材料的熱粘性與熱封強度

隨著自動包裝機械的發展，軟包裝材料的熱封性能再度成為備受關注的關鍵指標之一。與以往不同的是關注的焦點不再是材料的最終熱封強度（Ultimate Strength，熱封處完全冷卻後的強度）而是材料的熱粘性（Hot Tack，熱封處未冷卻時的強度）。

1、自動包裝生產與材料的熱粘性

    熱封制袋普遍應用在日化產品包裝、食品藥品包裝等領域，目前使用較廣的是集薄膜成型制袋、內容物充填、包裝袋封口於一體的制袋－充填－封合（Form-Fill-Seal）包裝機。尤其是近二十年來，由於包裝材料的發展和市場對軟包裝小袋需求量的日益增大，制袋－充填－封合包裝機（Form-Fill-Seal Machine）的發展很快，如現在廣泛使用的用於牛奶袋裝的生產線，以及咖啡粉等固體飲料的袋裝生產線等。

    在這些包裝生產線上，產品充填的方式基本上都是產品從一定高度落入包裝袋中，這樣就會對包裝袋底部有強烈沖擊。如果在充填過程中包裝袋底部無法承受由於內容物充填所引起的破裂力作用，就會出現底部開裂的情況，從而出現破袋。由於在包裝生產線上熱封制袋與內容物填充兩步操作的間隔時間很短，而在這麼短的時間間隔內要使包裝袋的熱封部分完全冷卻是不可能的，因此在這種生產線上破袋率幾乎完全取決於袋底部熱封部分在充填時的熱封強度。為了有效控制生產線的破袋率，我們更關注材料熱封後在熱封層（密封劑）尚未完全冷卻時的熱封強度，這就是我們通常所說的材料的熱粘性（Hot Tack）。

2、熱粘性與熱封性

    材料的熱封性能（Heatsealability）包括在熱封部分仍然比較熱（尚未冷卻到環境溫度）時檢測它的熱封強度（Hot Tack）以及熱封部分冷卻穩定後的熱封強度（Ultimate Strength）兩方面。以往我們通常關注熱封部分完全冷卻後的熱封強度（Ultimate Strength），它的檢測可以通過熱封試驗儀、熱封梯度儀配合拉力機或剝離機來實現。現在隨著材料熱粘性（Hot Tack）指標重要程度的提昇，專用於材料熱粘性檢測的設備——熱粘性測試儀（Hot Tack Tester）逐漸出現在包裝材料檢測市場上。（下圖為Labthink蘭光最新推出的HTT-L1熱封拉力試驗儀）

    那麼，對於一種材料它的熱封強度與熱粘性能究竟能相差多大呢？筆者對於3種常見材料進行了簡單的試驗，對比數據如下：

表1. 數據對比

    檢測材料熱封強度時使用的是Labthink HST-H2熱封試驗儀以及XLW(L) PC型智能電子拉力試驗機，檢測材料熱粘性時使用的是Labthink蘭光最新推出的HTT-L1 熱封拉力試驗儀，熱封溫度均為130℃，且熱封壓力、熱封時間相同。由表1數據可知，當材料的熱封處未完全冷卻時材料的熱封強度——熱粘性（Hot Tack），要比完全冷卻後的熱封強度（Ultimate Strength）低的多。材料的熱粘性和熱封強度之間是滿足一定規律的，可以參見2005年10月24日蘭光實驗室論壇文章《熱封技術及主要檢測指標》。

3、總結

    對於一些產品，充填包裝已經成為產品的制造步驟之一，所以產品制造商總是竭盡全力地爭取縮短包裝設備的包裝時間，以得到理想的生產效率。經過一段時間的探索，將包裝過程中的熱封程序最優化作為縮短包裝循環時間的一種有效途徑已經得到了普遍的認可，而通過熱粘性測試可以幫助操作人員選擇熱封程序的最優化參數。