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摘要：本文對(duì)目前包裝領(lǐng)域中使用的熱封技術(shù)進(jìn)行了概要介紹，詳細(xì)介紹了材料熱封性能的評(píng)價(jià)方法，并對(duì)如何選擇實(shí)際生產(chǎn)使用的材料的熱封溫度進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞：熱封工藝，熱封參數(shù)，熱粘性，開裂模式，熱封強(qiáng)度
1、熱封工藝

    熱封制袋普遍應(yīng)用在日化產(chǎn)品包裝、食品藥品包裝等領(lǐng)域。由于在產(chǎn)品充填時(shí)包裝袋熱封處zui容易出現(xiàn)泄漏，而且在 實(shí)際使用時(shí)包裝袋的損傷大部分也發(fā)生在熱封部分，因此 選擇合適的熱封材料以及熱封參數(shù)可以降低生產(chǎn)線的廢品率，并可有效提高包裝物整體的阻隔性能。

    熱壓封合是用某種方式加熱封口處材料，使其達(dá)到粘流狀態(tài)后加壓使之粘封，一般用熱壓封口裝置或熱壓封口機(jī)完成。熱封頭是熱壓封合的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)熱封頭的結(jié)構(gòu)形式及加熱方法的不同，熱壓封口的方法可分為：普通熱壓封合法、熔斷封合、脈沖封合、超聲波封合、高頻熱封、以及感應(yīng)熱封合幾種。薄膜特性不同，適用的熱封方法也不同，例如超聲波封合和高頻熱封更適用于易熱變形的薄膜，然而zui常用的熱封方法還是普通熱壓封合法。普通熱壓封合法又有平板熱封、圓盤熱封、帶式熱封以及滑動(dòng)夾封合幾種，平板熱封的應(yīng)用zui為普及。

2、熱封參數(shù)

    材料的熱封性能（Heatsealability）包括在熱封口仍然比較熱（尚未冷卻到環(huán)境溫度）時(shí)檢測它的熱封強(qiáng)度（Hot Tack）以及熱封口冷卻穩(wěn)定后的熱封強(qiáng)度（Ultimate Strength）兩方面，要評(píng)價(jià)材料的熱封性能需要對(duì)材料進(jìn)行這兩方面的綜合檢測。一般認(rèn)為包裝材料的熱封性能主要由熱封溫度、熱封壓力以及熱封時(shí)間來決定，其中熱封溫度是zui關(guān)鍵的參數(shù)，而熱封強(qiáng)度是判斷材料熱封性能優(yōu)劣的依據(jù)。

    在包裝生產(chǎn)線上由于從熱封制袋到內(nèi)容物填充兩步操作的間隔時(shí)間很短，很多材料在熱封后封口溫度還沒有冷卻到常溫就需要進(jìn)行充填內(nèi)容物，熱封部分受到由填充所引起的破裂力作用，如果此時(shí)熱封部分的強(qiáng)度無法抵擋破裂力的作用，就會(huì)在包裝過程中出現(xiàn)破袋。破袋現(xiàn)象在高速立式成型制袋－充填－封口包裝機(jī)上比較突出，當(dāng)然在熱封處冷卻不*的低速包裝機(jī)上也存在。

    考察材料熱封部分在熱封后很短的時(shí)間內(nèi)（尚未冷卻）受到外力仍然保持結(jié)合在一起的能力是材料的熱粘性（Hot Tack）。技術(shù)上認(rèn)為材料的熱粘性是密封劑材料在熱封溫度范圍內(nèi)的粘著性能以及密封劑對(duì)多層結(jié)構(gòu)其它成分的粘合強(qiáng)度的總和。一般情況下，材料的熱粘性比冷卻后的熱封強(qiáng)度要差的多，這從圖 1（摘自標(biāo)準(zhǔn) ASTM F 2029-00）中可以明顯地看出。其中左側(cè)標(biāo)有“ Equil. dwell ”的曲線是在薄膜熱封部分*冷卻后（圖中注釋這種材料的平衡保留時(shí)間是1000ms）檢測得到的熱封強(qiáng)度與溫度的曲線，右側(cè)標(biāo)有“100ms dwell”
的曲線是熱封部分在熱封后僅間隔了 100ms（未得到充分冷卻）檢測的材料熱封強(qiáng)度與溫度的曲線。這兩條曲線隨溫度變化的走勢相同，但是在同一溫度下僅間隔了 100ms 就檢測的材料的表觀熱封強(qiáng)度要比充分冷卻后低得多。

圖 1 熱封性能檢測圖示

3、熱封試樣的開裂模式

    材料的熱封強(qiáng)度是單位寬度的熱封材料在熱封層面上被剝離所需要的力（如圖 2a 所示的開裂方式），然而實(shí)際測試時(shí)，試樣往往并不是在熱封層被分開而是在其未封合部位被拉斷，這樣材料的真實(shí)熱封強(qiáng)度要比測試結(jié)果稍大一些。試樣在熱封強(qiáng)度試驗(yàn)過程中的開裂模式（Failure Mode）是評(píng)定試樣熱封性能的重要信息，需要操作人員仔細(xì)觀察試驗(yàn)結(jié)束后材料的狀態(tài)。

    開裂模式的定義是熱封試樣在熱封強(qiáng)度試驗(yàn)過程中當(dāng)測試夾頭分離時(shí)是以何種方式斷開的，通常有以下幾種形式：從熱封面剝離（圖 2a），材料粘合層開裂（圖2b），材料熱封層與底層分層（圖2c），材料在熱封邊緣處斷裂（圖2d），在離熱封處較遠(yuǎn)的地方斷裂或撕裂（圖 2e），材料拉長（圖2f），以及在熱封面剝離時(shí)熱封處材料出現(xiàn)拉長（圖2g）。

注：圖 2 摘自 ASTM F 1921-98

圖 2 熱封試樣的開裂模式

    對(duì)試樣開裂模式的正確判定能夠直接影響到對(duì)實(shí)際生產(chǎn)使用的熱封溫度的選擇。在繪制熱封曲線時(shí)通常取溫度間隔為 5 ～ 10℃進(jìn)行試驗(yàn)，并需要對(duì)每個(gè)溫度點(diǎn)的試樣開裂模式進(jìn)行詳細(xì)說明（一般為圖示說明，可參見圖 1）。一般情況下，熱封溫度應(yīng)該選擇在接近熱封層融化溫度的溫度范圍內(nèi)，這個(gè)溫度一般是熱封曲線中迅速上升的剝離部分及平穩(wěn)部分的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度。如果測試材料需要用于熔合熱封，則應(yīng)在高于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度的范圍內(nèi)選擇；如果測試材料需要用于能夠剝離的熱封，那應(yīng)在滿足材料的應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上，在低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度的范圍內(nèi)選擇合適的熱封溫度并進(jìn)行試樣熱封強(qiáng)度的檢測。

4、總結(jié)

    通過調(diào)整材料的熱封參數(shù)可使材料達(dá)到*的熱封效果。然而隨著包裝技術(shù)的不斷改良，我們對(duì)材料熱封質(zhì)量的要求不再僅局限在牢固封住這一點(diǎn)上，而且還要求產(chǎn)品在使用時(shí)能夠達(dá)到很好的易開封效果。