復合膜包裝熱封性與熱粘性解析

在食品及醫療器械行業(yè)，PA/LDPE復合膜是較為常見(jiàn)的包裝用薄膜，因為PA具有較好的韌性及阻隔性，LDPE具有優(yōu)良的熱封性。但是PA/LDPE復合膜在應用過(guò)程中，卻經(jīng)常出現熱封過(guò)度或其他熱封不良的現象，甚至在包裝線(xiàn)上出現熱粘性較差的包裝，導致包裝內容物變質(zhì)或泄露等質(zhì)量問(wèn)題。上述問(wèn)題大部分是由熱封溫度、熱封時(shí)間或壓力不合適引起，多數企業(yè)不了解所使用包材的熱封及熱粘性，甚至不知道所使用的包材材質(zhì)，盲目的選擇熱封溫度等工藝參數，導致熱封過(guò)度等問(wèn)題。針對上述問(wèn)題，我們選擇常用的PA/LDPE復合膜包裝作為研究對象，試驗研究其熱封性及熱粘性參數，采用相關(guān)拉力試驗機進(jìn)行測試。通過(guò)固定延遲時(shí)間，測試試樣在不同溫度下的熱粘強度，并繪制熱粘曲線(xiàn)，從而得到具有良好熱粘性試樣的密封溫度范圍。另外，通過(guò)固定熱封壓力、持續時(shí)間這兩個(gè)熱封參數，在不同熱封溫度下熱封試樣，測試熱封強度，繪制熱封曲線(xiàn)，確定PA/LDPE在良好熱封性能下的熱封溫度范圍。

試驗設備：

熱粘拉力試驗儀：密封溫度范圍為室溫~250℃，密封時(shí)間及熱粘時(shí)間均為0.1s~999.9s，密封壓力為0.05MPa~0.7MPa，試驗速度為100、150、200、300、500、hottack六檔可選，力值量程為0N~200N，0N~30N，0N~50N，0N~100N四檔可選。適用于塑料薄膜、復合膜等包裝材料的熱粘性能的測試。同時(shí)也適用于膠粘劑、膠粘帶、不干膠、膠黏復合品、復合膜、塑料薄膜、紙張等軟質(zhì)材料進(jìn)行剝離、拉斷等項目的試驗。

熱封試驗儀：熱封溫度范圍為室溫~300℃，熱封時(shí)間為0.1s~999.9s，熱封壓力為0.05MPa~0.7MPa，該設備基于熱壓封口測試方法，可用于測定各種熱封復合膜的熱封溫度、熱封時(shí)間以及熱封壓力等關(guān)鍵參數。

智能電子拉力試驗機：行程為950mm，試驗速度為50、100、150、200、250、300、500七檔可選，力值量程為0N~500N，0N~50N兩檔可選。適用于塑料薄膜、復合材料、軟質(zhì)包裝材料、塑料軟管、膠粘劑、膠粘帶、金屬箔、隔膜、背板材料、無(wú)紡布、橡膠、紙張等產(chǎn)品的拉伸、剝離、變形、撕裂、熱封、粘合、穿刺力、開(kāi)啟力、低速解卷力、撥開(kāi)力等性能測試。

試驗步驟：

試驗采用常見(jiàn)的PA/LDPE復合膜作為驗證材料，測試其熱粘強度與熱封強度。

(1)熱粘性參數選擇

沿驗證材料的縱向方向隨機裁制寬15mm，長(cháng)35cm的試樣45條。設置儀器的密封持續時(shí)間為1s，設置儀器的密封壓力為29N/cm2，設置儀器的延遲時(shí)間為100ms，夾具的分離速度設置為1500mm/min(儀器設備固定值)。設置起始密封溫度為125℃，將試樣的密封面向上，夾持在熱粘拉力試驗儀上，進(jìn)行熱粘強度的測試，做5次平行試驗。隨后每隔2.5℃做一組試驗，直至152.5℃熱粘強度明顯下降時(shí)為止，每個(gè)密封溫度均做5次平行試驗。

(2)熱封參數選擇

沿材料的縱向方向隨機裁制長(cháng)15cm、寬7.5cm的試樣44片。在熱封試驗儀上設置持續時(shí)間為1s，在熱封試驗儀上設置熱封壓力為290kPa，設置初始熱封溫度為95℃，隨機取出2片試樣疊放，熱封面相對，熱封刀平行于試樣的橫向進(jìn)行熱封。隨后每升高5℃，按照上述方法對隨機抽取的試樣進(jìn)行熱封，直至熱封溫度為200℃試樣嚴重變形為止。沿試樣的縱向方向，分別將每個(gè)熱封后的試樣裁剪成寬15mm的試樣條5條。

將試樣條放在(23±2)℃，相對濕度(50±5)%條件下調節至少24h后，分別測試每個(gè)溫度下試樣條的熱封強度，拉力試驗機的夾具初始間距設置為5cm，移動(dòng)速度設置為300mm/min。

為獲得PA/LDPE良好的熱粘強度和熱封強度，在熱封設備穩定的情況下，熱封試驗儀上設置持續時(shí)間為1s，熱封壓力為290kPa（即29N/cm2），經(jīng)過(guò)系列試驗選擇出熱封范圍為135~145℃。較低或較高的熱封溫度會(huì )引起熱粘強度或熱封強度數值異常，熱封區開(kāi)口或根部斷裂，導致包裝破裂。

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