摘要: 本文詳細介紹了熱粘力與熱封強度的區別與,并結合檢測實(shí)例介紹了熱粘力與灌裝生產(chǎn)線(xiàn)參數選擇的密切關(guān)系。
關(guān)鍵詞:熱封性能,熱粘力,灌裝,破袋,效率
包裝材料的熱封性能是評定材料包裝性能的主要指標,包括熱粘力和熱封強度,考察材料熱封部分在熱封后很短的時(shí)間內(尚未冷卻)的剝離力是材料的熱粘力(Hot Tack),而熱封強度(Ultimate Strength)是熱封部分*冷卻后的剝離強度,同種材料的這兩項指標相差很大。然而,實(shí)際上這兩項指標的良好應用往往直接關(guān)系到包裝材料的選擇和實(shí)際灌裝效率的高低,本文以灌裝生產(chǎn)線(xiàn)包材選擇為例就材料熱粘力的應用以及分析評價(jià)進(jìn)行介紹。
1. 熱粘力的用途
如今,食品、藥品、化妝品、及其他領(lǐng)域中大多軟包裝灌裝都使用制袋-充填-封合包裝機(Form-Fill-Seal Machine)。在這些灌裝生產(chǎn)線(xiàn)上,軟包裝袋的制作工藝與灌裝工藝是同時(shí)進(jìn)行的,而產(chǎn)品充填的方式基本上都是產(chǎn)品從一定高度落入包裝袋中并對包裝袋底部產(chǎn)生強烈沖擊,如果包裝袋底部無(wú)法承受沖擊力的作用就會(huì )出現底部開(kāi)裂——破袋,不僅會(huì )影響生產(chǎn)環(huán)境的清潔,而且會(huì )影響灌裝效率。由于在灌裝生產(chǎn)線(xiàn)上熱封制袋與內容物填充兩步操作的間隔時(shí)間非常短,而在這么短的時(shí)間間隔內要使包裝袋的熱封部分*冷卻是不可能的,可見(jiàn)包裝材料的熱封強度不適宜用于此處對于材料熱封性能的評價(jià),應該采用材料的熱粘力。將包裝過(guò)程中的熱封程序*化作為縮短包裝循環(huán)時(shí)間的一種有效途徑已經(jīng)得到了普遍的認可,而通過(guò)熱粘力檢測可以幫助操作人員選擇*的熱封參數。
所以,熱粘力與熱封強度的應用區別就很清晰了,熱粘性能是用于確保灌裝生產(chǎn)線(xiàn)運轉正常,它的合適與否直接影響到灌裝效率及破袋率;而熱封性能主要是用于評價(jià)材料的存儲性能,確保熱封部分在運輸、存儲、展示的過(guò)程中不會(huì )出現泄漏,是實(shí)現包裝材料功能性的前提。
2.案例分析
通過(guò)檢測材料的熱粘力應該如何選擇*的生產(chǎn)線(xiàn)熱封參數呢?下面以L(fǎng)abthink實(shí)驗室接受的客戶(hù)試驗委托為例介紹一下熱粘力與生產(chǎn)線(xiàn)熱封參數選擇的關(guān)系。
客戶(hù)為東南亞一家食品生產(chǎn)企業(yè),想在其他性能指標相近的A、B兩種薄膜中選擇一種既滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)制袋要求,又使生產(chǎn)線(xiàn)具有較高的灌裝效率。受其它因素的影響,生產(chǎn)線(xiàn)所能提供的熱粘時(shí)間和熱封壓力已經(jīng)確定,而材料的熱封面也是確定的??蛻?hù)要求包裝材料的熱封溫度不高于133℃,熱粘力不低于2N,熱封時(shí)間應在能滿(mǎn)足以上要求的基礎上盡可能地縮短,同時(shí)要兼顧節能的原則。
我們采用Labthink HTT-L1熱粘拉力試驗儀檢測A、B兩種薄膜的熱粘力,熱封時(shí)間設定為0.3s、0.5s、0.7s,熱封溫度設定為115℃、118℃、121℃、124℃、127℃、130℃、133℃,其它指標按照客戶(hù)要求設定,測試試樣寬度按照客戶(hù)要求取為25mm。圖1和圖2是測試數據曲線(xiàn)。

圖1. 薄膜A:熱粘力與熱封溫度及熱封時(shí)間的關(guān)系圖
圖2. 薄膜B:熱粘力與熱封溫度及熱封時(shí)間的關(guān)系圖
實(shí)際上,要達到薄膜材料的*熱粘力有一個(gè)zui合適的溫度點(diǎn),而當熱封溫度超過(guò)這個(gè)溫度點(diǎn)后熱粘力會(huì )表現出下降的趨勢。從圖1和圖2中我們可以看出,薄膜A的*熱封溫度約為130℃,而薄膜B的*熱封溫度約為127℃。
數據上分析,對于薄膜A來(lái)講,當熱封時(shí)間為0.3s時(shí),熱粘力沒(méi)有達到客戶(hù)的要求;當熱封時(shí)間為0.5s時(shí),熱封溫度在127℃~133℃之間時(shí)材料的熱粘力剛剛能夠滿(mǎn)足客戶(hù)要求;當熱封時(shí)間為0.7s時(shí),熱封溫度在127℃~133℃范圍內材料的熱粘力能較好地滿(mǎn)足要求。因此對于薄膜A來(lái)講只有當熱封時(shí)間大于0.5s、熱封溫度在127℃~133℃才能滿(mǎn)足客戶(hù)對材料熱粘力的要求。而薄膜B在同樣的熱封參數下所表現出的熱粘力要比薄膜A好很多,當熱封時(shí)間不小于0.3s、熱封溫度在118℃~133℃之間都能滿(mǎn)足客戶(hù)對熱粘力的要求;而且隨著(zhù)熱封時(shí)間的增加,所需的熱封溫度明顯下降,當熱封時(shí)間增加到0.7s、熱封溫度在115℃~133℃中任意溫度點(diǎn)時(shí),薄膜B都能滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。
參考以上測試數據,我們認為應采用薄膜B,生產(chǎn)線(xiàn)熱封參數可以設為:熱封時(shí)間為0.3 s ~0.5s、熱封溫度為118℃。當然熱封溫度點(diǎn)還應通過(guò)進(jìn)一步測試來(lái)確定*值,但注意應使熱粘力留有一定的余量,以避免由于熱封機構因素或材料因素引起的熱封不均勻而導致強度不足的問(wèn)題。僅從材料分析我們認為采用A試樣的話(huà)會(huì )降低灌裝效率,同時(shí)增加生產(chǎn)線(xiàn)能耗,然而進(jìn)一步的數據分析還應該考慮到包裝材料的成本以及整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的*工作效率等等。
3. 總結
要想合理地設定灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的熱封工藝參數,應該主要考慮材料的熱粘力。使用熱粘拉力試驗儀,我們可以隨意調整熱封時(shí)間、熱粘時(shí)間、熱封溫度以及熱封壓力,從測試數據圖表結合生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)際情況分析出*的參數組合模式。當然材料成本也應當被考慮在內,以達到生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率的*化。