煙用包裝膜熱封強度的監測方法

摘要：在影響煙用包裝膜使用性能的眾多參數中，熱封強度是其中一項極為重要的參數指標，直接關系到香煙包裝的完整性。本文以HST-H3熱封試驗儀及XLW(PC)智能電子拉力試驗機為檢測設備，測試了某品牌香煙外包裝膜的熱封強度，并介紹了設備的原理、適用范圍及參數、試驗過程等內容，為企業監測煙用包裝膜的熱封強度提供一種切實可行的試驗方法。

關鍵詞：煙用包裝膜、熱封強度、熱封性能、熱封溫度、熱封壓力、熱封時間、熱封試驗儀、智能電子拉力試驗機、軟塑包裝

1、意義

為了保證香煙的包裝速度、提高生產效率，防止香煙在存儲或貨架期出現吸潮問題，且具有良好的外觀，香煙外包裝用塑料薄膜應具有良好的爽滑性能、抗靜電性能、較高的阻濕性能、優異的收縮性能及光學性能等。若要實現上述功能，優異的熱封性能亦*，包括較寬的熱封范圍及較高的熱封強度。若包裝的熱封性能較差，則容易在包裝的生產線出現飛包、包裝破袋等問題，影響香煙的生產效率；包裝的熱封強度較低，則很可能導致香煙整體包裝的密封性能較差，環境中的水蒸氣很容易從密封較差的熱封部位進入包裝內部，無論薄膜材料的阻濕性能有多高，香煙也極易吸潮，進而出現發霉等問題；另外，不同廠家設置的熱封溫度并不是*相同的，即使設置相同的熱封溫度，由于不同香煙包裝機熱封溫度控制系統的差異，煙用包裝膜實際受到的熱封溫度也不盡相同，因此，若煙用包裝膜的熱封溫度范圍較窄，香煙包裝機可調整的熱封溫度范圍則很窄，當熱封溫度設置稍高，包裝膜表面易出現皺縮，影響包裝的外觀，而熱封溫度稍低，則會導致包裝的熱封強度較低，封口不緊。故而，良好的熱封性能及適宜的熱封參數是確保煙包封口密封可靠的必要條件。

圖1 煙用包裝膜

2、檢測依據

本次試驗依據ASTM F2029測試樣品在不同熱封溫度下的熱封強度，確定zui合適的熱封溫度范圍。

3、試驗樣品

本文采用某品牌香煙包裝用薄膜為試驗樣品。

4、試驗設備

本文利用HST-H3熱封試驗儀對樣品在不同熱封溫度下進行熱封，利用XLW(PC)智能電子拉力試驗機檢測試樣的熱封強度值，這兩款設備均由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

圖2

4.1 試驗原理

熱封溫度、熱封壓力及熱封時間是與熱封強度息息相關的三個熱封參數。固定熱封壓力及熱封時間，測試不同熱封溫度下試樣的熱封強度，通過對比熱封試樣的表面狀態及熱封強度值可得到zui合適的熱封溫度范圍，同樣，固定另外兩個參數，可分別得到合適的熱封壓力、熱封時間范圍。

4.2 設備參數

(1) HST-H3熱封試驗儀：熱封溫度可控制到室溫 ~ 300℃，控溫精度為±0.2℃；熱封時間的調整范圍為0.1 ~ 999.9s；熱封壓力的控制范圍為0.05 MPa ~ 0.7 MPa。上、下熱封頭均可獨立控溫，并采用數字P.I.D控溫技術，可快速達到設定的溫度，且有效的避免了溫度的波動。采用下置式氣缸設計，保證了儀器在操作過程中的穩定性，使試樣熱封時受壓均勻。采用了手動、腳踏兩種試驗啟動模式，且配置了防燙傷的安全設計，有效保證試驗人員試驗的方便性和安全性。

(2) XLW(PC)智能電子拉力試驗機：500 N、50 N兩種規格的力值傳感器可供選擇。根據相關標準規定，設備提供50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七種試驗速度，可根據試驗標準要求自由設定。1000 mm的超長行程可以滿足大變形率材料的測試。限位保護、過載保護、自動回位以及掉電記憶等智能配置，保證用戶的操作安全。一臺試驗機集成拉伸、剝離、撕裂等七種獨立的測試程序，為用戶提供了多種試驗項目的選擇。

4.3 適用范圍

(1) HST-H3熱封試驗儀：適用于軟塑薄膜、果凍杯蓋、塑料軟管等類型試樣的熱封試驗，其中軟塑薄膜包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復合膜等。滿足ASTM F2029、YBB00122003等國內外標準要求。

(2) XLW(PC)智能電子拉力試驗機：可用于塑料薄膜、復合膜、薄片等材料的拉伸性能、拉斷力、抗拉強度與變形率、抗撕裂性能、剝離強度性能、熱封強度性能、抗穿刺性能等指標的測試；可用于輸液袋蓋、軟橡膠瓶塞、口服液蓋穿刺/拉拔力的測試；可用于膠帶解卷力、塑料瓶抗壓力、組合蓋及果凍杯、酸奶杯蓋膜的開啟力等產品與包裝性能的測試?？蓾M足ISO37、GB/T 10004、GB 8808、GB/T 1040.1、GB/T 1040.2、GB/T 1040.3、GB/T 1040.4、GB/T 1040.5、QB/T 2358、QB/T 1130、ASTM D882、ASTM D1938、ASTM D3330等20余項國內外相關標準。

5、試驗過程

5.1 熱封

(1) 從煙用包裝膜樣品表面裁取8 cm × 10 cm的試樣12片。

(2) 在HST-H3熱封試驗儀上設定熱封時間為1s、熱封壓力為0.18 MPa、熱封溫度為110℃，待設備達到設定溫度后，取2片試樣，熱封面接觸并對齊，將長邊放入兩熱封刀之間，踩動腳踏開關，進行熱封。

(3) 將熱封溫度分別設定為115℃、120℃、125℃、130℃、135℃，每個溫度下取2片試樣進行熱封試驗。

5.2 熱封強度測試

(1) 沿垂直于熱封邊的方向，從熱封好的6組試樣上分別裁取寬度為15.0 mm的試樣條5條。

(2) 在XLW(PC)智能電子拉力試驗機上設置試樣名稱、試驗速度(100 mm/min)、試驗次數(30次)、試樣寬度(15.0 mm)等參數信息。

(3) 將其中一條試樣條的兩邊自由端分別裝夾在設備的上、下夾具中，使熱封部位處于兩夾具的中間，試樣條縱軸與兩夾具的中心線重合，點擊試驗選項，上夾具向上運動，設備實時顯示熱封部位被破壞過程中的力值曲線，在試驗結束后報告熱封強度值。重復上述裝樣過程，點擊試驗操作，直至30條試樣均測試完成。

6、試驗結果

取每個溫度下5條試樣測試值的平均值作為該溫度下的熱封強度并記錄試驗現象：

110℃下試樣的熱封強度為0.91 N/15mm，熱封部位平整；115℃下試樣的熱封強度為3.87 N/15mm，熱封部位平整；120℃下試樣的熱封強度為4.05 N/15mm，熱封部位平整；125℃下試樣的熱封強度為4.01 N/15mm，熱封部位平整；130℃下試樣的熱封強度為4.09 N/15mm，熱封部位平整；135℃下試樣的熱封強度為3.46 N/15mm，熱封部位皺縮，并在熱封根部斷裂破壞。

7、結論

煙用包裝膜的熱封強度是影響煙包密封性、破袋率等問題的重要因素，本文通過對不同熱封溫度下煙用包裝膜樣品熱封強度的測試，確定了該樣品熱封溫度的zui合理范圍為115℃ ~ 130℃，試驗過程簡單，設備易于操作，測試結果可靠。利用HST-H3熱封試驗儀及XLW(PC)智能電子拉力試驗機兩款設備，還可確定出試樣熱封壓力及熱封時間的合理范圍。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有設備還可測試煙用包裝膜的厚度、拉伸強度、斷裂伸長率、熱收縮率、霧度、摩擦系數、透濕量等性能。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作。