在食品及醫(yī)療器械行業(yè),PA/LDPE復(fù)合膜是較為常見的包裝用薄膜,因?yàn)镻A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(fù)合膜在應(yīng)用過程中,卻經(jīng)常出現(xiàn)熱封過度或其他熱封不良的現(xiàn)象,甚至在包裝線上出現(xiàn)熱粘性較差的包裝,導(dǎo)致包裝內(nèi)容物變質(zhì)或泄露等質(zhì)量問題。上述問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(shù)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(shù),導(dǎo)致熱封過度等問題。針對上述問題,我們選擇常用的PA/LDPE復(fù)合膜包裝作為研究對象,試驗(yàn)研究其熱封性及熱粘性參數(shù),采用相關(guān)拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試。通過固定延遲時(shí)間,測試試樣在不同溫度下的熱粘強(qiáng)度,并繪制熱粘曲線,從而得到具有良好熱粘性試樣的密封溫度范圍。另外,通過固定熱封壓力、持續(xù)時(shí)間這兩個(gè)熱封參數(shù),在不同熱封溫度下熱封試樣,測試熱封強(qiáng)度,繪制熱封曲線,確定PA/LDPE在良好熱封性能下的熱封溫度范圍。
熱粘拉力試驗(yàn)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(yàn)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(fù)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(fù)合品、復(fù)合膜、塑料薄膜、紙張等軟質(zhì)材料進(jìn)行剝離、拉斷等項(xiàng)目的試驗(yàn)。
熱封試驗(yàn)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(shè)備基于熱壓封口測試方法,可用于測定各種熱封復(fù)合膜的熱封溫度、熱封時(shí)間以及熱封壓力等關(guān)鍵參數(shù)。
智能電子拉力試驗(yàn)機(jī):行程為950mm,試驗(yàn)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(fù)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、開啟力、低速解卷力、撥開力等性能測試。
試驗(yàn)采用常見的PA/LDPE復(fù)合膜作為驗(yàn)證材料,測試其熱粘強(qiáng)度與熱封強(qiáng)度。
(1)熱粘性參數(shù)選擇
沿驗(yàn)證材料的縱向方向隨機(jī)裁制寬15mm,長35cm的試樣45條。設(shè)置儀器的密封持續(xù)時(shí)間為1s,設(shè)置儀器的密封壓力為29N/cm2,設(shè)置儀器的延遲時(shí)間為100ms,夾具的分離速度設(shè)置為1500mm/min(儀器設(shè)備固定值)。設(shè)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(yàn)儀上,進(jìn)行熱粘強(qiáng)度的測試,做5次平行試驗(yàn)。隨后每隔2.5℃做一組試驗(yàn),直至152.5℃熱粘強(qiáng)度明顯下降時(shí)為止,每個(gè)密封溫度均做5次平行試驗(yàn)。
(2)熱封參數(shù)選擇
沿材料的縱向方向隨機(jī)裁制長15cm、寬7.5cm的試樣44片。在熱封試驗(yàn)儀上設(shè)置持續(xù)時(shí)間為1s,在熱封試驗(yàn)儀上設(shè)置熱封壓力為290kPa,設(shè)置初始熱封溫度為95℃,隨機(jī)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(jī)抽取的試樣進(jìn)行熱封,直至熱封溫度為200℃試樣嚴(yán)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(diào)節(jié)至少24h后,分別測試每個(gè)溫度下試樣條的熱封強(qiáng)度,拉力試驗(yàn)機(jī)的夾具初始間距設(shè)置為5cm,移動速度設(shè)置為300mm/min。
為獲得PA/LDPE良好的熱粘強(qiáng)度和熱封強(qiáng)度,在熱封設(shè)備穩(wěn)定的情況下,熱封試驗(yàn)儀上設(shè)置持續(xù)時(shí)間為1s,熱封壓力為290kPa(即29N/cm2),經(jīng)過系列試驗(yàn)選擇出熱封范圍為135~145℃。較低或較高的熱封溫度會引起熱粘強(qiáng)度或熱封強(qiáng)度數(shù)值異常,熱封區(qū)開口或根部斷裂,導(dǎo)致包裝破裂。
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