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无锡鼎茂机械制袋机的工艺控制
一、热封温度
复合膜的热封温度的选择与复合基材的性能、厚度,制袋机的型号、速度、热封压力等有密切关系,直接影响热封强度的高低。
 
复合膜的起封温度是热封材料的粘流温度Tf(或熔融温度Tm)决定,热封的高温度不能超过热封材料的分解温度Ta。Tf(Tm)~Ta之间的温度范围即为热封材料的热封温度范围。它是影响热封质量控制的关键因素,热封温度范围越宽,热封性能越好,质量控制越容易,越稳定。
 
同时复合薄膜的热封温度不能高于印刷材料的热定型温度以上。否则会引起热封部位的收缩、起皱,降低了热封强度和袋子的抗冲击性能。印刷材料的耐热性好,如PET、ONY等,在生产中可以提高热封温度以快速生产;印刷材料的耐温性差,如BOPP,则尽量采用采用较低的热封温度,而通过增加压力,降低车速或选择低温热封材料来保证热封强度。
 
热封温度的设定应在热封材料的热封温度范围内,一般在粘流温度Tf(或熔融温度Tm)上15℃~30℃(如果在这个范围内,不能使热封层封合,须从压力、速度、机械性能上去设法改善,压力并非越大越好,太大也会损伤焊边,造成断根问题。“补充探讨”),热封温度过高,易使热封部位的热封材料熔融挤出,降低了热封厚度,增加了焊边的厚度和不均匀。虽然表观热封强度强度较高,却会引起断根破坏现象,大大降低封口的耐冲击性能(容易产生破袋的问题,“补充”),密封性能。(这个分析很有道理。)热封温度低于热封材料的软化点,加大压力和延长热封时间均不能使热封层封合。
 
连续自动灌装设备的热封温度设定往往较高,因为在热封时,易受到内装物的污染、挤压、冷却速度的影响。
 
二、热封压力
在热封温度下,热封材料开始熔化,在粘接面上施以压力,使对应的热封材料相互接触、渗透、扩散,也促使薄膜表面的气体逸出,使热封材料表面的分子间距离缩小,产生更大的分子间作用力,从而提高了热封强度。(再补充热封理论)
 
热封压力由制袋机上的弹簧提供。对于轻薄包装袋,热封压力至少在1。96N/㎝²以上。热封压力的大小与复合膜的结构性能、厚度、热封宽度等有关。
 
热封材料有较高的活化能,升温对其粘度的下降影响较大,所需的热封压力较小,以免热封部位的熔融材料被挤出,降低了热封效果。而PE、PP为非极性热封材料,活化能极小,所需压力较高,对热封强度,界面热封性有利。(这段如何理解,应该是热封材料中有较高活化能的热封材料和较低活化能的热封材料,PE、PP是常用的热封材料,这里所指应是普通型号的PE、PP材料,是属于活化能较小的热封材料,而与之共聚、共混改性,或特殊催化、离子型树脂等热封材料,如mPE、EVA、EAA、EMAA、Surlyn等是属于活化能较镐的热封材料。不知这样理解对吗?)
 
热封压力随着复合膜的厚度增加而增加,若热封压力不足,热封丙层薄膜难以热合,难以排尽夹在焊缝中间的气泡;热封压力过高,会挤走熔融材料,损伤焊边,引起断根。计算热封压力时,要考虑所需热封棒的宽度(是指热封宽度而不是指棒的整个宽度)和实际表面积(是指热封接触面积)。热封棒宽度越宽,所需的压力越大。热封棒的宽度过宽,易使热封部位夹带气泡,难以热封牢固。一般采用镂空的热封棒,在加强热封牢度。相同宽度(热封宽度)的热封棒,若表面刻纹,其实际接触面积大大减小,单位面积压力相应大。这对热封宽度较大的包装袋是有益的。
 
三、热封速度
热封速度体现制袋子机的生产效率,也是影响热封强度和外观的重要因素。热封速度越快,热封温度要相应提高,以保证热封强度和热封状态;在相同的热封温度和压力下,热封速主度越慢,热封材料的熔合将更充分,更牢固,但不能引起断根现象。
 
在国内的制袋机上,热封时间的长短主要由制袋机的速度决定的。增加热封时间,须降低制袋速度,降低手产效率。如果采用独立的变频电机控制热封棒的升降和送料,独立调节热封时间,而不改变制袋速度,就大大方便制袋机的操作与质量控制。(国内已有几个厂家能生产这种制袋机,采用三个变频电机,一个独立控制热封时间。目前购进的斯米克600型制袋机就属于这种,并非上面所说的国内的制袋机控制热封时间产要由速度来决定。)
 
四、冷却情况
冷却过程是在一定的压力下,用较低的温度对刚刚熔融封合的焊缝进行定型,消除应力集中,减少焊缝的收缩,提高袋子的外观平整度,提高热封强度的过程。制袋机的冷却水一般是自来水或20℃左右的循环水。如果水温过高、冷却棒压力不够、冷却水循环不畅、循环量不够等都会导导致冷却不良,热封强度爱到影响。
 
五、热封次数
在连续自动灌装设备和某些制袋机上,纵向热封一般采用涂复聚四氟乙烯的环型钢带焊接法,横向热封采用热板焊接法。但大多制袋机的纵向和横向热封采用热板焊接法,纵向热封次数取决于热封棒的有效长度和袋长之比,横向热封次数由机台热封装置的组数决定。良好的热封一般要求热封热封次数在两炊以上。横向热封装置多数为三组。为了满足宽边的热封要求,往往增加横向热封装置,增加热封次数,以降低热封温度,减少颈缩现象。对于较长规格的包装袋,可以采用多倍送料技术,使每次送料长度减至袋长的二分之一或三分之一,从而增加热封次数,改善热封效果,但会降低生产效率,所以有些制袋机增加纵封棒的长度,以增加热封次数,保证热封质量。
 
六、热封棒间隙
热封棒间隙是指上热封棒接触到底板时,预定的热封压力传递到热封表面的施加距离。相同薄膜厚度,相同热封速度时,热封棒间隙小,热封时间相对较小,产品的热封强度将会降低。一般热封棒间隙设定在1~1.5mm,它与薄膜厚度、传递性能、制袋速度等有关。(如果采用有独立的变频电机控制热封棒的升降和送料、独立调节热封时间的制袋机,应于制袋速度没关系。)
 
七、张力控制
张力控制装置是用来保持薄膜的平整,易于折边,间歇送料的均匀,减少袋子热封部位的收缩和翘曲。制袋机的张力一般在1~1.5㎏/㎝²。(张力控制的作用和好坏的区别还有待与范工流探讨后补充。)
 
总结
1、复合软包装袋的热封质量主要是评价外观检查,热封强度、耐压强度、抗冲击强度等。在专业标准中,对热封强度、施压时间的规定有些欠缺。(欠缺在什么地方,有待联系或查资料补充。)
 
2、热封温度、热封压力、热封速度、冷却系统、热封次数、热封棒间隙、张力控制等工艺因素都是影响热封强度和外观的重要因素。
 
3、热封质量依赖于热封材料的选择和生产工艺的确定,但同时也要注意其它对热封强度影响的因素:复合膜的结构与材料、层间的复合强度、印刷排版、版面设计(油墨面积)、油墨和胶粘剂的耐热性等。
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