湖南省长信PE包装膜有限公司
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我国塑料复合膜制袋技术分析

包装最重要的功能是对所有包装商品的品质保护,也就是说使商品在储存、运输和销售整个流通过程中,经过不同的环节,处于不同的环境,都不至损坏、散失、渗漏和变质。这就要求制袋过程中封口必须具有一定的强度和密封性能,能够承受一定重量内容物的压力,确保商品在流通过程中不开裂、泄漏,达到保护商品的目的。而制袋是交付用户前的最后一道生产工序,品质的控制更为重要。控制的主要因素有:

材料的选择

表层材料

以非热封性材料为多,应考虑选用耐热性好,热变形量小的材料为宜,如BOPA、BOPET、BOPP、纸等。

内层材料

即热封性材料,以比表层材料热变形温度低30℃可热封为宜,如果表层材料与热封层材料的热变形温差太小,则会给制袋温度控制带来困难,因为温度较低,封口牢度差,达不到要求,为了提高封口牢度,就将温度升高,由于内外层材料的热变形温差太小,容易将表层材料烫伤。

对于同一种热封材料,其热封强度会随着热封材料厚度增大而增大。因此背封袋、自立袋其内层材料应以30μm厚度以上为宜,如果内层材料太薄,则会影响制袋成品的密封性。

拉链

应选用热封温度较低的拉链密封条,一般以比内层材料可热封温度低5~10℃为佳,如中山市中成包装材料有限公司的PE L-101拉链密封条热封温度比其PE LL-201低10℃左右,可供不同PE内层材料制袋时选择,以达到与内层材料热合的最佳状态。

制袋前的准备

确保复合膜复合层固化完全,否则易引起制袋后热封边变形,影响袋的外观;

按要求选择适当热封口,并清理干净,确保热封刀面平整,检查隔热布是否完好、平整;

检查制袋机各部件状态,按经验(参考以往相似材料生产条件)预设压封温度、预热、达到预设温度20分钟后方可开始投入正式生产。需注意达到预设温度并不表示热封口已达到预设温度,需有一段热传导达致平衡的过程;

制袋工艺条件的调整

温度、压力、时间(速度)是热封不可缺的三要素,是工艺参数的最主要条件,温度、压力、时间(速度)需相互照应调整,以达最佳状态。

热封温度

热封温度对热封强度的影响最为直接,它是选择最佳粘流温度状态的主要依据。热封温度应根据复合材料的材质、厚度以及加工速度等设定。在实际生产过程中,由于受到热封压力、制袋速度以及复合基材的厚度等多方面因素的影响,热封温度往往要高于热封材料的熔融温度。热封温度若低于热封材料的熔融温度,即使加大压力和延长热封时间,都不能使热封层真正封合;若热封温度过高,又容易损伤封口处的热封材料,大大降低封口强度。

封口压力

一般情况下,压力是最先调整决定的参数,一般设备无压力示值,以热封刀压端约3mm 为宜,压力平衡(左右或前后)很重要,压缩过小会造成压力不足,使热封面难以真正熔合在一起,导致局部热封不牢,有时也会产生夹在焊缝中的气泡赶不干净的现象。压缩过大则会造成压力太大,会引起热封口与牵引不同步,而且在热封温度较高时,封口处的材料已处于半熔融状态,若压力太大,容易挤走部分热封材料,使封口边缘呈半切断状态,致使封口处材料变薄,变脆,热封强度降低。

封口时间(速度)

封口时间不但影响热封强度而且还会影响复合包装袋的外观平整度。在热封温度和热封压力固定时,热封时间越长,则热封层熔合更充分,结合更牢固,封口强度越高,但是如果热封时间过长,薄膜易收缩,容易造成封口处起皱,影响外观平整度。

冷却

冷却过程就是用较低的温度对刚刚熔融热封后的焊缝进行定型。冷却温度应以冷却刀不积冷凝水的最低温度为宜,冷却水要循环畅通,如果没有条件使用冷却水时,应尽量提高通水流量,以保证冷却效果。如果热封后的封边冷却不够,造成定型不足,不能消除内应力,会影响热封强度和外表。

热封次数

热封次数越多热封强度也越高,一般要求热封次数至少两次以上。纵向热封次数取决于纵向热封刀的有效长度和袋长之比;横向热封次数由制袋机横向热封装置的组数决定。

过程的控制

生产过程中应不断检查成品质量,除了要进行尺寸、外观视觉检查外,还要进行封口强度和密封性能检查。发现问题及时调整,并做好详细记录。

热封强度;

袋子的尺寸、平整度、外观质量,袋子前后对齐及客户的其它规定要求,如撕裂口位置等;

拉链的摆放方向,尤其在拉链连接段;

拉链的内外开口力,PE拉链的内开口力一般要求≥50N/50mm,PP拉链的内开口力一般要求≥60N/50mm,中山市中成包装材料有限公司的PE LL-201可达到≥70 N/50mm,PE Q501可达到≥80 N/50mm,外开口力按客户的使用习惯有不同的要求;

袋子的密封性能,其检测可用一种加有染料的渗透液喷于封口内观其渗透与否,或者用在袋内装水倒挂24小时观其是否渗水的方法进行检查;

袋子拉链处的平整度。

热封是热和力共同作用的结果,一方面在熔融状态下的封口表面,大分子相互扩散、渗透、相互缠绕,达到封口密闭;另一方面在熔融状态下的高聚物分子借助于热封刀具的压力,使上下两层薄膜彼此融合为一体,冷却定型后能保持一定的强度。

热封制袋是传热过程,其工艺相对并不复杂,但是影响其质量的因素有很多,除了以上的一些要点外,复合膜的剥离强度、印刷油墨的耐热性、热封层添加剂的析出、热封边的宽度、复合膜的厚薄均匀度等都与复合膜袋的最终质量有关,在生产过程中要进行综合考虑。

热封制袋问题解答

复合包装袋的制袋质量及热封质量,对包装过程、运输、内容物的储存及产品分销等各个环节都有很大影响。这里就常见热封、制袋中易出现的问题,做简单的解答。

1、热封不完全造成内容物泄漏或变质怎么办?

对策:采用抗污染热封性好的薄膜。一般来说,LDPE具有中等的抗污染热封性,EVA在VA含量较大时具有良好的抗污染热封性,LDPE也具有良好的抗污染热封性,离子型树脂和茂金属聚合物则具有优秀的抗污染热封性。

2、封口发脆及脆断怎么办?

(1) 热封温度过高。

(2) 压力过大。

(3) 热封时间过长。

(4) 上部封口器的边缘过于锋利或所包覆的聚四氟乙烯损坏。

(5) 底部封口的硅橡胶过硬。

(6) 在复合和熟化过程中,一部分粘合剂渗入薄膜内部。基材由于受到粘合剂的渗透影响,韧性(抗冲击力)有所下降,脆性提高。

(7) 塑料复合包装袋在冷却和放置后,热封口强度有所增高,同时也有变脆的趋向。

(1) 根据内封层的材料的热封特性,选择合适的加工温度,压力和热封时间。

(2) 改善上部热封刀表面状态,使封口器表面平整。

(3) 以聚四氟乙烯布包覆完好。

(4) 选择合适硬度的硅橡胶垫。

3、热封后袋子翘曲怎么办?

(1) 复合膜的厚度不一致。

(2) 热封温度过高或热封时间过长。

(3) 在纵向热封刀部分,复合膜的运行轨迹不平直。

(4) 冷却不充分。

(5) 熟化时间不够。

(6) 表层基材薄膜耐热性较差。

(7) 复合过程中复合基材的张力匹配控制不当,导致其熟化定型后仍有残余的应力,尤其是复合膜厚度较薄时更容易发生此类故障。

(1)调整浮动辊张力。

(2)选用具有低温热封性的内封基材。

(3)将热封温度调整至适宜的温度。

(4)充分冷却。

(5)充分进行熟化。

(6)重新选择表层基材薄膜。

(7)调整复合加工设备各部分的张力,尽量使相复合的两种基材回缩率相等。

4、热封表面外轮廓不清楚怎么办?(刀纹不清晰)

(1) 冷却时间短。

(2) 冷却板接触不良。

(3) 由于硅胶垫被加热,使得边缘部分熔化。

(4) 纵向热封力不平横。

(5) 热封刀的边缘不整齐、发钝。

(1)调整冷却时间。

(2)调整冷却板。

(3)更换或调整热封刀。

(4)防止硅胶垫过热引起的边缘熔化。

5、热封强度不良怎么办?

(1) 复合膜中的粘合剂尚未充分硬化。

(2) 热封条件不适当。

(3) 热封刀和冷却刀之间的距离过长。

(4) 内封层薄膜有问题。

(5) 油墨的耐热封性不良,导致热封部位薄膜的复合强度降低。

(6) 粉尘、喷粉等物质附着于热封面上。

(7) 复合强度低下或热封处复合强度下降过多。

(1) 通过保温老化促进粘合剂硬化(熟化、固化),提高复合膜的复合强度及耐热性。

(2) 根据复合薄膜的构成结构、热封状态等选用最佳的热封条件(温度、时间和压力),或改进热封方式,热封后立即进行冷却。

(3) 检查热封层薄膜的保存期及保存条件,如果热封层使用的是旧批号的薄膜和经过热封处理的薄膜,要特别注意。

(4) 增加热封层薄膜的厚度。

(5) 改变热封层薄膜的种类及品级,使用具有抗污染热封性的内封层薄膜。

(6) 检查粘合剂的品级是否符合要求(树脂中低分子物质的渗出,有时会给粘合剂的组成成分带来影响)。

(7) 改善热封层(基材)的热合性能,控制好爽滑剂的含量,采用 mLLDPE薄膜。

(8) 控制好复合胶粘合剂中MDI的单体含量。

(9) 检查热封面的处理程度。

(10)更换油墨(最好采用两液型油墨)。

(11)改变包装袋的印刷图样,使印有油墨的部分避开热封部位,或改变热封方法。(特别注意金属油墨不要印在封口处)。

6、 热封部位产生气泡或表面不平怎么办?

(1) 在含有尼龙薄膜等吸湿性的材质结构上进行热封时,吸湿性薄膜吸湿就会产生气泡。

(2) 热封刀或热封硅胶垫不平。

(3) 热封压力不足。

(4) 使用单组分粘合剂,如氯丁橡胶粘合剂,在热封制袋时,热封面很容易出现凹凸不平的小坑。

(1) 对原材料和半成品妥善保管,避免其吸湿。

(2) 检查或调整热封刀和热封硅胶垫。

(3) 更换粘合剂。

7、干式复合产品热封不良怎么办?

(1) 对热封基材薄膜的电晕处理过度,导致其局部被击穿。

(2) 薄膜中爽滑剂含量偏高。

(3) 基材本身的热封性不良或再生料含量过高。

对于常用的吹塑薄膜基材而言,其热封性除受树脂牌号影响外,还受挤出温度、吹胀比和牵引比、冷凝线、使用的再生料等因素的影响。

吹胀膜的热封性将随挤出温度的升高,氧化程度的升高而降低。

一定的吹胀比和牵引比有利于热封强度的提高,但由于薄膜吹胀和牵引实际上是使进入高弹态的分子产生定向,加快并促进其结晶化,结果在使薄膜的定向强度提高的同时,却使热封性即热封牢度减低了,因此,过大的吹胀比和牵引比是不合适的。

冷凝线高说明吹胀是在液态下进行的,吹胀和牵引不产生分子定向,只能使薄膜变薄,不会使液态自由活动的高聚物分子定向,生产出来的薄膜接近流延膜,具有良好的热封性。反之,冷凝线过低,则吹胀是在聚合物的高弹态下进行的,吹胀不仅使薄膜拉薄。而且使分子在吹胀力作用下发生定向,并促进了高聚物的结晶,导致热封性能变坏。

薄膜中使用的再生料经过了多次热降解,其热封温度大大提高。

(4) 粘合剂尚未充分硬化。

(1) 检查薄膜的保存期主保存条件,在使用旧批号、爽滑剂含量或经过热处理的薄膜时要特别加以注意。

(2) 增加薄膜的厚度。

(3) 检查粘合剂的种类或级别。

(4) 检查热封层面的处理程度,发现问题及时更换。

8、滑爽性不良怎么办?

(1)熟化温度偏高,爽滑剂在高温下失去作用。

(2)粘合剂渗到内层表面,影响了基材薄膜表面的摩檫系数,尤其是在薄膜较薄、电晕处理过度的情况下更容易发生此类问题。

(3)薄膜基材本身爽滑性不良。

(1) 严格控制熟化条件。

(2) 检查粘合剂的种类或级别。

(3) 更换基材或使用喷粉。

9、合膜板结,收料困难怎么办?

10、制袋长度及其相关偏差超差怎么办?

(1)制袋机制袋长度定长系统误差过大。

制袋长度的定长的方法大可分为两类,即:机械式定长和电器式定长。机械式定长采用超越离合器加气动或电压微调系统进行定长。电器式定长采用步进电机或交流伺服电机进行定长。这两类定长系统都是由热封、切刀联动系统和走膜系统组成的,通过电眼联系在一起协调工作。如果联动或协调产生误差,就会引起与制袋长度相关的尺寸偏差。

(2)电眼跟踪不准。

首先要确认电眼是否调好、电眼反射及透射选择是否正确,其次要确认前沿控制还是后沿控制,即所谓极性,最后还要确认跟踪方式,如:扫描式(即先走完定长,然后扫描色标)、定 长 查位式(即走完定长后查一下是否有色标,是过头了还是没有到位)。

② 光标印制或间距问题

a. 光标设计不合理、可用的扫描区过于狭窄、光标与周围区域对比不明显等。

b. 光标间距有变化。由于印刷、复合工序拉伸、收缩的影响,相对于原设定尺寸,实际光标间的距离已有所改变,这时实际输入的尺寸就要按实际数据进行相应的变更。复合工序造成的不均匀拉伸、印刷工序套色频繁地大幅度调整、温度大幅度变化造成的不均匀及拉伸等也会对与制袋长度有关的误差产生直接影响。另外,复合薄膜制袋基材薄厚不均匀及荷叶边等均会对此产生一定的影响,同时也是成品袋对合偏差产生的主要原因之一。一般来说,采用干法复合工艺加工的复合薄膜其制袋正品率相对较高。

(3)塑料复合膜制袋加工速度的影响

当制袋加工速度较快时,与长度控制有关的偏差就明显增加,其主要原因是机械控制在高速惯性的作用下,切刀和送料辊的动作受到了一定的影响。由于热封刀、切刀和送料辊的动作受到的影响程度是不同的,也就导致了底边余量等偏差的增加。但是,对于制造精度较高的制袋机来说,形成定量系统误差是可能的,经调整后可以实现基本稳定。

另外,走膜升速、降速的过程太快时,由于惯性的存在,也易造成走膜误差偏大。

(4)操作因素

① 走膜橡胶辊压力气缸的压力设定不足。

② 各段张力设定不当。特别是对于较薄的复合薄膜,张力过大时可能引起间距的变化,应小心进行张力的设定。

(1)调整定长系统。

(2)调整电眼工作状态。

(3)检查是否存在光标印制问题或间距问题,并加以调整。

(4)检查受压膜尺条的压紧程度、复合薄膜摩擦系数是否适当。

(5)预调的送膜长度(调整白袋时)与实际制袋尺寸要尽量准确。

(6)降低制袋速度,而且制袋速度的调整要缓慢进行。

(7)调整走膜橡胶辊压力、气缸压力和各部分张力。

11、袋子宽度出现偏差及折合缝不严怎么办?(中封、侧边封)

(1)复合膜厚薄不均匀。

(2)规格板尺寸超差。

(3)薄膜裹包规格板的松紧程度不当。裹得越紧,阻力越大,同时还会影响袋子的成型宽度。裹得松一些,容易出现合缝不严。

(1) 调整规格板。

(2) 调整或更换复合膜。

(3) 调整薄膜裹包规格板的松紧程度。对于较薄的薄膜,在拉紧时会产生横向收缩抱紧型板,因此型板尺寸应较标准尺寸更小一些。而对于较厚薄膜,由于厚度的影响,型板尺寸也应较标准尺寸更小一些。

12、上下对合不准怎么办?

(1)复合膜薄厚不均匀,有荷叶边。

(2)双浮动辊张力太小。

(3)有些辊转动不平稳。

(1) 调整双浮动辊张力。

(2) 检查并调整有关导辊(如补偿辊、调偏辊等)。

13、裁切线不整齐怎么办?

(1)切刀磨损。

(2)切刀的压力弹簧压力不足。

(3)上刀角度调整得不好。

(4)切刀上有异物。

(5) 切刀弯曲。

(6) 冷却效果不良。

(7) 所用树脂粘性过高,强度过大。

(1) 更换或调整切刀。

(2) 调整切刀压力弹簧的压力

(3) 调整上刀片的角度。

(4) 增强冷却效果。

(5) 调整基材树脂配方

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