液態奶PE黑白膜包裝封口強度的檢測及解決方案

摘要：液態奶常采用PE黑白膜包裝形式，但該類包裝常會出現因封口強度不合適而發生封口處液態奶泄漏等現象，如何保證良好的封口強度以滿足完好的包裝的密封效果，需要進行相關檢測。本文通過采用濟南蘭光機電技術有限公司自主研發的XLW(PC)智能電子拉力試驗機測試某品牌液態奶黑白膜包裝袋的封口強度（也稱為熱封強度或熱合強度或封合強度或密封強度），詳細介紹其檢測設備原理、操作步驟及適用范圍等信息，為管控液態奶包裝袋熱封效果提供一定的技術指導價值。

關鍵詞：封口強度、熱合強度、熱封強度、封合強度、密封強度、液態奶、乳制品、PE黑白膜包裝袋、軟塑包裝袋、智能電子拉力試驗機、封口破裂、泄漏、熱封過度

1、意義

液態奶的包裝形式主要分為袋裝、盒裝及瓶裝，其中袋裝液態奶因其便于攜帶，所采用的包材成本較低，且有些包裝袋材料的阻隔性等重要性能可滿足液態奶保質期內的質量需求，所以袋裝形式頗受乳制品生產企業青睞。袋裝液態奶主要分為百利包與無菌枕兩大類，無菌枕包裝費用較高，所以從大眾實惠方面考慮，百利包的使用更為廣泛。百利包常使用的材質為黑白膜和乳白膜兩種，因乳白膜的阻隔性偏差，所包裝的液態奶保質期較短，一般僅為3-5天。而黑白膜中可添加高阻隔性的樹脂原料可延長黑白膜包裝的液態奶的保質期，所以袋裝液態奶主要以黑白膜包裝為主。

液態奶黑白膜主要是以不同型號的PE為主要樹脂原料，根據液態奶質量需要選擇添加阻隔性樹脂原料，再混入黑白母料后共擠而成的共擠膜。而液態奶PE黑白膜包裝封口的熱封效果與所使用的PE型號及其添加比例、熱封設備的參數設置相關，如果含有熱粘性較好、熱封溫度范圍較寬、耐夾雜物熱封性較為優良的PE型號樹脂，則可保證封口的熱封強度較高、密封性較好。但是，除了保證PE黑白膜自身材質的良好熱封性以外，熱封設備所設置的熱封溫度、壓力及時間等參數也對封口質量極為關鍵，上述各熱封參數如果過大或過小都會引起包裝封口部位出現破裂或泄露等質量問題。所以，應嚴格監測液態奶PE黑白膜包裝封口的熱封效果，通常以“封口強度”指標進行表征，也稱為“熱封強度”、“封合強度”、“熱合強度”，一般強度值越大，封口越牢固，但并非封口強度值越大越好，需要結合相關試驗現象綜合判定封口的熱封效果。本文以鮮牛奶PE黑白膜包裝袋為例介紹其封口強度的檢測方法及試驗現象。

2、現狀

液態奶黑白膜包裝主要為三邊封形式，即包裝袋四邊中有三邊為熱封形成。針對該類型包裝袋封口強度的檢測，目前國內普遍采用的標準為QB/T 2358-1998 《塑料薄膜包裝袋熱合強度試驗方法》。

圖1  液態奶PE黑白膜包裝

3、檢測試樣

市場上隨機購買的某品牌PE黑白膜包裝的純牛奶。

4、設備

本文利用Labthink蘭光XLW(PC)智能電子拉力試驗機測試純牛奶包裝袋的封口強度。

圖2  XLW(PC)智能電子拉力試驗機

4.1 測試原理

將試樣裝夾在夾具的兩個夾頭之間，兩夾頭做相對運動，通過位于動夾頭上的力值傳感器和機器內置的位移傳感器，采集到試驗過程中的力值變化和位移變化，從而計算出試樣的封口強度、拉伸、撕裂、變形率等性能指標。

4.2 適用范圍

(1) XLW(PC)智能電子拉力試驗機適用于塑料薄膜、復合材料、軟質包裝材料、塑料軟管、膠粘劑、膠粘帶、不干膠、醫用貼劑、離型紙、保護膜、組合蓋、金屬箔、隔膜、磁卡、無紡布、橡膠、紙張等產品的熱封、拉伸、剝離、變形、撕裂、粘合、穿刺力、開啟力、撕開力、低速解卷力、拉拔力、抗壓力等性能的測試。

(2) XLW(PC)智能電子拉力試驗機符合GB 8808、GB/T 1040.1 ~ GB/T 1040.4、GB/T 1040.5、GB/T 4850、GB/T 12914、GB/T 17200、GB/T 16578.1、GB/T 7122、GB/T 2790 ~ GB/T 2792、GB/T 17590、QB/T 1130、QB/T 2358、ASTM E4、ASTM D882、ASTM D1938、ISO 37、ASTM D 3330、ASTM F88、ASTM F904、JIS P8113等多項國家和標準。

4.3 性能參數

• 有500 N、50 N兩種規格可供選擇，測試精度高達0.5級，有效的保證了測試結果的準確性。
• 設備支持拉、壓雙向試驗模式，在兩種試驗模式下，試驗速度均可從50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種模式中任意設定。
• 設備采用氣動夾樣，能夠有效防止試樣打滑。
• 1000 mm的超長行程可滿足超大形變率材料的測試。
• 通過限位保護、過載保護以及自動回位等智能配置，保護用戶的操作安全。
• 配置了100余種不同的試樣夾具供用戶選擇，可滿足超過1000種材料的測試要求，并可根據測試材料的不同，提供定制服務。

5、試驗過程

(1) 用取樣器從購買的液態奶包裝袋的各熱封邊均裁取試樣10條（需從同一樣品的3個不同的包裝袋上裁取），試樣的寬度為15 mm，展開長度為100 mm。

(2) 在該拉力試驗機配置的軟件中設置試樣寬度、厚度及試驗速度等試驗參數。

(3) 將試樣展開裝夾在夾具上，使試樣的長軸方向與夾具的中心線重合。

圖3  試樣裝夾示意圖

(4) 點擊軟件中的開始試驗按鈕，試驗開始。系統自動計算、記錄試驗結果。

6、試驗結果

以包裝正面字體由上而下作為判斷上封邊、下封邊、側封邊的依據，從3個包裝袋中裁取的10個上封邊試樣的熱封強度平均值為20.044 N/15mm，10個下封邊試樣的熱封強度平均值為19.781 N/15mm，10個側封邊試樣的熱封強度平均值為22.407 N/15mm。

7、結論

Labthink蘭光XLW(PC)智能電子拉力試驗機在檢測液態奶黑白膜包裝袋的封口強度方面，具有試驗結果、試驗效率高等優點。該設備還可用于測試液態奶無菌枕、無菌磚、乳白膜等軟塑材料的封口強度，同時還可測試各類軟塑包裝的剝離強度、抗拉強度與變形率、抗穿刺力、撕裂力等性能，是一款多功能、高性價比的檢測儀器。除了封口強度外，液態奶包裝還需關注其氧氣透過量、摩擦系數、密封性等指標性能，相關的檢測儀器Labthink蘭光均可為您提供，儀器的詳細信息您可登陸蘭光公司查看致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。