烟用包装膜热封强度的监测方法

摘要：在影响烟用包装膜使用性能的众多参数中，热封强度是其中一项极为重要的参数指标，直接关系到香烟包装的完整性。本文以HST-H3热封试验仪及XLW(PC)智能电子拉力试验机为检测设备，测试了某品牌香烟外包装膜的热封强度，并介绍了设备的原理、适用范围及参数、试验过程等内容，为企业监测烟用包装膜的热封强度提供一种切实可行的试验方法。

关键词：烟用包装膜、热封强度、热封性能、热封温度、热封压力、热封时间、热封试验仪、智能电子拉力试验机、软塑包装

1、意义

为了保证香烟的包装速度、提高生产效率，防止香烟在存储或货架期出现吸潮问题，且具有良好的外观，香烟外包装用塑料薄膜应具有良好的爽滑性能、抗静电性能、较高的阻湿性能、优异的收缩性能及光学性能等。若要实现上述功能，优异的热封性能亦不可或缺，包括较宽的热封范围及较高的热封强度。若包装的热封性能较差，则容易在包装的生产线出现飞包、包装破袋等问题，影响香烟的生产效率；包装的热封强度较低，则很可能导致香烟整体包装的密封性能较差，环境中的水蒸气很容易从密封较差的热封部位进入包装内部，无论薄膜材料的阻湿性能有多高，香烟也极易吸潮，进而出现发霉等问题；另外，不同厂家设置的热封温度并不是完全相同的，即使设置相同的热封温度，由于不同香烟包装机热封温度控制系统的差异，烟用包装膜实际受到的热封温度也不尽相同，因此，若烟用包装膜的热封温度范围较窄，香烟包装机可调整的热封温度范围则很窄，当热封温度设置稍高，包装膜表面易出现皱缩，影响包装的外观，而热封温度稍低，则会导致包装的热封强度较低，封口不紧。故而，良好的热封性能及适宜的热封参数是确保烟包封口密封可靠的必要条件。

图1 烟用包装膜

2、检测依据

本次试验依据ASTM F2029测试样品在不同热封温度下的热封强度，确定最佳热封温度范围。

3、试验样品

本文采用某品牌香烟包装用薄膜为试验样品。

4、试验设备

本文利用HST-H3热封试验仪对样品在不同热封温度下进行热封，利用XLW(PC)智能电子拉力试验机检测试样的热封强度值，这两款设备均由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

HST-H3热封试验仪XLW(PC)智能电子拉力试验机

图2

4.1 试验原理

热封温度、热封压力及热封时间是与热封强度息息相关的三个热封参数。固定热封压力及热封时间，测试不同热封温度下试样的热封强度，通过对比热封试样的表面状态及热封强度值可得到最佳热封温度范围，同样，固定另外两个参数，可分别得到最佳的热封压力、热封时间范围。

4.2 设备参数

(1) HST-H3热封试验仪：热封温度可控制到室温~ 300℃，控温精度为±0.2℃；热封时间的调整范围为0.1 ~ 999.9s；热封压力的控制范围为0.05 MPa ~ 0.7 MPa。上、下热封头均可独立控温，并采用数字P.I.D控温技术，可快速达到设定的温度，且有效的避免了温度的波动。采用下置式气缸设计，保证了仪器在操作过程中的稳定性，使试样热封时受压均匀。采用了手动、脚踏两种试验启动模式，且配置了防烫伤的安全设计，有效保证试验人员试验的方便性和安全性。

(2) XLW(PC)智能电子拉力试验机：500 N、50 N两种规格的力值传感器可供选择。根据相关标准规定，设备提供50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min、200 mm/min、250 mm/min、300 mm/min、500 mm/min七种试验速度，可根据试验标准要求自由设定。1000 mm的超长行程可以满足大变形率材料的测试。限位保护、过载保护、自动回位以及掉电记忆等智能配置，保证用户的操作安全。一台试验机集成拉伸、剥离、撕裂等七种独立的测试程序，为用户提供了多种试验项目的选择。

4.3 适用范围

(1) HST-H3热封试验仪：适用于软塑薄膜、果冻杯盖、塑料软管等类型试样的热封试验，其中软塑薄膜包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜等。满足ASTM F2029、YBB00122003等国内外标准要求。

(2) XLW(PC)智能电子拉力试验机：可用于塑料薄膜、复合膜、薄片等材料的拉伸性能、拉断力、抗拉强度与变形率、抗撕裂性能、剥离强度性能、热封强度性能、抗穿刺性能等指标的测试；可用于输液袋盖、软橡胶瓶塞、口服液盖穿刺/拉拔力的测试；可用于胶带解卷力、塑料瓶抗压力、组合盖及果冻杯、酸奶杯盖膜的开启力等产品与包装性能的测试。可满足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余项国内外相关标准。

5、试验过程

5.1 热封

(1) 从烟用包装膜样品表面裁取8 cm × 10 cm的试样12片。

(2) 在HST-H3热封试验仪上设定热封时间为1s、热封压力为0.18 MPa、热封温度为110℃，待设备达到设定温度后，取2片试样，热封面接触并对齐，将长边放入两热封刀之间，踩动脚踏开关，进行热封。

(3) 将热封温度分别设定为115℃、120℃、125℃、130℃、135℃，每个温度下取2片试样进行热封试验。

5.2 热封强度测试

(1) 沿垂直于热封边的方向，从热封好的6组试样上分别裁取宽度为15.0 mm的试样条5条。

(2) 在XLW(PC)智能电子拉力试验机上设置试样名称、试验速度(100 mm/min)、试验次数(30次)、试样宽度(15.0 mm)等参数信息。

(3) 将其中一条试样条的两边自由端分别装夹在设备的上、下夹具中，使热封部位处于两夹具的中间，试样条纵轴与两夹具的中心线重合，点击试验选项，上夹具向上运动，设备实时显示热封部位被破坏过程中的力值曲线，在试验结束后报告热封强度值。重复上述装样过程，点击试验操作，直至30条试样均测试完成。

6、试验结果

取每个温度下5条试样测试值的平均值作为该温度下的热封强度并记录试验现象：

110℃下试样的热封强度为0.91 N/15mm，热封部位平整；115℃下试样的热封强度为 3.87