軟包裝袋大多采用棒式熱封合，主要是通過(guò)對(duì)加熱棒溫度、熱封時(shí)間、加熱棒與硅膠板之間壓力三者進(jìn)行協(xié)調(diào)，最終達(dá)到滿意的封合效果。

分析了軟包裝制袋工序中三大決定性的質(zhì)量要素：熱封溫度、熱封時(shí)間和熱封壓力，是如何影響熱封效果的，并就制袋時(shí)容易出現(xiàn)的裁切線不整齊、熱封強(qiáng)度差、 熱封后袋子翹曲、 熱封強(qiáng)度不良、 熱封部位產(chǎn)生氣泡或表面不平、滑爽性不良、制袋長(zhǎng)度及其相關(guān)偏差、袋子寬度出現(xiàn)偏差等給出了解決方法。

一、復(fù)合膜熱封制袋工藝關(guān)鍵因素

在軟包行業(yè)中，大家都非常清楚，熱封合是應(yīng)用在復(fù)合包裝材料中最普遍、最實(shí)用的一種制袋方式。此方式是利用外界各種條件(如電加熱、高頻電壓及超聲波等)使塑料薄膜熱封部位受熱熔融成粘流狀態(tài)，并依靠一定壓力，使兩層膜熔合在一起，經(jīng)過(guò)冷卻后保持應(yīng)有的強(qiáng)度。熱封方式有熔斷封合、超聲波封合、高頻封合、熱空氣封合、棒式熱封合等不同方式。

根據(jù)輕包裝類的軟包裝特點(diǎn)及要求，軟包裝袋大多都是采用棒式熱封合，這也是整個(gè)包裝袋行業(yè)中最常見(jiàn)的一種熱封合方式。這種熱封方式主要是通過(guò)對(duì)加熱棒溫度、熱封時(shí)間、加熱棒與硅膠板之間壓力三者進(jìn)行協(xié)調(diào)，最終達(dá)到滿意的封合效果。

因此，制袋工序中三大決定性的要素就是：熱封溫度、熱封時(shí)間和熱封壓力。

1、熱封溫度

熱封溫度的作用是使粘合膜層加熱到一個(gè)比較理想的粘流狀態(tài)，使塑料薄膜與薄膜之間的熱封層形成熔融狀態(tài)。由于高分子聚合物沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，是一個(gè)熔融溫度范圍，即在固相與液相之間有一個(gè)溫度區(qū)域，當(dāng)加熱到該溫度區(qū)域時(shí)，薄膜進(jìn)入熔融狀態(tài)。高聚物的粘流溫度與分解溫度分別是熱封的下限與上限，粘流溫度和分解溫度差值的大小是衡量熱封難易的重要因素。

熱封溫度是根據(jù)熱封材料的特性、薄膜厚度、熱封燙壓的次數(shù)及熱封面積大小設(shè)定。在熱封復(fù)合材料的制袋加工過(guò)程中，熱封溫度對(duì)熱封強(qiáng)度的影響最為直接，各種材料的熔融溫度高低直接決定復(fù)合膜的更低熱封溫度(即起封溫度)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，熱封溫度受熱封壓力、制袋機(jī)速以及復(fù)合基材的厚度等因素影響，因而實(shí)際熱封溫度往往要高于熱封材料的熔融溫度。

熱封溫度若低于熱封材料的軟化點(diǎn)，則無(wú)論怎樣加大壓力或延長(zhǎng)熱封時(shí)間，均不能使熱封層真正封合。一般來(lái)說(shuō)，隨著熱封溫度的增大，熱封強(qiáng)度也會(huì)增加，但到了一定的溫度以后，強(qiáng)度不會(huì)增加。如果熱封溫度過(guò)高，極易損傷封合處的熱封材料，產(chǎn)生“根切”現(xiàn)象(封合強(qiáng)度遠(yuǎn)低于復(fù)合膜的斷裂強(qiáng)度)，大大降低了邊封的熱封強(qiáng)度。

2、熱封時(shí)間

熱封時(shí)間是指熱刀在薄膜上停留的時(shí)間，它也是影響熱封口強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵因素。一般而言，熱封時(shí)間主要由制袋機(jī)的速度決定。舊式的制袋機(jī)，調(diào)節(jié)熱封時(shí)間只有靠改變制袋機(jī)的速度，要延長(zhǎng)熱封時(shí)間，就必須犧牲生產(chǎn)效率。相同的熱封溫度和壓力，熱封時(shí)間長(zhǎng)，則熱封層熔合更充分，結(jié)合更牢固。但熱封時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易造成熱封焊縫處起皺變形，影響平整度和外觀;同時(shí)熱封時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還會(huì)造成大分子團(tuán)分解，使封口界面密封性能惡化。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的制袋機(jī)生產(chǎn)廠家使用獨(dú)立的變頻電機(jī)技術(shù)控制熱封刀下降和送料，使制袋機(jī)能夠在不改變制袋速度的情況下，獨(dú)立調(diào)節(jié)熱封時(shí)間或在控制熱封時(shí)間不變的情況下獨(dú)立調(diào)節(jié)制袋速度，大大方便了制袋機(jī)的操作和質(zhì)量控制，提高了制袋機(jī)的生產(chǎn)效率。

3、熱封壓力

熱封壓力的作用是使已處于粘流狀態(tài)下的高聚物樹(shù)脂薄膜在熱封界面之間產(chǎn)生有效的分子相互滲透、擴(kuò)散，從而達(dá)到一定的熱封強(qiáng)度。要達(dá)到理想的熱封強(qiáng)度，必須加以適當(dāng)?shù)膲毫Α?duì)于一般輕包裝袋來(lái)說(shuō)，熱封壓力至少要達(dá)到20 N/cm2，而且隨著復(fù)合膜總厚度的增加或熱封寬度的增加，所需壓力也應(yīng)該相應(yīng)的增加。

若熱封壓力不足，兩層塑料薄膜熱封材料之間難以實(shí)現(xiàn)封牢，導(dǎo)致局部熱封不上，或者難以消除熱封層中的空氣，造成虛封或不平整。但是當(dāng)熱封壓力過(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熔融材料擠出的現(xiàn)象，擠走材料的熱封部分材料，使焊縫邊形成半切斷狀態(tài)，且變薄發(fā)脆，影響熱封效果，降低熱封強(qiáng)度。一般熱封后，封口部位的強(qiáng)度損失不得大于10%～15%。

壓力的變化可以改變熱封特性。顯然，壓力越大，所需熱封時(shí)間或者熱封溫度都可以降低，但同時(shí)熱封范圍將會(huì)變窄。實(shí)際操作中壓力是可以調(diào)節(jié)的，采用較高的操作溫度，通過(guò)縮短熱封時(shí)間來(lái)提高產(chǎn)量，但操作控制難度較大，必須特別小心，以免產(chǎn)生負(fù)面效果。

因此，制袋工序的熱封三要素溫度、時(shí)間、壓力是相輔相成的，也是形成反比例關(guān)系的，溫度高了，時(shí)間、壓力要相對(duì)減少和降低;時(shí)間長(zhǎng)了，溫度、壓力同時(shí)要下降調(diào)整(調(diào)整是在其一定的范圍內(nèi)的);壓力大了，溫度、時(shí)間亦要下降趨勢(shì)調(diào)整(調(diào)整是在其一定范圍內(nèi)的)，反之亦然。

4、其他影響因素：復(fù)合膜材料本身的因素

除了熱封制袋三要素的工藝參數(shù)對(duì)制袋影響較大外，復(fù)合材料的性能也是最直接影響熱封制袋的各項(xiàng)性能指標(biāo)以及制袋過(guò)程中設(shè)備操作參數(shù)的重要因素之一。

(1)復(fù)合膜熱封材料的種類、厚度。

一般復(fù)合膜包裝用熱封材料有PE、CPP以及其它一些離子型樹(shù)脂或改性PE、PP等薄膜。同等情況下，蒸煮袋包裝常用的CPP熱封強(qiáng)度要比一般的PE強(qiáng)，改性的薄膜要比沒(méi)經(jīng)過(guò)改性的薄膜強(qiáng)度高。熱封材料的厚度一般在20～120μm，有一些特殊要求的(如蒸煮袋)也有達(dá)到100～120μm。同一種熱封材料，其熱封強(qiáng)度隨熱封厚度增大而增大。

此外，材料的總厚度、均勻度、平整度也是很重要的參數(shù)指標(biāo)。均勻度和平整度較差會(huì)使熱封壓力、溫度不能夠均勻地傳遞到薄膜的熱封區(qū)域上，這樣沿?zé)岱獾毒叻较虻母呔畚锼幍恼沉鳡顟B(tài)就不均一，不能確保完好的界面密閉性。

(2)復(fù)合膜復(fù)合強(qiáng)度

復(fù)合膜是由非熱封層與熱封層經(jīng)過(guò)擠出、干法復(fù)合而來(lái)，實(shí)際意義屬于層合，不是嚴(yán)格意義的復(fù)合材料學(xué)上的復(fù)合概念。內(nèi)封層(聚乙烯或丙烯等)與次內(nèi)層基材的層間復(fù)合強(qiáng)度對(duì)熱封質(zhì)量有著很大的影響。與內(nèi)封層相復(fù)合的其它基材對(duì)內(nèi)層熱封來(lái)說(shuō)起著補(bǔ)強(qiáng)的作用，大部分復(fù)合膜熱封處的破壞都發(fā)生在復(fù)合膜的層間或脆斷，一般熱封強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于復(fù)合強(qiáng)度。

對(duì)于復(fù)合層間強(qiáng)度較低的產(chǎn)品，由于基材薄膜與表層薄膜(含次內(nèi)層)的拉伸強(qiáng)度、彈性模量及伸長(zhǎng)率有很大的不同，在拉力作用下往往是熱封邊處的復(fù)合膜層間首先剝離，致使由內(nèi)層獨(dú)立承受破壞拉力，而使其它層材料失去補(bǔ)強(qiáng)作用，熱封強(qiáng)度等質(zhì)量指標(biāo)由此大為降低。

而且在熱封的同時(shí)，熱封部位的復(fù)合強(qiáng)度本身也會(huì)有一定程度下降，所以要想得到充分的熱封強(qiáng)度，使內(nèi)封層與次內(nèi)封層之間具有相當(dāng)好的復(fù)合強(qiáng)度是前提條件。而影響復(fù)合強(qiáng)度的又有其本身幾方面的原因所造成的，如粘合劑的選擇與材料適性，材料本身濕潤(rùn)張力等等問(wèn)題。

(3)復(fù)合膜表層材料，印刷基材和其它復(fù)合層基材的耐熱性對(duì)復(fù)合袋的平整性有著重要的影響。

一般來(lái)說(shuō)，表層材料耐熱性越好，袋子的平整性等外觀性能也就越好，因此復(fù)合膜表層材料往往也會(huì)限制制袋機(jī)的熱封溫度。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般表層為PET、PA等耐高溫性較高的基材時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中?？梢酝ㄟ^(guò)提高熱封溫度來(lái)加快制袋速度，而不會(huì)影響制袋的外觀;表層材料為BOPP等耐高溫性較差的基材時(shí)，盡量采用較低的熱封溫度。通過(guò)改善熱封壓力和延長(zhǎng)熱封時(shí)間來(lái)保證熱封強(qiáng)度和外觀，避免為了加快生產(chǎn)速度而提高熱封溫度。

一般來(lái)而言，良好的封合效果取決于它是否具有良好的熱封強(qiáng)度以及完好無(wú)損的外觀。