热（rè）封工艺探讨

热封强度即是平常由铜棒探测（cè）的封（fēng）口牢度，正（zhèng）规（guī）的测试方法是测封口剥离强度，与复合膜剥离强度的测试方（fāng）法一样。

一、热封机理

最常见的是扩散理论：认为热封制袋时（shí）在热量和压力的作用下，处于熔融状态的（de）热封界面之间大分子互相渗透、扩散（sàn），从而使两个表面（miàn）融结在一起。

二、热封工艺参数对热封强度（dù）的影响

⑴热封温度 制袋操作中，热封（fēng）温（wēn）度是影响封口牢度最主要的原因。树脂加热到一定温度，开始熔解，该点称熔点，热（rè）封必须（xū）在熔点以上（shàng）进行，这是不言而喻（yù）的，但最佳（jiā）温度取决（jué）于树脂融体的粘度。有资料表明，树脂热封时最佳（jiā）黏度为108泊，相当于（yú）糊状的胶印油墨黏度，该点一（yī）般处（chù）于熔点至分解温度之间的三分之二处。

以上所举只是大体范围，树脂牌号不同性（xìng）能各异，例如LDPE树脂密度越大，熔融温度越高。聚乙烯密度0.92，熔融温度110度；密度0.94，熔融温度120度；熔融温度130度的聚乙烯密度为0.96，树脂密度（dù）越小，热封温度自然就越低。

熔体流（liú）动速率MFI更直接与热封性有关。LDPE国标GB11115―89规定代号为D的（de）熔体流动速率测试条件为190度，2.16kg负荷。相同条件下，流动速度高的熔体黏度低这意（yì）味着达到热（rè）封黏度所（suǒ）需温度越低。一般吹膜（mó）树脂MFI为2，如2F2B，流延PE树脂的MFI为3，热封性比吹膜好。

以上谈的热封性与热封强度是有区别的。热封性能好指的是热封温度范围宽，要求的工艺条件（jiàn）不严格也能得到高的热封强度（dù）。HDPE热封强度高于（yú）LDPE，但LDPE的热封（fēng）性（xìng）却比HDPE好。LLRPE有良（liáng）好的热封性能，特别（bié）是热封面污染严重也不影响热封性，同时热封（fēng）强度也较高。

⑵热封压力 用（yòng）黏合剂复合需要压力（lì），热封也需一定的压（yā）力，正常的热封压力使已熔融的薄膜表面密切结合，而又（yòu）让有一定黏度的（de）熔融树脂能承受而不至压垮（变薄）。标准热封压力是2~3公斤（jīn）/厘米2。烫刀宽度改变或制（zhì）袋宽度改变会影响热封压力（lì）（压强），要注意调整，防止产生根切故障（zhàng）。

制袋机热封（fēng）压力是通过压簧（huáng），汽缸产生，烫刀下部的硅橡胶（jiāo）软衬主要是为了纠（jiū）正烫刀平整度误差和（hé）薄膜厚（hòu）度偏差。硅橡胶的硬度对制袋压（yā）力有一定（dìng）影响，同时对热（rè）封时间也有影响，这是下（xià）面要（yào）谈的。

⑶热封时间 它是指（zhǐ）封口在烫刀下（xià）停留的时间，具（jù）体操作中表现为制袋速度。热量从烫刀传递到四氟乙烯编织（zhī）布（bù），再通过印刷基材到达热切层。在整个热封（fēng）截面存在温度梯度。热封时间越（yuè）短，薄膜越（yuè）厚，气温越低，薄膜（mó）内外温度越大。单面压烫的制袋机，内外温差更严重，正因为存在烫刀与（yǔ）热封层的温度差，所以烫刀设定温度高于实际所需温度（一般为140~180℃）当热封时间增长，实际提高了热封层温度；加厚了复合膜厚度（dù），实（shí）际上减低了热封层温度；室温降（jiàng）低使复（fù）合膜温度下降，也降低了热封层温度；这些可变因素都要通过改变设定（dìng）烫刀热封温度来解决。

上面提到的硅橡胶硬度及烫刀上刀座横梁与支撑的间隙（xì）（“华（huá）周”制袋机为0.5~3毫米，轻机三厂制袋机为1.5~2毫米）也影响热封时间。操作时要注意它们的变化，作为有影响的因素考虑。

⑷“根切”故障 制袋操（cāo）作中，热封温度、时间、压力直接（jiē）影响热封强度。但最佳工艺参（cān）数是什么？复（fù）合膜热封层性能受树脂牌影（yǐng）响，复合膜种类也各（gè）异，再（zài）加上其他可变因素，因此不可能得出不变的数据。但是最佳工艺可（kě）以（yǐ）用封口剥离测试方法得知，能得到最佳剥离强度的工艺，既是该（gāi）膜该条件下的最佳热封工艺。

观察封口（kǒu）断面，正常（cháng）熔合（hé）断面（miàn）厚度大于有“根切”故障（zhàng）的熔合断面。

（见图）

正常（cháng）样品受拉（lā）力作用在A–A面上进行封口剥离试验，而且“根切（qiē）”的试（shì）样（yàng）受拉力作用在B–B面（miàn）上作拉断试验。当受力（lì）时，应力集中，当（dāng）超过该点可（kě）承受的极限应力时，就在该点发生破裂并迅速向两边（biān）扩展，所以其断裂口为线状，正常热封的封口测试时整个热封面受力（lì），超负荷时破裂在热封面上发生。由于热封面上，热封强（qiáng）度不尽相当，其破裂口为不规则状。（见图（tú））

用拉力机测试封口剥离强度时，封口剥离强度（dù）大于等于下表值即为正常。小于下列值（zhí）有（yǒu）两个可能：一是产生“根切（qiē）”，二是热封不牢（温度（dù）不够）这是很容易判断的。

由“根切”故障的模型（xíng）图可以看出根（gēn）切现象是薄膜封口部分热封层厚度严重变薄，这主要与制袋工艺条件及（jí）烫刀表面状况有关（guān）。下面列表简要说明造（zào）成复（fù）合袋根切的原因（yīn）及对（duì）策。

三、其他影响热封强度的（de）因素

⑴内层（céng）热封材料厚度 本质上，热封材料厚度与（yǔ）封口剥离强度无关。从国标剥离强度分析，合格的热封面剥离强度应等于热（rè）封材（cái）料本身的抗拉强度。国标（biāo）规（guī）定LDPE抗拉强度（dù）为112公斤/厘米2。

作拉伸测试（shì）时，应力集中在最小断面，而最小断面还是在热（rè）封面的边缘。热封压力一方面迫使（shǐ）热封接（jiē），界面的树（shù）脂（zhī）大分子渗透、扩散、增强（qiáng）了（le）热封界面（miàn）的剥离（lí）强度，另一方面多少会削弱热封层的厚度，这种（zhǒng）情（qíng）况严重即产生“根切”。有资料说明（míng），热封时，封口边缘材料厚度的损失不得大于10~15%，即（jí）抗拉强度损失不大于10~15%是合格（gé）的。热封材料越厚，断面越大，抗拉强度也增强。

⑵复合剥（bāo）离强度 上面分析似乎说明正常热封口拉伸（shēn）时（shí）也应该像“根切”一样断裂成一条线，其实不然。原因是外层（céng）材（cái）料复合后与热封层的剥离强度补强了热封层，这与增厚热封层的作用（yòng）一样。高的复合剥离强度有助于防止封（fēng）口薄弱处被拉断，这是有利的。伴随着时间的延长，复合（hé）剥离强度会有所下降，随之（zhī）补强（qiáng）减弱、复合袋如有“根切”会显露出来，因此使“根切”故障具有隐蔽性。

⑶四（sì）氟乙烯编织布 为了提高热封强度，热封刀下往往衬垫四氟乙烯（xī）编织布、使热封边产生均匀的花纹加强（qiáng）筋结构。滚轮式热封刀具去除直接在上面刻制格子纹，也有同样作用。

⑷电晕处理的影响 因氧化（huà）反应而发（fā）生的分子接枝，交联（lián）作用，会明显提（tí）高薄膜的热（rè）封温度，而由交（jiāo）联造成的网状结构会阻（zǔ）碍融体的渗透，从而降低热封强（qiáng）度。

⑸化学助剂的影响 如开口（kǒu）剂、抗静电剂（jì）及填料，它们都是不融物质，聚集（jí）在热封（fēng）区域，会造（zào）成微小的空穴，或包含（hán）微量空气，这些部（bù）位（wèi）将首先形成薄弱环节。

⑹其他 薄膜（mó）平整度（dù）和厚薄公差会使热封温度，压力不均匀地传递到热封区域。而封口宽度却与热封强度无关，但会（huì）影响封口的密（mì）封性能。所以液体包装，真空包（bāo）装及充氮包装等，热（rè）封边应适当宽一些为好。

四、结语 制袋过程中出现质量问题是连续（xù）的（de），一旦发生会造成较大的（de）经济损失。所以，必须正确地设定制袋工艺，仔细检查设备各部分状态。每（měi）更换一个产品，每设定一个工艺条（tiáo）件就要测封口剥离强度。每班生产要（yào）详细记录工艺状态，以便判断质量和（hé）积累工（gōng）艺数据（jù）。只有认真熟练的操作，及（jí）时检测，反馈，出现问题及时纠正，才能（néng）避免质（zhì）量事故的发生，提高产品合格率（lǜ）。