本文方法在不同熱封參數(shù)下測試相應(yīng)的熱粘強(qiáng)度并結(jié)合試驗現(xiàn)象選取合適的熱封參數(shù)。除熱粘強(qiáng)度外，本設(shè)備還可測試包裝材料的熱封強(qiáng)度。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。