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    包裝材料熱粘力與灌裝效率的關系
    時間:2011/2/17 瀏覽:13967
         包裝材料的熱封性能是評定材料包裝性能的主要指標,包括熱粘力和熱封強度,考察材料熱封部分在熱封后很短的時間內(尚未冷卻)的剝離力是材料的熱粘力(HotTack),而熱封強度(UltimateStrength)是熱封部分完全冷卻后的剝離強度,同種材料的這兩項指標相差很大。然而,實際上這兩項指標的良好應用往往直接關系到包裝材料的選擇和實際灌裝效率的高低,本文以灌裝生產線包材選擇為例就材料熱粘力的應用以及分析評價進行介紹。

      1.熱粘力的用途

      如今,食品、藥品、化妝品、及其他領域中大多軟包裝灌裝都使用制袋-充填-封合包裝機(Form-Fill-SealMachine)。在這些灌裝生產線上,軟包裝袋的制作工藝與灌裝工藝是同時進行的,而產品充填的方式基本上都是產品從一定高度落入包裝袋中并對包裝袋底部產生強烈沖擊,如果包裝袋底部無法承受沖擊力的作用就會出現底部開裂——破袋,不僅會影響生產環境的清潔,而且會影響灌裝效率。由于在灌裝生產線上熱封制袋與內容物填充兩步操作的間隔時間非常短,而在這么短的時間間隔內要使包裝袋的熱封部分完全冷卻是不可能的,可見包裝材料的熱封強度不適宜用于此處對于材料熱封性能的評價,應該采用材料的熱粘力。將包裝過程中的熱封程序最優化作為縮短包裝循環時間的一種有效途徑已經得到了普遍的認可,而通過熱粘力檢測可以幫助操作人員選擇最優的熱封參數。

      所以,熱粘力與熱封強度的應用區別就很清晰了,熱粘性能是用于確保灌裝生產線運轉正常,它的合適與否直接影響到灌裝效率及破袋率;而熱封性能主要是用于評價材料的存儲性能,確保熱封部分在運輸、存儲、展示的過程中不會出現泄漏,是實現包裝材料功能性的前提。

      2.案例分析

      通過檢測材料的熱粘力應該如何選擇最佳的生產線熱封參數呢?下面以Labthink實驗室接受的客戶試驗委托為例介紹一下熱粘力與生產線熱封參數選擇的關系。

      客戶為東南亞一家食品生產企業,想在其他性能指標相近的A、B兩種薄膜中選擇一種既滿足生產線制袋要求,又使生產線具有較高的灌裝效率。受其它因素的影響,生產線所能提供的熱粘時間和熱封壓力已經確定,而材料的熱封面也是確定的?蛻粢蟀b材料的熱封溫度不高于133℃,熱粘力不低于2N,熱封時間應在能滿足以上要求的基礎上盡可能地縮短,同時要兼顧節能的原則。

      我們采用LabthinkHTT-L1熱粘拉力試驗儀檢測A、B兩種薄膜的熱粘力,熱封時間設定為0.3s、0.5s、0.7s,熱封溫度設定為115℃、118℃、121℃、124℃、127℃、130℃、133℃,其它指標按照客戶要求設定,測試試樣寬度按照客戶要求取為25mm。

      實際上,要達到薄膜材料的最佳熱粘力有一個最合適的溫度點,而當熱封溫度超過這個溫度點后熱粘力會表現出下降的趨勢。從圖1和圖2中我們可以看出,薄膜A的最佳熱封溫度約為130℃,而薄膜B的最佳熱封溫度約為127℃。

      數據上分析,對于薄膜A來講,當熱封時間為0.3s時,熱粘力沒有達到客戶的要求;當熱封時間為0.5s時,熱封溫度在127℃~133℃之間時材料的熱粘力剛剛能夠滿足客戶要求;當熱封時間為0.7s時,熱封溫度在127℃~133℃范圍內材料的熱粘力能較好地滿足要求。

      因此對于薄膜A來講只有當熱封時間大于0.5s、熱封溫度在127℃~133℃才能滿足客戶對材料熱粘力的要求。而薄膜B在同樣的熱封參數下所表現出的熱粘力要比薄膜A好很多,當熱封時間不小于0.3s、熱封溫度在118℃~133℃之間都能滿足客戶對熱粘力的要求;而且隨著熱封時間的增加,所需的熱封溫度明顯下降,當熱封時間增加到0.7s、熱封溫度在115℃~133℃中任意溫度點時,薄膜B都能滿足客戶的要求。

      參考以上測試數據,我們認為應采用薄膜B,生產線熱封參數可以設為:熱封時間為0.3s~0.5s、熱封溫度為118℃。當然熱封溫度點還應通過進一步測試來確定最佳值,但注意應使熱粘力留有一定的余量,以避免由于熱封機構因素或材料因素引起的熱封不均勻而導致強度不足的問題。僅從材料分析我們認為采用A試樣的話會降低灌裝效率,同時增加生產線能耗,然而進一步的數據分析還應該考慮到包裝材料的成本以及整個生產線的最佳工作效率等等。

      3.總結

      想合理地設定灌裝生產線的熱封工藝參數,應該主要考慮材料的熱粘力。使用熱粘拉力試驗儀,我們可以隨意調整熱封時間、熱粘時間、熱封溫度以及熱封壓力,從測試數據圖表結合生產線的實際情況分析出最佳的參數組合模式。當然材料成本也應當被考慮在內,以達到生產成本、生產效率的最優化。

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