医药包装卷膜在制袋过程之中,或多或少出现了破袋的现象,这一情况怎样确保将出现率压制到最低,我们这边分析一下。

软包装袋的破损是影响产品包装质量的主要问题之一。通常软包装袋在以下两种情况中最容易出现破袋:首先是在产品的灌装过程中,灌装的内容物会对袋底部产生强烈冲击,如果袋底部无法承受冲击力的作用就会出现底部开裂,不仅影响生产环境的清洁,而且会影响灌装效率;其次是在产品堆放时,倘若软包装袋承受不住由于商品堆压等原因引起的内压增大,也会引起袋子破裂,导致内容物失效,甚至对周边物品造成污染。如何解决破袋问题一直困扰着生产厂家,通常认为包装材料的热封强度与破袋紧密联系,但实际上这种观点并非完全正确,本文将就破袋的原因以及工艺改良方法进行介绍。灌装过程中的破袋情况

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1、热封层材料的种类、厚度以及材质质量对热封强度的影响是最为直接的。

一般复合包装常用的热封材料有CEP、LPPE、CPP、OPP、EVA、热熔胶以及其它一些离子型树脂共挤或共混改性薄膜。
热封层材料的厚度,一般在20—80μm之间浮动。
特殊情况下也有达100—200μm的,同一种热封材料,其热封强度随热封厚度增大而增大。
例如,蒸煮袋的热封强度一般要求达40—50牛顿,因此,其热封厚度应在60—80μm以上。
热封制袋过程中涉及到温度,温度的控制多少由温度仪表加以显示。
在热封复合袋加工过程中,对温度表的要求越精密越好,误差范围与设定值最好不大于±5℃。
热封温度对热封强度的影响最为直接,各种材料的熔融温度高低,直接决定复合袋的最低热封温度。

在实际生产过程中,由于热封压力、制袋机速以及复合基材的厚度等多方面影响,实际采用的热封温度往往要高于热封材料的熔融温度。
热封的压力越小,要求热封温度越高,机速越快,复合膜的面层材料越厚,要求的热封温度也越高。
热封温度若低于热封材料的软化点,则无论怎样加大压力或延热封时间,均不能使热封层真正封合。
但是,如果热封温度过高,又极易损伤焊边处的热封材料,熔融挤出产生“根切”现象,大大降低了封口的热封强度和复合袋子的耐冲击性能。
在实际制袋热封过程中,热封刀具的压力常采用可旋转弹簧来调整。
调整过程一般刀具由两个弹簧组成,分左、右两边,如果压力影响热封强度,检测方法则是:取一只正加工的复合袋仔细观察缝迹,如果压力均匀是不会产生气泡等现象;另一种方法是,用长500px、宽75px、厚5000px专用光滑竹块进行试验,由于压力不够,强度低,往往出现漏破现象,所以均匀的压力与温度是降低强度低、分层现象的基本之一。

2、要达到理想的热封强度,热封压力必不可少。

对于轻薄包装袋、热封压力至少要达到2kg/cm2,而且随着复合膜总厚度的增加而相应提高;若热封压力不足,两层薄膜之间难以达到真正的熔合,导致局部热封不好或难以消除夹在焊缝中间的气泡,造成虚焊。
但热封压力并非越大越好,应以不损伤焊边为宜,因为在较高的热封温度时,焊边的热封材料已处于半熔融状态,太大的压力易挤走部分热封料,使焊缝边缘形成半切断状态。
焊缝发脆,热封强度降低。
所以压力的调节非常关键。

3、热封时间主要由制袋机的速度决定。

速度快,热封时间就短;速度慢,热封时间就长。
热封时间也是影响焊缝封合强度和外观的一个关键因素。
相同的热封温度和压力下,热封时间长,则热封层熔合更充分,结合更牢固;但热封时间太长,容易造成焊缝起皱变形,影响平整度和外观。
热封后的焊缝若冷却不好,不但会影响焊疑的外观平整度,而且对热封强度有一定的影响,冷却过程就是通过在一定的压力下,用较低的温度对刚熔融热封后的焊缝进行定形。
因此,压力不够,冷却和循环不畅,循环量不够,水温太高或冷却不及时,都会致使冷却不良,热封强度降低。

4、热封次数越多,热封强度越高,纵向热封次数取决于纵向焊棒的有效长度和袋长之比。

横向热封次数由机台横向热封装置的组数决定。
良好的热封,要求热封次数至少达到两次以上。
相同结构和厚度的复合膜,复合层间剥离度越高,热封强度越大;对于复合剥离强度低的产品,焊缝破坏往往是焊缝处的复合膜先层间剥离,致使由内面热封层独立承受破坏拉力,而面层材料失去补强作用,致使焊缝的热封强度由此大为降低;若复合层间剥离度强,则不致发生焊边处层问的剥离,所测得的实际热封强度就人得多;在热封内层为PE或OPP时,热封强度就比同样厚度的BOPP好得多。

5、复合袋内容物的影响。

有些产品为粉末装,在进行灌装时易沾污封口,例如,当采用LDPE材料作为内层料时,发现封口处易破裂。
这是因为LDPE对夹杂物的热封性就不是很好,这时就要更换内层膜材料或增加材料的厚度就可以提高热封强度。

6、复合材料添加剂的影响。

在复合聚乙烯薄膜过程中,聚乙烯经热压辊挤压后有析出的现象,一层白白的象碎粉白状,这种现象是聚乙烯在生产过程中,加入一定量的润滑剂,是一些低熔点的蜡,容易析出至薄膜表面。
这层低熔点的蜡析出后最直接的危害就是大大地削弱了复合强度,也大大地减弱了热封强度,特别在封边位置,造成易开口、离层。

解决方法则是:1)重新对聚乙烯进行预处理,达到理想的表面张力;2)选择合适的胶粘剂,以增强其复合牢度;3)减低熟化温度尽量不使物质析出,从而增加复合牢度与热封强度。

7、软包装复合袋热封后脱层与印刷油墨层及电晕面好坏有关。

在实际生产过程中,为达到色彩的真实再现,难免里印和表印油墨混合印刷。
从理论上分析,里印与表印油墨是不亲和的,如果印刷膜墨层采用里表混用,必然油墨层之间牢度就不好,易分层,在热封焊缝处也易造成分层现象,热封强度由此变差。

解决办法:尽量避免表印油墨与里印油墨的混用,从而提高热封强度,降低分层的现象。

对于很多袋装的医药产品来说,通常是由医药产品生产企业将包装卷膜热封成袋,然后用于医药产品的包装。
由于包装热封制袋操作与产品灌装操作之间的时间间隔很短,几乎是同时进行,故在灌装过程中,包装袋热封口处的温度尚未冷却至室温,封口的粘接牢度尚低于冷却后包装的热封强度,若此时的粘接牢度过低,无法承受所包装医药产品的重量或产生的冲击力,则易在产品的灌装过程中热封口被冲破,包装发生破袋。

原因

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包装热封口温度还未冷却至室温时的粘接牢度用热粘强度表示,不同的热封参数下,包装的热粘强度是不同的。
通过在热粘拉力试验机上设置一系列的热封参数,测试包装在所设置的热封参数下对应的热粘强度,从而获得适宜热粘强度对应的热封参数范围,用于指导医药产品的包装过程,防止在产品的灌装过程中发生破袋。
该验证试验过程可参考美国标准ASTM F1921,相应的国家标准正在制定过程中。

随着制袋-充填-封合包装机(Form-Fill-SealMachine)在食品、药品、化妆品、及其他领域中的应用逐步加大,彻底改变了包装制造与内容物填充之间的时间间隔和空间距离。在新型的灌装生产线上,软包装袋的制作与内容物的灌装几乎同步,因此在进行内容物灌装时袋底部的热封部分并未完全冷却,而所能承受的冲击力也会大打折扣。

包装最重要的功能是对所有包装商品的品质保护,也就是说使商品在储存、运输和销售整个流通过程中,经过不同的环节,处于不同的环境,都不至损坏、散失、渗漏和变质。
这就要求制袋过程中封口必须具有一定的强度和密封性能,能够承受一定重量内容物的压力,确保商品在流通过程中不开裂、泄漏,达到保护商品的目的。
而制袋是交付用户前的最后一道生产工序,品质的控制更为重要。

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通常所说的热封强度指的是将两张薄膜通过热合的方式黏在一起到完全冷却后的黏结强度,但是在生产线上材料并未获得充足的冷却时间,因此包装材料的热封强度不适宜用于此处对于材料热封性能的评价,应采用热黏力——材料热封部分尚未冷却时的剥离力——依据此进行材料选择。

制袋过程需要控制的主要因素有:

热黏力的检测与应用

以非热封性材料为多,应考虑选用耐热性好,热变形量小的材料为宜,如BOPA、BOPET、BOPP、纸等。

图1所示薄膜热黏力与热封温度及热封时间的关系具有一定的普遍性,要达到薄膜材料的最佳热黏力有一个最合适的温度点,而当热封温度超过这个温度点后热黏力会表现出下降的趋势。同时从数据上分析,在同一热封温度下,延长热封时间会增加热黏力,例如图中所示薄膜在同样的热封温度下,当热封时间为0.3s时样品的热黏力明显低于当热封时间是0.5s时的情况。

即热封性材料,以比表层材料热变形温度低30℃可热封为宜,如果表层材料与热封层材料的热变形温差太小,则会给制袋温度控制带来困难,因为温度较低,封口牢度差,达不到要求,为了提高封口牢度,就将温度升高,由于内外层材料的热变形温差太小,容易将表层材料烫伤。

在实际使用中应根据灌装的内容物计算灌装时对于软包装袋底部的冲击力,然后使用热黏拉力试验仪通过调节热封温度、热封压力和热封时间来绘制热黏力曲线,并在参考计算数据、结合生产线实际情况的基础上选择最佳的热封参数组合用于生产线。

对于同一种热封材料,其热封强度会随着热封材料厚度增大而增大。
因此背封袋、自立袋其内层材料应以30μm厚度以上为宜,如果内层材料太薄,则会影响制袋成品的密封性。

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