環(huán)境溫度對液體軟包裝袋用復合薄膜材料性能的影響

黃娟

摘 要：復合軟包裝袋因其具有印刷精致、展示性好、成本低等優(yōu)點被廣泛地應用于液體包裝，復合軟包裝袋只要由塑料復合膜制成，但塑料復合膜因其自身特性其力學性能受到環(huán)境溫度的顯著影響，從而導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度，研究了環(huán)境溫度對其封口性能的影響。

關鍵詞：液體軟包裝袋；高溫；拉伸測試；熱封強度

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合薄膜制成，塑料復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、液體漏損現象，歸結其被破壞的誘因，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，而熱封強度是衡量封口質量的一個重要性能指標，因此熱封強度的檢測非常重要。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)調節(jié)和試驗的標準環(huán)境》[2]中規(guī)定的標準環(huán)境正常偏差范圍進行狀態(tài)調節(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構分別為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部封口部位依照QB/T2358-98《塑料薄膜包裝袋熱合強度試驗方法》[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QB/T2358-98標準，設定萬能拉伸試驗機的拉伸速度為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的上下兩個夾具上，試樣軸線應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，若試樣斷裂在夾具內，則此試樣作廢，需要另取試樣補做，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，將封口試樣轉移到已經加熱至試驗溫度的高溫拉伸箱內，每個試樣從保溫箱轉移至高溫拉伸后至少要平衡15min后才可進行拉伸測試。試驗中萬能拉伸試驗機自動記錄載荷和變形數據且經過轉換計算得出對應的應力-應變曲線。

3 實驗結果

按照上述試驗方法進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部部位封口在不同溫度下的熱封強度，將500g 和2kg規(guī)格的液體軟包裝袋側部封口部位在不同溫度下測得的熱封強度進行比較（如圖1所示）。

4 結果分析

根據以上實驗結果，可知：每種規(guī)格液體軟包裝袋側部封口部位的熱封強度均受到環(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度呈現下降趨勢。其中，當溫度從25℃升到55℃時，2kg液體軟包裝袋的封口強度值下降了33%，500g液體軟包裝袋的封口強度值下降了32%，其降低的比率相當。通過對各規(guī)格液體軟包裝袋側部封口部位處經熱封拉伸測試后的所有試樣進行了表觀的判定，觀察其熱封拉伸破壞的形狀發(fā)現：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生了影響，由于高溫加熱使得材料軟化，一方面封口內封層CPE軟化，熱封部位受熱變得易于剝離，另一方面使得復合薄膜材料自身的復合剝離強度降低。

參考文獻

[1]李寧.復合軟包裝的應用、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)調節(jié)和試驗的標準環(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].