塑料軟包裝包裝復(fù)合膜、袋,在生產(chǎn)過程中通常是采用熱封的方式將要包裝的產(chǎn)品密封到一個(gè)密閉的環(huán)境中。熱封就是利用外界的各種條件(如電加熱、高頻電壓及超聲波等)使塑料薄膜封口部位受熱變?yōu)檎沉鳡顟B(tài),并借助一定壓力,使兩層薄膜熔合為一體,冷卻后保持一定強(qiáng)度。
為了保證商品在包裝、運(yùn)輸、貯存和消費(fèi)過程中能承受一定的外力,保證商品不開裂、泄漏、達(dá)到保護(hù)商品的目的,要求封合部位有足夠的強(qiáng)度和密封性能。熱封強(qiáng)度反映了復(fù)合包裝材料的各種綜合物理機(jī)械性能,是包裝材料的Z重要指標(biāo)之一。
各種材料的熱封性能有很大區(qū)別,熱封性能其實(shí)是材料的熔融溫度反應(yīng),不同分子量和結(jié)構(gòu)的高分子,遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)和近程結(jié)構(gòu),對材料的熱封性能有很大的參考意義,
塑料熱封是熱和力共同作用的結(jié)果,一方面在熔融狀態(tài)下的塑料封口表面,高分子鏈段相互擴(kuò)散、滲透,相互纏繞,達(dá)到封口密閉;另一方面,在熔融粘流狀態(tài)的高聚物分子在壓力作用下變形,相互接近,分子間產(chǎn)生足夠的范德華力,使熱封表面相互密閉。
1、 熱封溫度
熱封溫度的作用是使粘合膜層加熱到一個(gè)比較理想的粘流狀態(tài)。由于高聚物沒有確定的熔點(diǎn),只是一個(gè)熔融溫度范圍,即在固相與液相之間有一個(gè)溫度區(qū)域,當(dāng)加熱到該溫度區(qū)域時(shí),薄膜進(jìn)入熔融狀態(tài)。高聚物的粘流溫度及分解溫度是熱封的下限和上限,這兩個(gè)溫度的差值大小是衡量材料熱封難易的重要因素。
不同材料的熔融溫度不同,根據(jù)高分子的分段移動(dòng)機(jī)理,一般來說,分子鏈柔順性越好,鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)的能量位壘低,流動(dòng)單元鏈段短,熔融溫度低,熱封溫度也就低。
2、 熱封壓力
熱封壓力的作用是使已處于粘流狀態(tài)的薄膜在封口界面間產(chǎn)生有效的高分子鏈段相互滲透、擴(kuò)散現(xiàn)象,也使高分子間距離接近到可以產(chǎn)生分子間作用力的結(jié)果。熱封壓力過低,可能造成熱封不牢;壓力過高,可能使粘流態(tài)的部分有效鏈段被擠出,造成熱封部位半切斷狀態(tài),強(qiáng)度減弱,壓力高限應(yīng)該使封口后強(qiáng)度比封口前不低于15%。
熱封壓力作為分子運(yùn)動(dòng)的外力,它的增加實(shí)質(zhì)上是更多地抵消分子鏈段與外力相反方向的熱運(yùn)動(dòng),提高鏈段沿外力方向躍遷的幾率,使分子鏈重心發(fā)生有效的位移。
3、 熱封時(shí)間
熱封時(shí)間指薄膜停留在封刀下的時(shí)間,熱封時(shí)間決定了熱封設(shè)備的生產(chǎn)效率,近年出現(xiàn)了一種可控的多次熱封設(shè)備,可在不降低設(shè)備的生產(chǎn)效率下增加熱封時(shí)間。熱封時(shí)間的延長一方面可以增加熱量的傳遞,讓熱封層盡快達(dá)到熱封刀的設(shè)定溫度,另一方面,隨著外力作用時(shí)間的增加也有助于高分子鏈段產(chǎn)生粘性流動(dòng),達(dá)到封合的目的。
因?yàn)樯鲜鲆蛩刈饔迷谕獗砻?,不同的厚度和不同的?fù)合結(jié)構(gòu)對效果也有很大影響。薄膜越厚,熱封層達(dá)到相關(guān)熱封溫度需要越長的時(shí)間,也可通過提高溫度和壓力來調(diào)整。不同結(jié)構(gòu)的材料熱封條件也不同。如復(fù)合部分有鋁箔材料在內(nèi),因?yàn)榻饘倬哂械牧己脤?dǎo)熱性,可適當(dāng)縮短熱封時(shí)間;如果層內(nèi)含耐溫差的油墨、粘合劑等,則需要降低溫度,靠提高熱封壓力、增加熱封時(shí)間來解決。
熱封因素的確定,需要使用熱封試驗(yàn)儀和電子拉力機(jī)進(jìn)行不斷摸索和檢測,確定好溫度、壓力和時(shí)間的上下限后再到相應(yīng)熱封設(shè)備上調(diào)整相關(guān)工藝。