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复合袋生产中,制袋工艺解析

文字:[大][中][小] 2017-7-22    浏览次数:1361    
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目前,热封合是应用在复合包装材料中最普遍、最实用的一种制袋方式。它是利用外界各种条件(如电加热、高频电压及超声波等)使塑料薄膜封口部位受热变成粘流状态,并借助一定压力,使两层膜熔合为一体,冷却后保持强度。热封合方式有很多种,比如熔断封合、超声波封合、高频封合、热空气封合、棒式热封合等。根据医药包装的特点及要求,医药软包装袋大多都是采用棒式热封合,它也是整个包装袋行业中最常见的一种热封合方式。这种热封方式主要是通过对加热棒温度、热封时间、加热棒与硅胶板之间压力三者进行协调,最终达到满意的封合效果。一般来说,好的封合效果取决于它是否具有良好的热封强度以及完好无损的外观。   

热封制袋三要素
  习惯上我们称热封温度、热封时间、热封压力为热封制袋的三要素。
  1.热封温度
  热封温度的作用是使粘合膜层加热到一个比较理想的粘流状态。
  由于高聚物没有确定的熔点,是一个熔融温度范围,即在固相与液相之间有一个温度区域,当加热到该温度区域时,薄膜进入熔融状态。高聚物的粘流温度与分解温度分别是热封的下限与上限,粘流温度和分解温度差值的大小是衡量热封难易的重要因素。
  热封温度是根据热封材料的特性、薄膜厚度、热封烫压的次数及热封面积大小而设定。同一部位烫压次数增加,温度可适当降低,热封面积大时,温度可略高一些。
  在热封复合制袋加工过程中,热封温度对热封强度的影响最为直接,各种材料的熔融温度高低直接决定复合袋的最低热封温度。在实际生产过程中,热封温度受热封压力、制袋机速以及复合基材的厚度等因素影响,因而实际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软化点,则无论怎样加大压力或延长热封时间,均不能使热封层真正封合。一般来说,随着热封温度的增大,热封强度也会增加,但到了一定的温度以后,强度不会增加(见图1热封强度与温度的关系)。如果热封温度过高,极易损伤焊接处的热封材料,熔融挤出产生根切现象,大大降低了封口的热封强度和复合袋的耐冲击性能。
  2.热封时间
  热封时间是指薄膜在热刀下停留的时间,它也是影响热封口强度和外观的一个关键因素。相同的热封温度和压力,热封时间长,则热封层熔合更充分,结合更牢固。但热封时间过长,容易造成热封焊缝处起皱变形,影响平整度和外观;同时热封时间过长,还会造成大分子分解,使封口界面密封性能恶化。
  一般来说热封时间主要由制袋机的速度决定。旧式的制袋机,调节热封时间只有靠改变制袋机的速度,要延长热封时间,就必须牺牲生产效率。近年来,国内外的制袋机生产厂家使用独立的变频电机技术控制热封刀下降和送料,使制袋机能够在不改变制袋速度的情况下独立调节热封时间或在控制热封时间不变的情况下独立调节制袋速度,大大方便了制袋机的操作和质量控制,提高了制袋机的生产效率。
  3.热封压力
  热封压力的作用是使已处于粘流状态下的高聚物树脂薄膜在热封界面之间产生有效的分子相互渗透、扩散,从而达到一定的热封效果。
  要达到理想的热封强度,必须加以合适的压力。对于一般轻薄的医药包装袋来说,热封压力至少要达到20 N/cm2,而且随着复合膜总厚度的增加或热封宽度的增加,所需压力也应该相应的增加。若热封压力不足,两层塑料薄膜热封材料之间难以实现真正的贴合和互熔,导致局部热封不上,或者难以消除热封层中的空气,造成虚封或不平整。
  但是当热封压力过大时会产生熔融材料挤出的现象,挤走了部分热封材料,使焊缝边形成半切断状态,且焊缝发脆,影响了热封效果,降低了热封强度。一般热封后,封口部位的强度损失不得大于10%15%
  压力的变化可以改变热封特性。显然,压力越大,所需热封时间或者热封温度都可以降低,但同时热封范围将会变窄。实际操作中压力是可以调节的,采用较高的操作温度,通过缩短热封时间来提高产量,但操作控制难度较大,必须特别小心,以免产生负面效果。
  复合膜材料本身的因素
  除了热封制袋三要素的工艺参数对制袋影响较大外,复合材料的性能也是最直接影响热封制袋的各项性能指标以及制袋过程中设备操作参数的重要因素之一。

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