熱封工藝探討

熱封強度即是平常由銅棒探測的封口牢度，正規的測試（shì）方法是測封（fēng）口剝離（lí）強度，與複合膜（mó）剝離強（qiáng）度（dù）的測試（shì）方法一樣。

一、熱封機理

最常（cháng）見的是擴散理論：認為熱封製袋時在熱（rè）量和壓力的作用下，處於熔融狀態的熱封界麵之間大分子互相滲透、擴散，從而使兩個表麵融結在一起。

二、熱封工藝參（cān）數對熱封（fēng）強度的影響

⑴熱封溫（wēn）度 製袋操作中，熱（rè）封溫度是影響封口牢度最主要的原因。樹脂加熱到一定溫度，開始熔解，該點稱（chēng）熔點，熱封必須（xū）在熔點以上進行，這是不言而喻的，但最佳溫（wēn）度取決於樹脂融體的粘度。有資料表明（míng），樹脂熱封時最佳黏度為（wéi）108泊，相當於糊（hú）狀的膠印油墨黏（nián）度，該（gāi）點一般處於熔點至分解溫度之（zhī）間的三分（fèn）之二處。

以上所舉隻是大體範圍（wéi），樹脂牌號不同性能各異，例如（rú）LDPE樹脂密（mì）度越大，熔融溫度越高。聚乙烯密度0.92，熔融溫度110度；密度0.94，熔融溫度120度；熔融溫度130度的聚乙烯密度為0.96，樹脂密度越小（xiǎo），熱封溫度自然就越低。

熔體流動速率MFI更直接與熱（rè）封性有關。LDPE國標（biāo）GB11115―89規定代號為D的熔體流動速率測試條件為190度，2.16kg負荷。相同條件下，流動速度高的熔體黏度低這意味著達到熱封黏度所需溫度越低。一般吹（chuī）膜樹脂MFI為2，如2F2B，流延PE樹脂（zhī）的MFI為3，熱封性比吹膜好。

以上談的熱封性與熱封強度是有區別的。熱封性（xìng）能好指的是熱封溫度範圍寬，要求的工藝條（tiáo）件不嚴格也能得到（dào）高的熱封強度。HDPE熱封強度高於LDPE，但LDPE的熱封性卻比HDPE好。LLRPE有良好的熱封性能，特別是熱封麵汙染嚴重（chóng）也（yě）不影響熱封性，同（tóng）時熱封強度也較高。

⑵熱封壓力 用黏合劑複合需要壓（yā）力，熱封也需一定的壓（yā）力（lì），正常的熱封（fēng）壓力使已熔融的薄膜（mó）表麵密切結合，而又讓有一定黏度的熔融樹脂能承受而不至壓垮（變薄）。標準熱（rè）封壓力是2~3公斤/厘米2。燙刀寬度改變或製袋寬度改變會影響熱封壓力（lì）（壓強），要注意調（diào）整，防止產生根（gēn）切故障（zhàng）。

製（zhì）袋機熱封壓力是通過壓簧，汽缸產生，燙刀下部的矽橡膠軟襯主要是為了（le）糾正燙（tàng）刀（dāo）平整度誤差（chà）和薄膜厚度偏差。矽橡膠的硬度對製袋壓力有一定影響，同時對熱封時間也有影響，這是下（xià）麵要談的。

⑶熱封時間 它是指封口在燙刀下停留的時間，具體操作中表現為製袋速度。熱量（liàng）從燙刀傳遞到（dào）四氟乙烯編織布，再通過印刷基材到達（dá）熱（rè）切層。在整個熱封（fēng）截麵存在溫度梯（tī）度。熱封時間越短，薄膜越厚，氣溫越低，薄膜內外溫度越大。單麵壓燙的製袋機，內外溫（wēn）差更嚴重，正因為存在燙刀與熱封層（céng）的溫度差，所以燙刀設定溫度高於實際所需溫度（一般（bān）為140~180℃）當熱封時間增長，實際（jì）提高了熱封層溫度；加厚了複合（hé）膜厚度（dù），實際上減低了熱封層溫度；室溫降低使複合膜溫度（dù）下降，也降低了熱封（fēng）層溫度；這些可變因（yīn）素都要通（tōng）過改變設定燙刀熱封溫度來解決（jué）。

上麵提到的矽橡膠硬度及燙刀上（shàng）刀座（zuò）橫梁與支撐的間隙（“華周”製袋機（jī）為0.5~3毫（háo）米，輕機三（sān）廠製袋機為1.5~2毫米）也影響熱封（fēng）時間（jiān）。操作時要（yào）注意它們的變（biàn）化，作為有影響的因素考慮（lǜ）。

⑷“根切”故障 製袋操作中，熱封溫度（dù）、時間、壓力直接影響熱封強度。但最佳工藝參數是什麽？複合膜熱封層性能受（shòu）樹脂牌影響（xiǎng），複合膜種類也各異，再加上其他可變因素，因此不可能得出不變的數據（jù）。但是最佳工藝可以用封口剝離（lí）測（cè）試方法得知，能得到最佳剝離強度的工藝，既是該膜該條件下的最佳熱封工藝。

觀察封口斷麵，正常熔合斷麵厚度大於（yú）有“根切”故障的熔合斷麵（miàn）。

（見（jiàn）圖）

正常樣品（pǐn）受拉力作用在A–A麵上進行封口剝離試驗，而且“根切”的試樣受拉力作用在B–B麵上作拉斷（duàn）試驗。當受力時，應力集中，當超過（guò）該點可承受的極限應力時，就在該點發生破裂並迅速向兩邊擴展，所以（yǐ）其斷裂口為線狀，正（zhèng）常熱封的（de）封口測試時整個熱封麵受力，超負荷時破裂在熱封麵上發生。由於熱封麵（miàn）上，熱封強度不盡相當，其破裂口為不規則狀。（見圖）

用拉力（lì）機測試封口剝離強度時，封口（kǒu）剝離強度大（dà）於等於下表值即為正常。小於下列值有兩個可能：一是產生“根切”，二是熱封不牢（溫（wēn）度不夠（gòu））這是很容易判斷的。

由“根（gēn）切”故障的模型圖可以（yǐ）看出根（gēn）切現象是（shì）薄膜封口部分熱（rè）封層厚度嚴重變薄，這主要與（yǔ）製袋工（gōng）藝條件及燙刀（dāo）表麵狀（zhuàng）況有關。下麵列表簡要說明造成複合袋根切的原因（yīn）及對策。

三、其他（tā）影響熱封強度的因素

⑴內層熱封材料厚度 本質上，熱（rè）封材料厚度與封口剝離強度無關（guān）。從國標（biāo）剝（bāo）離強度分析，合格的熱封麵剝離強度（dù）應等（děng）於熱封材（cái）料本身的抗拉強度（dù）。國標規（guī）定LDPE抗（kàng）拉強度為112公斤/厘米（mǐ）2。

作拉伸測試時，應力集中在最小斷麵（miàn），而最小斷麵（miàn）還是在熱封麵的邊緣。熱（rè）封壓力一方（fāng）麵迫使熱封接（jiē），界麵的樹（shù）脂大分子（zǐ）滲透（tòu）、擴散、增強了熱封界麵（miàn）的剝離強（qiáng）度，另（lìng）一方麵多少會削弱熱封層的厚度，這種情況嚴重即產生“根切”。有資料說明，熱封時，封口邊緣材（cái）料厚度的損失（shī）不得大於10~15%，即抗拉強度損（sǔn）失不大於10~15%是合格的。熱（rè）封材料越厚，斷麵越大，抗拉強度（dù）也增強。

⑵複合剝離強度 上麵分（fèn）析似（sì）乎說明正（zhèng）常熱封口拉伸時也應該像（xiàng）“根（gēn）切”一樣斷裂成一條線，其實不然。原因是外層材料複合後與熱封層的剝離強度補強了熱封層，這與增厚熱封（fēng）層的作用一樣。高的複合剝離強度有助於防止（zhǐ）封口薄弱處被拉斷，這是有（yǒu）利的（de）。伴隨著時間的延長，複合剝離強（qiáng）度會（huì）有所下降，隨之補強減弱、複合袋如有“根切”會顯露出來（lái），因此使“根（gēn）切”故障具有隱蔽性。

⑶四氟乙烯編織布 為了提高熱封強度，熱封刀下往往襯墊（diàn）四氟乙烯編織布、使（shǐ）熱封邊產生均勻的花紋加強筋結（jié）構。滾輪式熱封刀具去除直接在上麵刻製格（gé）子（zǐ）紋，也有同樣作用（yòng）。

⑷電暈處（chù）理的（de）影響 因氧化反應而發生的分子接枝，交聯（lián）作用，會明顯提高薄膜的熱封溫（wēn）度，而由交聯造成的網狀（zhuàng）結構會阻礙融體的滲透，從而降低熱封強（qiáng）度。

⑸化學助劑的影響 如開口劑、抗靜電劑及填料，它（tā）們都是不融物質，聚（jù）集在熱封區域，會造成微小的空穴，或包含微量空氣，這些部位將首先形成薄弱（ruò）環節。

⑹其他 薄膜平整度和厚薄公差會使熱封溫（wēn）度，壓力不均勻地（dì）傳遞到熱封區域。而封口寬（kuān）度（dù）卻與熱封強度無關，但（dàn）會影響封口的密封性能。所以液體包裝，真空包裝及充氮包裝等，熱封邊應適當寬（kuān）一些為好。

四、結語 製袋過（guò）程中出現質量問題是連續的，一旦發生會造成較大的經濟損（sǔn）失。所以，必須正確（què）地設定製袋工藝，仔細檢查設備（bèi）各（gè）部分狀態。每更換一個產品，每設定一個工藝條件就要（yào）測封口（kǒu）剝離強度。每班生產要詳細記錄工藝狀態，以便判斷（duàn）質量和積累工藝數據。隻有認真熟練的操作，及時檢測，反饋，出現（xiàn）問題及（jí）時糾正，才能避免質量事故的發（fā）生，提（tí）高產品（pǐn）合格（gé）率。