環(huán)境溫度對液體軟包裝袋用復(fù)合薄膜材料性能的影響

黃娟

摘 要：復(fù)合軟包裝袋因其具有印刷精致、展示性好、成本低等優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用于液體包裝，復(fù)合軟包裝袋只要由塑料復(fù)合膜制成，但塑料復(fù)合膜因其自身特性其力學(xué)性能受到環(huán)境溫度的顯著影響，從而導(dǎo)致液體軟包裝袋的整體性能也受到環(huán)境溫度的影響。本文通過在25℃、40℃、55℃下的熱封拉伸測試得到了不同規(guī)格容量的液體軟包裝袋的封口強(qiáng)度，研究了環(huán)境溫度對其封口性能的影響。

關(guān)鍵詞：液體軟包裝袋；高溫；拉伸測試；熱封強(qiáng)度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.051

1 引言

液體軟包裝袋主要由塑料復(fù)合薄膜制成，塑料復(fù)合薄膜是指兩層或兩層以上的單層薄膜材料通過一定的方式碾壓復(fù)合加工在一起，從而形成的一種新的包裝材料[1]，它一般由基材、層合膠粘劑、阻隔材料、熱封材料、印刷與保護(hù)涂層等組成。但液體軟包裝袋在運輸流通中存在著袋體破損、液體漏損現(xiàn)象，歸結(jié)其被破壞的誘因，一方面來自于流通過程中的沖擊、振動和疲勞應(yīng)力等外力作用，另一方面溫度、濕度等環(huán)境因素對它的影響。考慮到液體軟包裝袋的熱封封口質(zhì)量對包裝、運輸、儲存過程等各個環(huán)節(jié)都有很大的影響，而熱封強(qiáng)度是衡量封口質(zhì)量的一個重要性能指標(biāo)，因此熱封強(qiáng)度的檢測非常重要。本文在25℃、40℃、55℃三個溫度下，對不同規(guī)格容量的液體軟包裝袋取封口試樣進(jìn)行熱封拉伸測試，觀察環(huán)境溫度對其封口性能的影響。

2 熱封拉伸試驗

本試驗按照GB/T 2918-1998《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境》[2]中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境正常偏差范圍進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，時間不少于4h，對500g、2kg兩種規(guī)格容量的液體軟包裝袋封口試樣在25℃、40℃和55℃下進(jìn)行高溫性能測試。

（1）熱封口試樣。試驗選取500g、2kg兩種規(guī)格容量的液體軟包裝袋，其中500g和2kg規(guī)格的液體軟包裝袋的結(jié)構(gòu)分別為NY/INK /AD/CPE/PE/CPE和PET/INK/AD/NY/AD/CPE/PE/CPE，對各規(guī)格容量的液體軟包裝袋的側(cè)部封口部位依照QB/T2358-98《塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度試驗方法》[3]和ASTM F88-07《Standard Test Method for Seal Strength of Flexible Barrier Materials》[4]切取矩形條封口試樣，25℃、40℃和55℃下的熱封拉伸測試試樣為長100±1mm、寬15±0.1mm的矩形條封口試樣。

（2）試驗方法。根據(jù)QB/T2358-98標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定萬能拉伸試驗機(jī)的拉伸速度為300mm/min，夾具間凈距離為50mm，將裁取的熱封試樣以熱封部位為中心，打開呈180°，把試樣的兩端夾緊在萬能拉伸試驗機(jī)的上下兩個夾具上，試樣軸線應(yīng)與上下夾具的中心線相重合，并要求松緊適宜，以防止試驗前試樣滑脫或斷裂在夾具內(nèi)，若試樣斷裂在夾具內(nèi)，則此試樣作廢，需要另取試樣補(bǔ)做，每個部位封口試樣不少于10個試樣。在40℃和55℃的測試條件下，待溫度平衡后，將封口試樣轉(zhuǎn)移到已經(jīng)加熱至試驗溫度的高溫拉伸箱內(nèi)，每個試樣從保溫箱轉(zhuǎn)移至高溫拉伸后至少要平衡15min后才可進(jìn)行拉伸測試。試驗中萬能拉伸試驗機(jī)自動記錄載荷和變形數(shù)據(jù)且經(jīng)過轉(zhuǎn)換計算得出對應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

3 實驗結(jié)果

按照上述試驗方法進(jìn)行不同溫度下的熱封拉伸測試，得到500g、2kg兩種規(guī)格容量的液體軟包裝袋側(cè)部部位封口在不同溫度下的熱封強(qiáng)度，將500g 和2kg規(guī)格的液體軟包裝袋側(cè)部封口部位在不同溫度下測得的熱封強(qiáng)度進(jìn)行比較（如圖1所示）。

4 結(jié)果分析

根據(jù)以上實驗結(jié)果，可知：每種規(guī)格液體軟包裝袋側(cè)部封口部位的熱封強(qiáng)度均受到環(huán)境溫度的影響，隨著環(huán)境溫度的上升，500g和2kg規(guī)格液體軟包裝袋的封口強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢。其中，當(dāng)溫度從25℃升到55℃時，2kg液體軟包裝袋的封口強(qiáng)度值下降了33%，500g液體軟包裝袋的封口強(qiáng)度值下降了32%，其降低的比率相當(dāng)。通過對各規(guī)格液體軟包裝袋側(cè)部封口部位處經(jīng)熱封拉伸測試后的所有試樣進(jìn)行了表觀的判定，觀察其熱封拉伸破壞的形狀發(fā)現(xiàn)：兩種規(guī)格液體軟包裝袋封口在高溫拉伸測試中有20%的熱封口試樣發(fā)生了根切破壞，500g規(guī)格液體軟包裝袋封口在高溫拉伸測試中約70%左右發(fā)生了復(fù)合薄膜斷裂破壞，而2kg規(guī)格液體軟包裝袋封口在高溫拉伸測試中發(fā)生復(fù)合薄膜斷裂破壞的概率較小，2kg規(guī)格液體軟包裝袋封口在高溫拉伸測試中其熱封口試樣較多的發(fā)生了組合式破壞（即熱封層剝離和復(fù)合薄膜斷裂并存），說明環(huán)境溫度對液體軟包裝袋封口試樣產(chǎn)生了影響，由于高溫加熱使得材料軟化，一方面封口內(nèi)封層CPE軟化，熱封部位受熱變得易于剝離，另一方面使得復(fù)合薄膜材料自身的復(fù)合剝離強(qiáng)度降低。

參考文獻(xiàn)

[1]李寧.復(fù)合軟包裝的應(yīng)用、制造工藝和發(fā)展趨勢[J].今日印刷，2008（11）：7-9.

[2]GB/T 2918-1998，塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境[S].GB/T 2918-1998，Plastics—Standard atmospheres for conditioning and testing[S].

[3]QB/T 2358-98，塑料薄膜包裝袋熱合強(qiáng)度試驗方法[S].QB/T 2358-98，Bags of plastic film heat sealing strength test methods[S].

[4]ASTM F88-07，Standard Test Method for Seal Strength of Flexible Barrier Materials [S].