熱封強度是制袋工序中的關鍵物理指標,熱封強度不合格產品即報廢。提高復合袋的熱封強度是軟包裝生產中十分重要的問題。要提高復合袋的熱封強度,制袋生產中溫度、時間、壓力的控制很重要,但熱封強度還與袋的圖案設計、油墨、復合強度、熱封層材料厚度、熱封狀態等諸因素有關。現將上述因素對熱封強度的影響分述如下:
1 印刷版面及油墨對熱封強度的影響
(1)印刷版面的設計
復合袋一般是根據客戶要求設計圖案的,通常客戶要求設計人員將畫面設計得色彩鮮艷、圖案美觀、并最好全幅都是印刷面。但從復合制袋角度考慮則就不同了。因復合膜制袋往往在較高的溫度下(100℃以上)進行,若熱封在有色處則引起油墨粘附牢度的降低,從而影響了熱封強度。在同樣制袋工藝條件下,熱封在無色處的熱封強度大大高于在有色處的熱封強度。詳見表1。
因此,設計版面時,印刷圖案應盡量留有空白作為熱封處,以保證復膜制袋的熱封強度。
(2)油墨的選用
軟包裝印刷是采用凹版印刷。凹版印刷油墨主要有兩種,表印油墨和里印油墨。軟包裝印刷使用的是里印油墨。它通常是根據印刷基材分為OPP類油墨(氯化聚丙烯樹脂油墨),PET墨(聚氨脂樹脂油墨)。前者是在低于I00℃的溫度下使用,后者可在100℃以上的溫度下使用一定時間。根據薄膜的耐熱性PET>PP,其復合膜制袋時往往在較高的溫度下進行,這就可能引起油墨粘附牢度的降低,影響熱封強度。因此,根據印刷材料、產品使用條件正確選用油墨是十分重要的。
2 復合工序對熱封強度的影響
(1)復合材料選用
干復用熱封層材料低密度聚乙烯膜的熔融指數高低,及擠復用低密度聚乙烯樹脂的熔融指數、分子量分布、支鏈多少、長短對熱封強度有一定的影響。樹脂的熔融指數高,表示該樹脂的分子量小,熔化容易,流動性好,其復合膜在制袋熱封時加工溫度范圍較熔融指數低的復合膜寬些,并相應加工溫度要低些,熱封強度、熱封狀態也要好些。
(2)復合溫度與冷卻溫度的控制
擠出復合溫度與冷卻溫度對熱封溫度影響很大,復合溫度越高則要求熱封溫度高;冷卻溫度控制不當,則聚乙烯結晶狀態不佳,將影響熱封強度,嚴重的甚至無法熱封。所以,控制好擠出復合溫度及冷卻溫度是很重要的一環。
(3)復合厚度
復合膜的熱封層的厚度與熱封強度有直接關系。復合上的熱封層厚度越大,則熱封強度也越高。因此,要根據復合袋的使用要求、內容物的干、濕來確定復合的熱封層的厚度。
(4)復合強度(剝離力)
不論通過干式或擠出復合加工,其重要的物理指標是復合強度。
由于復合膜是多層塑料薄膜(或鋁箔等)經膠粘劑粘合而成,在一定程度上補強了內層材料,相當于增加了內層材料的厚度。若復合膜復合強度低(或分層)就失去了補強的作用。經制袋熱封后,雖內層的熱封層已封合,但因復合膜的分層致使熱封強度降低、熱封處分層。如某廠生產的材料結構為0PP20/PE60,在同一制袋工藝條件下,因復合強度不同經制袋熱封后所測的熱封強度有明顯的不同,詳見下面表2。
注:制袋熱封都在無色處
3 制袋的工藝條件對熱封強度的影響
在復合膜制袋過程中是根據不同材料結構、厚度來選定制袋的工藝條件。制袋的工藝條件主要是三個要素——制袋的溫度、速度和壓力。三者要調節到測試熱封強度大于或等于所需的標準,熱封狀態達到最佳。
在壓力一定時,溫度升高則速度也要適當加快,否則因溫度太高,內熱封層塑料薄膜在熱封處變成熔融狀態而流失致使嚴重變薄產生斷根。若溫度過低,速度過快,會使內層的熱封層塑料薄膜在封口部位不能變為粘流狀態以致不能達到封合。熱封壓力以19.6N/em2~22.5N/cm2/為宜。壓力過大會使兩層復合膜內層已熔融的聚烯烴塑料在熱封處濺出而變薄產生斷根。制袋的熱封壓力是靠調節彈簧壓縮量來控制,當熱封棒處于最低位置(即進行熱封)時,應留出間隙,這個間隙非常重要,沒有這個間隙,預定的彈簧力不能傳遞給熱封表面,袋的熱封強度會變得很低。
除以上三個要素外,冷卻、熱封棒及冷卻棒上的清潔度都會影響熱封強度及熱封狀態。
4 熱封狀態及耐壓試驗
熱封強度是軟包裝的主要物理指標,但是單純從測定的熱封強度來衡量其質量還是不夠的。由于某種因素,雖然測定的熱封強度很高,但在實際使用中還會發生泄漏破包現象,這往往與熱封狀態有關,特別是內容物是流體或漿狀物時。為了確保袋的質量,除了測定熱封強度外,還要觀察袋的熱封狀態和做必要的耐壓試驗。
在測試熱封強度的同時,還要注意熱封邊熱封狀態是分離還是有斷根現象。若分離且熱封強度等于或低于標準要求,則制袋要加溫或減速,若熱封邊出現斷根現象,則要降低溫度或減少壓力,直至調到狀態是分離、熱封強度大于標準要求。熱封狀態可用手、棒或尺檢查。
耐壓試驗是個行之有效的試驗方法,特別是對熱封不良或局部熱封不良的袋。它是將制成的復合袋裝人相應內容物重量相當的水,經熱封后,加上所需的標準重量壓力進行耐壓試驗,根據試驗情況來調整工藝條件,以保證熱封強度及熱封狀態合格。