影響FFS重包裝膜熱封性能因素分析和解決方案

陳 君

新疆天業集團，新疆 石河子 832000

塑料熱封性能是FFS重包裝膜的主要性能之一，在一定意義上說沒有熱封性，就沒有FFS重包裝。對于自動包裝來說，內容物灌裝或包裝的過程同時也是制袋封口的過程，要求封口有一定強度和密封性，能夠承受一定重量的內容物的壓力，保證商品在流通領域中不開裂泄流，達到保護商品的目的。

1 FFS重包裝膜簡介

FFS：即成型（FORM）→自動灌裝（FILL）→封口（SEAL）的英文縮寫，是先進的自動包裝系統，其特點是快速包裝、一次成型,具備良好的密封防潮性和印刷性能。

FFS重包裝膜：利用FFS生產技術生產的適用于重型包裝的薄膜。一般為聚乙烯多層復合擠出管膜形式，適應 FORM→FILL→SEAL整個生產流程，廣泛用于化工原料包裝、食品包裝、洗護用品包裝等方面。

2 FFS重包裝膜的熱封性能

FFS重包裝膜的熱封性能主要是由內封層基材的熱封性決定的，主要包括低溫熱封性、抗污染熱封性、熱粘強度等。

所謂低溫熱封性是表示該樹脂具有較低的熱封溫度，可以在較低的熱封溫度下得到可靠的熱封強度，適宜于高速自動充灌成型設備的要求。這種樹脂的熱封起始溫度低，對于聚乙烯而言，其低溫熱封性主要受熔融指數和密度的影響，高熔融指數和低密度聚乙烯低溫熱封性好。

夾雜物熱封性是指在熱封樹脂熱封表面感染了灰塵、油膩、臟物、商品內容物粉未等的情況下，仍具有良好的熱封強度的一種性能。夾雜物熱封性在充灌液體、粉狀物品或者危險化學品時尤為重要，夾雜物熱封性較好的樹脂有離子型樹脂、線性低密度聚乙烯及甲基丙烯酸共聚物等樹脂。

熱粘性又稱為熱粘強度或熱間剝離強度，是指熱封后未冷卻固化是在外力作用下，以熱風界面的剝離程度進行評價。

3 影響FFS重包裝膜熱封性能的因素和解決對策

影響FFS重包裝膜熱封性能的主要因素有膜的材料、膜的厚度、熱封條件等。

3.1 膜的材料、厚度對熱封性能的影響和解決對策

FFS重包裝膜熱封層材料的種類、厚度和性能對熱封性能有著決定性的影響。不同的熱封層材料和不同的熱封層厚度，其封口質量相差很大。一般來說，熱封層材料的標準熱封強度越大，FFS重包裝膜的熱封強度越大，熱封層材料的韌性越好，耐跌落性能越好。熱封層材料的抗污染熱封性和熱粘性越好，則熱封部位的密封性越好熱封材料的低溫熱封性越好，則熱封部位的平整性越好，同時也有利于改善熱封口的熱封強度、密封性和脆性。

為了提高FFS重包裝膜的熱封性，熱封材料一般采用離子型樹脂或茂金屬樹脂共同擠出或共混改性薄膜。經過生產實踐，總結出以下FFS重包裝膜工藝配方和參數：

FFS重包裝膜配方如下：

內層：埃克森茂金屬聚乙烯97%，母料3%。

中層：埃克森茂金屬聚乙烯55%，高密度聚乙烯40%，母料5%。

外層：埃克森茂金屬聚乙烯98%，母料2%。

擠出機機筒溫度1區：185℃，2區：215℃，3區190℃，4區175℃，換網流道175℃。

模頭區溫度1區180℃，2區200℃，口膜210℃，模頸215℃

根據以上工藝配方，膜的各項指標滿足以下要求：

縱橫向拉伸強度≥25MPa；

縱向斷裂伸長率≥600MPa；

橫向斷裂伸長率≥550MPa；

落鏢沖擊破損質量≥600g；

厚度 120um ～200um。

3.2 熱封條件對熱封性能的影響和解決對策

熱封條件包括熱封工藝條件、熱封工裝條件、制袋張力控制和環境條件。

3.2.1 熱封工藝條件

熱封工藝有三大要素即熱封溫度、熱封壓力、熱封時間。其中熱封溫度是主要因素，對熱封強度等質量指標影響最大。各種熱封基材的熔融溫度的高低。直接決定塑料包裝材料的最低熱封溫度和熱封溫度適應范圍。達到熱封溫度后，熱封強度隨熱封溫度的升高而急劇升高。當達到一定溫度后、熱封強度達到最大極限。同時熱封口的脆性也隨著熱封溫度的升高而逐步提高。在實際生產中，由于熱封壓力、制袋速度以及基材的厚度等多方面的影響，采用的熱封溫度要高于熱封材料的熔融溫度，熱封壓力越小，要求熱封溫度越高；灌裝速度越快，熱封層的厚度越厚，要求的熱封溫度也越高。但熱封溫度過高，極易損傷熱封邊緣部位，使熱封邊的熱封材料熔融擠出，產生脆斷現象，大大降低封口的熱封強度和袋子的耐沖擊性能。

要達到理想的熱封強度，必須有一定的壓力，而且隨著膜的厚度增加或寬度增加所需的壓力也相應提高。若熱封壓力不足兩層膜之間難以達到真正熔合，導致局部脫封，或者難以趕盡夾在兩個熱封層中間的氣泡，造成虛封或氣泡。當然，熱封壓力也不是越大越好，應以不損傷熱封邊為宜。因為在較高的熱封溫度時，太大的壓力易擠走部分熱封層樹脂，熱封部位迅速變薄，使熱封邊緣形成半切斷狀態，造成熱封強度降低甚至脆斷。

熱封時間也是影響熱封口強度的一個關鍵因素。相同的熱封溫度和壓力，熱封時間長，則使熱封層熔合更充分，結合更牢固。但熱封時間過長，容易造成熱封起皺、影響外觀，還會造成大分子分解使封口界面密封性能降低。

3.2.2 熱封工裝條件和制袋張力

如果熱封刀邊緣過于鋒利，所包覆聚四氟乙烯布損壞，熱封刀表面不平整以及底部橡膠墊過硬或不平整等，很容易造成局部壓力過大進而降低熱封性能。因此，要保證熱封刀邊緣圓滑，定期檢查或更換熱封刀和橡膠墊。如果是M折邊袋，熱封刀兩端采用導熱系數較大的金屬材質，保證熱封部位強度均勻，滿足使用要求。

制袋張力控制裝置的作用是保持膜的平整，保證間歇送料的均衡。如果張力控制不當，則容易引起熱封口部位收縮或翹曲，降低熱封強度。

3.2.3 環境溫度變化

對于一些熱封溫度適應范圍很窄的材料來說，如果環境溫度大幅度波動而又沒有及時調整熱封溫度時，熱封口很容易出現熱封不完全或熱封發脆等現象。

4 結論

通過以上因素分析，要提高FFS重包裝膜的熱封性能，首先，要選擇高熔融指數、低密度、熱封溫度范圍廣的聚乙烯樹脂，確定合適的吹膜工藝參數和配方；其次，在高速自動灌裝時，根據實際生產，選擇合適的熱封溫度、熱封壓力、熱封時間等工藝條件；熱封工裝條件、制袋張力、環境溫度等因素雖然對熱封性能影響較小，但仍然不能忽視。

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