目前,熱封合是應(yīng)用在復(fù)合包裝材料中最普遍、最實用的一種制袋方式。它是利用外界各種條件(如電加熱、高頻電壓及超聲波等)使塑料薄膜封口部位受熱變成粘流狀態(tài),并借助一定壓力,使兩層膜熔合為一體,冷卻后保持強度。熱封合方式有很多種,比如熔斷封合、超聲波封合、高頻封合、熱空氣封合、棒式熱封合等。根據(jù)醫(yī)藥包裝的特點及要求,醫(yī)藥軟包裝袋大多都是采用棒式熱封合,它也是整個包裝袋行業(yè)中最常見的一種熱封合方式。這種熱封方式主要是通過對加熱棒溫度、熱封時間、加熱棒與硅膠板之間壓力三者進(jìn)行協(xié)調(diào),最終達(dá)到滿意的封合效果。一般來說,好的封合效果取決于它是否具有良好的熱封強度以及完好無損的外觀。
熱封制袋三要素
習(xí)慣上我們稱熱封溫度、熱封時間、熱封壓力為熱封制袋的三要素。
1.熱封溫度
熱封溫度的作用是使粘合膜層加熱到一個比較理想的粘流狀態(tài)。
由于高聚物沒有確定的熔點,是一個熔融溫度范圍,即在固相與液相之間有一個溫度區(qū)域,當(dāng)加熱到該溫度區(qū)域時,薄膜進(jìn)入熔融狀態(tài)。高聚物的粘流溫度與分解溫度分別是熱封的下限與上限,粘流溫度和分解溫度差值的大小是衡量熱封難易的重要因素。
熱封溫度是根據(jù)熱封材料的特性、薄膜厚度、熱封燙壓的次數(shù)及熱封面積大小而設(shè)定。同一部位燙壓次數(shù)增加,溫度可適當(dāng)降低,熱封面積大時,溫度可略高一些。
在熱封復(fù)合制袋加工過程中,熱封溫度對熱封強度的影響最為直接,各種材料的熔融溫度高低直接決定復(fù)合袋的最低熱封溫度。在實際生產(chǎn)過程中,熱封溫度受熱封壓力、制袋機速以及復(fù)合基材的厚度等因素影響,因而實際熱封溫度往往要高于熱封材料的熔融溫度。熱封溫度若低于熱封材料的軟化點,則無論怎樣加大壓力或延長熱封時間,均不能使熱封層真正封合。一般來說,隨著熱封溫度的增大,熱封強度也會增加,但到了一定的溫度以后,強度不會增加。如果熱封溫度過高,極易損傷焊接處的熱封材料,熔融擠出產(chǎn)生“根切”現(xiàn)象,大大降低了封口的熱封強度和復(fù)合袋的耐沖擊性能。
2.熱封時間
熱封時間是指薄膜在熱刀下停留的時間,它也是影響熱封口強度和外觀的一個關(guān)鍵因素。相同的熱封溫度和壓力,熱封時間長,則熱封層熔合更充分,結(jié)合更牢固。但熱封時間過長,容易造成熱封焊縫處起皺變形,影響平整度和外觀;同時熱封時間過長,還會造成大分子分解,使封口界面密封性能惡化。
一般來說熱封時間主要由制袋機的速度決定。舊式的制袋機,調(diào)節(jié)熱封時間只有靠改變制袋機的速度,要延長熱封時間,就必須犧牲生產(chǎn)效率。近年來,國內(nèi)外的制袋機生產(chǎn)廠家使用獨立的變頻電機技術(shù)控制熱封刀下降和送料,使制袋機能夠在不改變制袋速度的情況下獨立調(diào)節(jié)熱封時間或在控制熱封時間不變的情況下獨立調(diào)節(jié)制袋速度,大大方便了制袋機的操作和質(zhì)量控制,提高了制袋機的生產(chǎn)效率。
3.熱封壓力
熱封壓力的作用是使已處于粘流狀態(tài)下的高聚物樹脂薄膜在熱封界面之間產(chǎn)生有效的分子相互滲透、擴散,從而達(dá)到一定的熱封效果。
要達(dá)到理想的熱封強度,必須加以合適的壓力。對于一般輕薄的醫(yī)藥包裝袋來說,熱封壓力至少要達(dá)到20 N/cm2,而且隨著復(fù)合膜總厚度的增加或熱封寬度的增加,所需壓力也應(yīng)該相應(yīng)的增加。若熱封壓力不足,兩層塑料薄膜熱封材料之間難以實現(xiàn)真正的貼合和互熔,導(dǎo)致局部熱封不上,或者難以消除熱封層中的空氣,造成虛封或不平整。
但是當(dāng)熱封壓力過大時會產(chǎn)生熔融材料擠出的現(xiàn)象,擠走了部分熱封材料,使焊縫邊形成半切斷狀態(tài),且焊縫發(fā)脆,影響了熱封效果,降低了熱封強度。一般熱封后,封口部位的強度損失不得大于10%~15%。
壓力的變化可以改變熱封特性。顯然,壓力越大,所需熱封時間或者熱封溫度都可以降低,但同時熱封范圍將會變窄。實際操作中壓力是可以調(diào)節(jié)的,采用較高的操作溫度,通過縮短熱封時間來提高產(chǎn)量,但操作控制難度較大,必須特別小心,以免產(chǎn)生負(fù)面效果。
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