利用熱封與熱粘性能試驗儀測試一種重包裝膜樣品的熱粘強度

摘要：熱粘性能是評估FFS重包裝膜熱封口冷卻前封合牢度的性能指標，它是影響FFS重包裝膜破袋率的重要因素。本文利用i-Thermotek 2400熱封與熱粘性能試驗儀測試了一種重包裝膜樣品的熱粘強度，并通過對試驗原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗過程等內(nèi)容的介紹，為FFS重包裝膜熱粘性能的測定及熱封參數(shù)的調(diào)整提供參考。

關(guān)鍵詞：熱粘性能、熱粘強度、熱封與熱粘性能試驗儀、封合牢度、重包裝膜、熱封參數(shù)、破袋

1、意義

與傳統(tǒng)包裝相比，FFS重包裝膜具有兩大特點：一是制袋包裝一次成型，即包裝環(huán)節(jié)為自動切底成型(form)—自動灌裝(fill)—袋口自動封合(seal)，具有人工成本低、制作靈活等優(yōu)點；二是所包裝內(nèi)容物的質(zhì)量較大，一般載重為10 ~ 50 Kg，可用于樹脂、化工原料、食品、谷物、建筑材料、動物飼料等產(chǎn)品的包裝，具有節(jié)省材料、密封性好、外觀美觀等優(yōu)點。

FFS重包裝膜采用自動包裝技術(shù)，包裝速度可達1200~2000袋/小時，因此包裝封口封合后的幾秒甚至剛封合當刻便會受到所灌裝的內(nèi)容物產(chǎn)生的較大沖擊力，而此時封口還未冷卻，封合牢度較低，在內(nèi)容物的沖擊下封口易被破壞，降低了封口的抗沖擊或擠壓能力，在存儲或運輸過程中容易發(fā)生破袋。因此，提高封口未冷卻時的熱粘強度（即封合牢度）對降低FFS重包裝膜的破袋率具有重要意義。

2、試驗樣品

本文以一種共擠工藝生產(chǎn)的FFS重包裝膜為試驗樣品。

3、檢測依據(jù)

包裝袋封口冷卻前后的封合牢度相差較大，冷卻前封口的封合牢度偏低，采用一般的熱封強度測試方法很難反映出樣品冷卻前封口的封合牢度。因此，本文通過測試樣品熱粘強度反映其冷卻前的封合牢度，試驗過程依據(jù)GB/T 34445-2017《熱塑性塑料及其復合材料熱封面熱粘性能測定》。

4、試驗設(shè)備

本次試驗利用i-Thermotek 2400熱封與熱粘性能試驗儀進行測試，該設(shè)備由濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗原理

熱粘性能主要通過熱粘強度大小衡量，熱粘強度測試即反映試樣熱封后封邊未冷卻前的封合牢度。為了保證測試結(jié)果的準確性，試樣的熱封及其熱粘強度的測試過程由同一臺設(shè)備完成。首先通過設(shè)置熱封參數(shù)對試樣進行熱封，再依次經(jīng)過一定時間的延遲、試樣夾具回撤到強度測試的初始狀態(tài)、強度測試過程，最終完成整個熱粘強度的測試。通過設(shè)置不同的熱封參數(shù)并測試相應(yīng)的熱粘強度，可根據(jù)試驗結(jié)果確定最佳熱封參數(shù)，以確保試樣封邊在未冷卻前具有良好的封合牢度。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料的熱粘性能、熱封性能及熱封強度的測試。

(2) 本設(shè)備滿足GB/T 34445、ASTM F1921、ASTM F2029、ASTMF88、QB/T2358(ZBY 28004)、YBB 00122003等多項標準。

4.3 設(shè)備參數(shù)

熱粘性能及熱封性能的控制范圍均為室溫 ~ 250℃，控溫分辨率均為±0.1℃；熱封性能的控溫精度為±2℃，熱粘性能的控溫精度為±1℃；熱封壓力的控制范圍均為0.05 ~ 0.7 MPa；熱封時間設(shè)置范圍均為≤ 99.9 s；強度測試的負荷范圍為0 ~ 50N，精度為1級，分辨率為0.1N；熱封強度測試的試驗速度為200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min；試樣測試寬度包括15mm、25 mm、25.4 mm；上、下熱封頭可獨立控溫；手動及腳踏兩種試驗啟動模式以及防燙傷設(shè)計，保證用戶使用方便與安全。

5、試驗過程

(1) 在設(shè)備的控制軟件上設(shè)置熱封溫度、熱封壓力、熱封時間、試樣名稱、試驗寬度等參數(shù)信息，選擇試驗方法B。

(2) 沿待測樣品的縱向裁取寬15 mm，長至少為25 mm的試樣5條。

(3) 待設(shè)備達到設(shè)置熱封溫度后，取其中1條試樣，將試樣的兩端分別裝夾在兩個試樣夾具中，使試樣繞過試樣拖動機構(gòu)，且熱封面與拖動機構(gòu)接觸。

(4) 撥動拖動機構(gòu)，使試樣熱封面相互接觸進入熱封刀之間，踩動腳踏開關(guān)，熱封刀熱封試樣，同時松開拖動機構(gòu)，設(shè)備按照設(shè)定的熱封參數(shù)對試樣進行熱封后，熱封刀自動分開，延遲0.1s后，夾具在0.1s內(nèi)回撤到熱粘強度測試的初始狀態(tài)，然后以200 mm/s的夾具分離速度拉扯熱封部位，通過夾具上配置的力值傳感測試其熱粘強度。

(5) 按照夾樣-撥動拖動機構(gòu)-踩動腳踏開關(guān)-松開拖動機構(gòu)的操作，依次測試其余4條試樣的熱粘強度。

6、試驗結(jié)果

5條試樣測試結(jié)果的平均值為4.26 N/15mm，故所測試試樣在設(shè)置的熱封參數(shù)下的熱粘強度值為4.26 N/15mm。

7、結(jié)論

熱粘強度反映的是包裝材料在熱封邊未冷卻前的封合牢度，是影響FFS重包裝膜使用性能的重要指標。本文測試了FFS重包裝膜樣品在固定熱封參數(shù)下的熱粘強度，試驗過程簡單，設(shè)備自動化程度高，操作簡單，試驗結(jié)果準確可靠。若要獲得樣品最佳熱粘強度對應(yīng)的熱封參數(shù)范圍，可采用本文方法在不同熱封參數(shù)下測試相應(yīng)的熱粘強度并結(jié)合試驗現(xiàn)象選取合適的熱封參數(shù)。除熱粘強度外，本設(shè)備還可測試包裝材料的熱封強度。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測技術(shù)服務(wù)的技術(shù)企業(yè)，了解設(shè)備信息及檢測服務(wù)信息，可登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看信息或致電咨詢。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術(shù)溝通與合作。