关键词：热封性能、热封与热粘性能测试仪、洗衣粉包装、塑料复合膜、热封参数
1、意义
洗衣粉大多采用塑料复合膜进行包装，重量规格从几百克到几千克不等。为了保证洗衣粉成品包装在运输、销售等环节不会发生破袋，包装热封部位的热封效果是必须关注的性能之一。影响包装材料热封性能的因素较多，可分为包装材料与热封工艺两方面，具体包括热封材料的种类、厚度、热封温度、热封压力、热封时间等。常见的热封材料有LDPE、LLDPE、CPP、EVA等，不同材料的热封性能及适用范围并不相同，LDPE、LLDPE材料的耐低温性好，耐夹杂物性好，适合用于包装冷冻类、粉末类、液体类产品；CPP材料的耐高温性好，适合用于包装高温杀菌类产品。其次，包装材料的厚度增加会提高两层材料间的结合牢度，增强热封强度。另外，适宜的热封温度、压力、时间等参数是保证热封强度满足使用要求的必要条件，而热封温度低、热封压力小、热封时间短等情况则会导致包装热封不牢，出现泄漏、破袋等问题，相反热封温度过高或热封压力过大或热封时间过长，则会引起包装热封过度，热封部位发生皱缩、卷曲，当包装袋跌落、被挤压时易在热封部位的根部发生破袋。因此，通过选择适宜的包装材料、调整热封工艺，可提高洗衣粉热封部位的密封效果，可增强热封部位的抗冲击性能，有效预防洗衣粉包装破袋。
本文通过对不同热封温度下试样热封强度的检测，确定出试样适宜的热封温度范围。
图1 洗衣粉包装袋
2、试验依据
本次试验所依据的标准为ASTM F2029-2016《Standard Practices for Making Laboratory Heat Seals for Determination of Heat Sealability of Flexible Barrier Materials as Measured by Seal Strength》。
3、试验样品
本文所采用的试验样品为某品牌洗衣粉包装用塑料复合膜。
4、试验设备
本次试验采用i-Thermotek 2400热封与热粘性能测试仪对样品进行热封及测试，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。
图2 i-Thermotek 2400热封与热粘性能试验仪
4.1 试验原理
固定热封压力与热封时间，设置一系列热封温度，将试样分别在所设置的温度下进行热封，取一定宽度热封好的试样，将试样的两侧的自由端分别装夹在设备的左、右夹具上，通过右夹具的拖动，破坏试样的热封部位，设备内部配置的传感器能够实时监控并显示破坏试样热封部位的力值，得到试样的热封强度。对比不同热封温度下试样的热封强度及试验现象，确定适宜的热封温度。同理，通过固定其余两种热封参数，还可分别获得适宜的热封压力与热封时间范围。
4.2 适用范围
(1) 本设备适用于各种塑料薄膜、纸塑复合膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料的热封性能、热粘性能及热封强度的测试。
(2) 本设备满足ASTM F1921、ASTM F2029、ASTMF88、QB/T2358(ZBY 28004)、YBB 00122003等多项标准。
4.3 设备参数
热封性能及热粘性能的控制范围均为室温~250℃，控温分辨率均为±0.1℃；热封性能的控温精度为±2℃，热粘性能的控温精度为±1℃；热封压力的控制范围均为0.05 MPa ~ 0.7 MPa；热封时间设置范围均为≤99.9 s；强度测试的负荷范围为0 ~ 50 N，精度为1级，分辨率为0.1N；热封强度测试的试验速度为200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min；上、下热封头可独立控温；手动及脚踏两种试验启动模式以及防烫伤设计，保证用户使用方便与安全。
5、试验过程
(1) 从样品表面裁取宽15.0 mm，长15 cm的试样60条，每10条试样为1组。
(2) 设置热封压力为0.35 MPa，热封时间为1 s，上、下热封头的温度均为120℃。达到设定温度后，取2条试样，使其热封面相对，放入两热封头之间，踩动脚踏开关，试样被热封。依次将该组其余8条试样两两热封。然后分别将热封温度设置为130℃、135℃、140℃、145℃、155℃，每个温度下热封一组试样。
(3) 设置试样宽度、试验速度、试样名称等参数信息，取热封好的试样一条，将其两端分别装夹在设备的左、右夹具上，点击试验选项，夹具开始转动，带动试样热封部位分离，设备显示实时的力值，并在试验结束后显示所测试试样的热封强度。重复装夹试样-点击试验步骤，直至所有试样均测试完成。
6、试验结果
120℃时，5条热封后试样的热封强度的平均值为6.31 N/15mm，热封部位均呈现平整状态；130℃时，5条热封后试样的热封强度的平均值为39.63 N/15mm，热封部位均呈现平整状态；135℃时，5条热封后试样的热封强度的平均值为41.08 N/15mm，热封部位均呈现平整状态；140℃时，5条热封后试样的热封强度的平均值为39.167 N/15mm，热封部位均呈现平整状态；145℃时，5条热封后试样的热封强度的平均值为40.97 N/15mm，热封部位略有弯曲；155℃时，5条热封后试样的热封强度的平均值为38.73 N/15mm，热封部位皱缩。
7、结论
综合分析试样的热封强度及热封部位的状态，本次所检测样品的适宜热封温度范围为130℃ ~ 145℃。整个试验过程简单，设备易于操作，热封与测试过程可在一台设备上完成，测试结果的精度高，准确性好，可以快速有效的确定出软塑包装材料适宜的热封温度、热封压力、热封时间等参数，能够很好的用于指导洗衣粉包装材料的制袋过程。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，现有设备可用于测试日化用品包装材料对氧气、水蒸气的阻隔性能及拉伸性能、摩擦系数、密封性能、开启性能、抗穿刺力、抗冲击性能等多项指标。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作。