环境温度对液体软包装袋用复合薄膜材料性能的影响

黄娟

摘 要：复合软包装袋因其具有印刷精致、展示性好、成本低等优点被广泛地应用于液体包装，复合软包装袋只要由塑料复合膜制成，但塑料复合膜因其自身特性其力学性能受到环境温度的显著影响，从而导致液体软包装袋的整体性能也受到环境温度的影响。本文通过在25℃、40℃、55℃下的热封拉伸测试得到了不同规格容量的液体软包装袋的封口强度，研究了环境温度对其封口性能的影响。

关键词：液体软包装袋；高温；拉伸测试；热封强度

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

1 引言

液体软包装袋主要由塑料复合薄膜制成，塑料复合薄膜是指两层或两层以上的单层薄膜材料通过一定的方式碾压复合加工在一起，从而形成的一种新的包装材料[1]，它一般由基材、层合胶粘剂、阻隔材料、热封材料、印刷与保护涂层等组成。但液体软包装袋在运输流通中存在着袋体破损、液体漏损现象，归结其被破坏的诱因，一方面来自于流通过程中的冲击、振动和疲劳应力等外力作用，另一方面温度、湿度等环境因素对它的影响。考虑到液体软包装袋的热封封口质量对包装、运输、储存过程等各个环节都有很大的影响，而热封强度是衡量封口质量的一个重要性能指标，因此热封强度的检测非常重要。本文在25℃、40℃、55℃三个温度下，对不同规格容量的液体软包装袋取封口试样进行热封拉伸测试，观察环境温度对其封口性能的影响。

2 热封拉伸试验

本试验按照GB/T 2918-1998《塑料试样状态调节和试验的标准环境》[2]中规定的标准环境正常偏差范围进行状态调节，时间不少于4h，对500g、2kg两种规格容量的液体软包装袋封口试样在25℃、40℃和55℃下进行高温性能测试。

（1）热封口试样。试验选取500g、2kg两种规格容量的液体软包装袋，其中500g和2kg规格的液体软包装袋的结构分别为NY/INK /AD/CPE/PE/CPE和PET/INK/AD/NY/AD/CPE/PE/CPE，对各规格容量的液体软包装袋的侧部封口部位依照QB/T2358-98《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》[3]和ASTM F88-07《Standard Test Method for Seal Strength of Flexible Barrier Materials》[4]切取矩形条封口试样，25℃、40℃和55℃下的热封拉伸测试试样为长100±1mm、宽15±0.1mm的矩形条封口试样。

（2）试验方法。根据QB/T2358-98标准，设定万能拉伸试验机的拉伸速度为300mm/min，夹具间净距离为50mm，将裁取的热封试样以热封部位为中心，打开呈180°，把试样的两端夹紧在万能拉伸试验机的上下两个夹具上，试样轴线应与上下夹具的中心线相重合，并要求松紧适宜，以防止试验前试样滑脱或断裂在夹具内，若试样断裂在夹具内，则此试样作废，需要另取试样补做，每个部位封口试样不少于10个试样。在40℃和55℃的测试條件下，待温度平衡后，将封口试样转移到已经加热至试验温度的高温拉伸箱内，每个试样从保温箱转移至高温拉伸后至少要平衡15min后才可进行拉伸测试。试验中万能拉伸试验机自动记录载荷和变形数据且经过转换计算得出对应的应力-应变曲线。

3 实验结果

按照上述试验方法进行不同温度下的热封拉伸测试，得到500g、2kg两种规格容量的液体软包装袋侧部部位封口在不同温度下的热封强度，将500g 和2kg规格的液体软包装袋侧部封口部位在不同温度下测得的热封强度进行比较（如图1所示）。

4 结果分析

根据以上实验结果，可知：每种规格液体软包装袋侧部封口部位的热封强度均受到环境温度的影响，随着环境温度的上升，500g和2kg规格液体软包装袋的封口强度呈现下降趋势。其中，当温度从25℃升到55℃时，2kg液体软包装袋的封口强度值下降了33%，500g液体软包装袋的封口强度值下降了32%，其降低的比率相当。通过对各规格液体软包装袋侧部封口部位处经热封拉伸测试后的所有试样进行了表观的判定，观察其热封拉伸破坏的形状发现：两种规格液体软包装袋封口在高温拉伸测试中有20%的热封口试样发生了根切破坏，500g规格液体软包装袋封口在高温拉伸测试中约70%左右发生了复合薄膜断裂破坏，而2kg规格液体软包装袋封口在高温拉伸测试中发生复合薄膜断裂破坏的概率较小，2kg规格液体软包装袋封口在高温拉伸测试中其热封口试样较多的发生了组合式破坏（即热封层剥离和复合薄膜断裂并存），说明环境温度对液体软包装袋封口试样产生了影响，由于高温加热使得材料软化，一方面封口内封层CPE软化，热封部位受热变得易于剥离，另一方面使得复合薄膜材料自身的复合剥离强度降低。

参考文献

[1]李宁.复合软包装的应用、制造工艺和发展趋势[J].今日印刷，2008（11）：7-9.

[2]GB/T 2918-1998，塑料试样状态调节和试验的标准环境[S].GB/T 2918-1998，Plastics—Standard atmospheres for conditioning and testing[S].

[3]QB/T 2358-98，塑料薄膜包装袋热合强度试验方法[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].