影響FFS重包裝膜熱封性能因素分析和解決方案

陳 君

新疆天業(yè)集團(tuán)，新疆 石河子 832000

塑料熱封性能是FFS重包裝膜的主要性能之一，在一定意義上說(shuō)沒(méi)有熱封性，就沒(méi)有FFS重包裝。對(duì)于自動(dòng)包裝來(lái)說(shuō)，內(nèi)容物灌裝或包裝的過(guò)程同時(shí)也是制袋封口的過(guò)程，要求封口有一定強(qiáng)度和密封性，能夠承受一定重量的內(nèi)容物的壓力，保證商品在流通領(lǐng)域中不開(kāi)裂泄流，達(dá)到保護(hù)商品的目的。

1 FFS重包裝膜簡(jiǎn)介

FFS：即成型（FORM）→自動(dòng)灌裝（FILL）→封口（SEAL）的英文縮寫，是先進(jìn)的自動(dòng)包裝系統(tǒng)，其特點(diǎn)是快速包裝、一次成型,具備良好的密封防潮性和印刷性能。

FFS重包裝膜：利用FFS生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的適用于重型包裝的薄膜。一般為聚乙烯多層復(fù)合擠出管膜形式，適應(yīng) FORM→FILL→SEAL整個(gè)生產(chǎn)流程，廣泛用于化工原料包裝、食品包裝、洗護(hù)用品包裝等方面。

2 FFS重包裝膜的熱封性能

FFS重包裝膜的熱封性能主要是由內(nèi)封層基材的熱封性決定的，主要包括低溫?zé)岱庑浴⒖刮廴緹岱庑?、熱粘?qiáng)度等。

所謂低溫?zé)岱庑允潜硎驹摌?shù)脂具有較低的熱封溫度，可以在較低的熱封溫度下得到可靠的熱封強(qiáng)度，適宜于高速自動(dòng)充灌成型設(shè)備的要求。這種樹(shù)脂的熱封起始溫度低，對(duì)于聚乙烯而言，其低溫?zé)岱庑灾饕苋廴谥笖?shù)和密度的影響，高熔融指數(shù)和低密度聚乙烯低溫?zé)岱庑院谩?/p>

夾雜物熱封性是指在熱封樹(shù)脂熱封表面感染了灰塵、油膩、臟物、商品內(nèi)容物粉未等的情況下，仍具有良好的熱封強(qiáng)度的一種性能。夾雜物熱封性在充灌液體、粉狀物品或者危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)尤為重要，夾雜物熱封性較好的樹(shù)脂有離子型樹(shù)脂、線性低密度聚乙烯及甲基丙烯酸共聚物等樹(shù)脂。

熱粘性又稱為熱粘強(qiáng)度或熱間剝離強(qiáng)度，是指熱封后未冷卻固化是在外力作用下，以熱風(fēng)界面的剝離程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 影響FFS重包裝膜熱封性能的因素和解決對(duì)策

影響FFS重包裝膜熱封性能的主要因素有膜的材料、膜的厚度、熱封條件等。

3.1 膜的材料、厚度對(duì)熱封性能的影響和解決對(duì)策

FFS重包裝膜熱封層材料的種類、厚度和性能對(duì)熱封性能有著決定性的影響。不同的熱封層材料和不同的熱封層厚度，其封口質(zhì)量相差很大。一般來(lái)說(shuō)，熱封層材料的標(biāo)準(zhǔn)熱封強(qiáng)度越大，F(xiàn)FS重包裝膜的熱封強(qiáng)度越大，熱封層材料的韌性越好，耐跌落性能越好。熱封層材料的抗污染熱封性和熱粘性越好，則熱封部位的密封性越好熱封材料的低溫?zé)岱庑栽胶茫瑒t熱封部位的平整性越好，同時(shí)也有利于改善熱封口的熱封強(qiáng)度、密封性和脆性。

為了提高FFS重包裝膜的熱封性，熱封材料一般采用離子型樹(shù)脂或茂金屬樹(shù)脂共同擠出或共混改性薄膜。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)出以下FFS重包裝膜工藝配方和參數(shù)：

FFS重包裝膜配方如下：

內(nèi)層：?？松饘倬垡蚁?7%，母料3%。

中層：?？松饘倬垡蚁?5%，高密度聚乙烯40%，母料5%。

外層：?？松饘倬垡蚁?8%，母料2%。

擠出機(jī)機(jī)筒溫度1區(qū)：185℃，2區(qū)：215℃，3區(qū)190℃，4區(qū)175℃，換網(wǎng)流道175℃。

模頭區(qū)溫度1區(qū)180℃，2區(qū)200℃，口膜210℃，模頸215℃

根據(jù)以上工藝配方，膜的各項(xiàng)指標(biāo)滿足以下要求：

縱橫向拉伸強(qiáng)度≥25MPa；

縱向斷裂伸長(zhǎng)率≥600MPa；

橫向斷裂伸長(zhǎng)率≥550MPa；

落鏢沖擊破損質(zhì)量≥600g；

厚度 120um ～200um。

3.2 熱封條件對(duì)熱封性能的影響和解決對(duì)策

熱封條件包括熱封工藝條件、熱封工裝條件、制袋張力控制和環(huán)境條件。

3.2.1 熱封工藝條件

熱封工藝有三大要素即熱封溫度、熱封壓力、熱封時(shí)間。其中熱封溫度是主要因素，對(duì)熱封強(qiáng)度等質(zhì)量指標(biāo)影響最大。各種熱封基材的熔融溫度的高低。直接決定塑料包裝材料的最低熱封溫度和熱封溫度適應(yīng)范圍。達(dá)到熱封溫度后，熱封強(qiáng)度隨熱封溫度的升高而急劇升高。當(dāng)達(dá)到一定溫度后、熱封強(qiáng)度達(dá)到最大極限。同時(shí)熱封口的脆性也隨著熱封溫度的升高而逐步提高。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于熱封壓力、制袋速度以及基材的厚度等多方面的影響，采用的熱封溫度要高于熱封材料的熔融溫度，熱封壓力越小，要求熱封溫度越高；灌裝速度越快，熱封層的厚度越厚，要求的熱封溫度也越高。但熱封溫度過(guò)高，極易損傷熱封邊緣部位，使熱封邊的熱封材料熔融擠出，產(chǎn)生脆斷現(xiàn)象，大大降低封口的熱封強(qiáng)度和袋子的耐沖擊性能。

要達(dá)到理想的熱封強(qiáng)度，必須有一定的壓力，而且隨著膜的厚度增加或?qū)挾仍黾铀璧膲毫σ蚕鄳?yīng)提高。若熱封壓力不足兩層膜之間難以達(dá)到真正熔合，導(dǎo)致局部脫封，或者難以趕盡夾在兩個(gè)熱封層中間的氣泡，造成虛封或氣泡。當(dāng)然，熱封壓力也不是越大越好，應(yīng)以不損傷熱封邊為宜。因?yàn)樵谳^高的熱封溫度時(shí)，太大的壓力易擠走部分熱封層樹(shù)脂，熱封部位迅速變薄，使熱封邊緣形成半切斷狀態(tài)，造成熱封強(qiáng)度降低甚至脆斷。

熱封時(shí)間也是影響熱封口強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵因素。相同的熱封溫度和壓力，熱封時(shí)間長(zhǎng)，則使熱封層熔合更充分，結(jié)合更牢固。但熱封時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易造成熱封起皺、影響外觀，還會(huì)造成大分子分解使封口界面密封性能降低。

3.2.2 熱封工裝條件和制袋張力

如果熱封刀邊緣過(guò)于鋒利，所包覆聚四氟乙烯布損壞，熱封刀表面不平整以及底部橡膠墊過(guò)硬或不平整等，很容易造成局部壓力過(guò)大進(jìn)而降低熱封性能。因此，要保證熱封刀邊緣圓滑，定期檢查或更換熱封刀和橡膠墊。如果是M折邊袋，熱封刀兩端采用導(dǎo)熱系數(shù)較大的金屬材質(zhì)，保證熱封部位強(qiáng)度均勻，滿足使用要求。

制袋張力控制裝置的作用是保持膜的平整，保證間歇送料的均衡。如果張力控制不當(dāng)，則容易引起熱封口部位收縮或翹曲，降低熱封強(qiáng)度。

3.2.3 環(huán)境溫度變化

對(duì)于一些熱封溫度適應(yīng)范圍很窄的材料來(lái)說(shuō)，如果環(huán)境溫度大幅度波動(dòng)而又沒(méi)有及時(shí)調(diào)整熱封溫度時(shí)，熱封口很容易出現(xiàn)熱封不完全或熱封發(fā)脆等現(xiàn)象。

4 結(jié)論

通過(guò)以上因素分析，要提高FFS重包裝膜的熱封性能，首先，要選擇高熔融指數(shù)、低密度、熱封溫度范圍廣的聚乙烯樹(shù)脂，確定合適的吹膜工藝參數(shù)和配方；其次，在高速自動(dòng)灌裝時(shí)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)，選擇合適的熱封溫度、熱封壓力、熱封時(shí)間等工藝條件；熱封工裝條件、制袋張力、環(huán)境溫度等因素雖然對(duì)熱封性能影響較小，但仍然不能忽視。

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