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《平底袋加工技術(shù)淺析》由我司技術(shù)部工程師黃天濤經(jīng)理所著，發(fā)表于雜志《包裝前沿》（原廣東包裝》，2014年07月號(hào)（雙月刊）★第四期★P6-P8。

以下為雜志掃描版：

以下為文字版：

平底袋加工技術(shù)淺析

摘要:本文介紹了平底袋的特點(diǎn)及加工現(xiàn)狀，對(duì)平底袋加工中面臨的主要問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出對(duì)策，

同時(shí)對(duì)平底袋包裝及其加工設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

Abstract: This article introduces the features and processing status of flat bottom bags, Analysis of the main problems 

of processing of flat bottom bags and come up with strategies, the trends of flat-bottomed bags packaging and

 processing equipment are discussed.

關(guān)鍵詞:   平底袋  制袋 復(fù)合膜 包裝

復(fù)合塑料膜軟包裝在近幾年發(fā)展迅速，隨著軟包行業(yè)在印刷油墨、阻隔材料、復(fù)合方法、復(fù)合機(jī)械、熱封材料、制袋設(shè)備等方面的研究日益深入，軟包裝的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格，包裝外觀追求日新月異，塑料復(fù)合袋除了自立袋（站立袋）、側(cè)風(fēng)琴袋、四邊封袋外，外國(guó)消費(fèi)品市場(chǎng)，尤其是鄰國(guó)的日本，早幾年便流行一種新的袋型，即袋子站立得如同一個(gè)盒子一樣的穩(wěn)重，袋子兩側(cè)有風(fēng)琴，袋底是平面的，一般稱(chēng)之為平底袋，又稱(chēng)為四方袋，屬于一種創(chuàng)新的軟包裝袋型，如圖1所示。

       圖1 平底袋

一、平底袋的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

　1、袋子形狀方正，共有五個(gè)印刷版面，正、背，左右兩側(cè)和底部。底部跟傳統(tǒng)的直立袋、自立袋或站立袋完全不一樣，差異的地方就是平底袋底部是非常平整且不帶任何熱封邊，可以在這五個(gè)面上，印上產(chǎn)品、生產(chǎn)公司的數(shù)據(jù)或產(chǎn)品的圖樣。袋子經(jīng)放入產(chǎn)品后，造型美觀大方，很容易引起消費(fèi)者注目，有利于品牌建立。

                2、平底袋盛裝容量大，適合方形物品如餅干等零食的包裝，同時(shí)提升產(chǎn)品的檔次。

3、復(fù)合而成的軟包裝材料，可以透過(guò)不同材料的透水透氧阻隔特性，組合一起發(fā)揮不同的阻隔作用，而且塑料包裝比一般紙袋更加能否保護(hù)產(chǎn)品。

4、平底袋站立于貨袈上，四方平整，站立穩(wěn)定，可以省略外加包裝物料，降低成本。

5、為了滿(mǎn)足客戶(hù)的使用友好性，平底袋可附加再封合拉鏈，滑塊拉鏈等，如圖2所示，產(chǎn)品未用完時(shí)，可把拉鏈拉上作為封口，保護(hù)里面產(chǎn)品的干凈、安全，方便使用者保存。                     

 圖2 滑塊拉鏈平底袋

二、平底袋加工的主要問(wèn)題及控制要點(diǎn)：

平底袋因底角成型難度大，底部熱封最多有八層，制袋要求較高。而熱封制袋是塑料軟包裝生產(chǎn)過(guò)程中的最后一道工序，如果產(chǎn)生廢品，會(huì)產(chǎn)生很大的浪費(fèi)。

目前國(guó)內(nèi)已有部分廠家引進(jìn)了平底袋制袋設(shè)備，本文擬就平底袋制袋過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行闡述，并簡(jiǎn)要分析制袋問(wèn)題產(chǎn)生的影響因素及制袋的生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)。

1  平底袋制袋熱封質(zhì)量的檢查

平底袋的熱封質(zhì)量主要檢查項(xiàng)目有外觀檢查、熱封強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度等。

外觀檢查是以視覺(jué)檢查復(fù)合袋的表面平整度、擦傷絲路、熱封位置、沖孔位置、圖案居中等情況。表面平整度與制袋機(jī)的溫度控制、壓力控制、 冷卻情況、復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、排版方式有關(guān)。溫度過(guò)高、壓力太小、冷卻不夠、印刷材料的耐溫性差、熱封材料的低溫?zé)岱庑圆疃紩?huì)引起袋子的不平整。表面劃傷主要由薄膜在設(shè)備上的摩擦引起,需重點(diǎn)檢查制袋機(jī)的張力控制和放卷剖切架的各導(dǎo)輥表面粗糙度，保證車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境。

熱封強(qiáng)度的檢查是將有復(fù)合袋封口的部位裁下15mm寬的長(zhǎng)條, 在拉伸測(cè)試機(jī)上以( 300±20) mm/min 的速度測(cè)定拉伸應(yīng)力- 應(yīng)變曲線( 如圖 3)，分析其熱封強(qiáng)度和熱封拉伸狀態(tài)。

      圖 3  拉伸應(yīng)變- 拉伸應(yīng)力曲線

在通常情況下只是重視平底袋的熱封強(qiáng)度,往往認(rèn)為熱封強(qiáng)度越高越好, 忽視了熱封拉伸狀態(tài)的重要性。其實(shí)熱封拉伸狀態(tài)綜合反映了熱封質(zhì)量, 反映出熱封部位在拉伸過(guò)程中的破壞現(xiàn)象。而實(shí)際破壞往往發(fā)生在熱封后的復(fù)合膜最薄弱的地方, 不一定總是發(fā)生在已熱封的熱封材料的界面, 也不一定熱封強(qiáng)度越高越好。

下面列舉主要的熱封拉伸狀態(tài)：

1)發(fā)生在熱封材料之間的界面破壞。界面破壞的熱封部位在出現(xiàn)屈服點(diǎn)之前發(fā)生分開(kāi),斷裂表面光滑,斷裂伸長(zhǎng)率低,熱封強(qiáng)度不高,袋子的密封性能差( 如圖3曲線A)。熱封制袋生產(chǎn)應(yīng)盡量避免界面破壞, 應(yīng)通過(guò)改變復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和熱封工藝來(lái)改善。

2) 發(fā)生在熱封材料或復(fù)合膜的拉伸破壞(韌性破壞)。韌性破壞在拉伸過(guò)程中有明顯的屈服點(diǎn), 頸縮現(xiàn)象, 斷裂表面粗糙,有大的斷裂伸長(zhǎng)率和高的熱封強(qiáng)度, 是最好的熱封拉伸狀態(tài)(如圖3 曲線B)。

3)發(fā)生在復(fù)合膜層間的剝離破壞。剝離破壞是由于復(fù)合膜層間的剝離強(qiáng)度較低,引起層間分開(kāi),失去了外層材料的補(bǔ)強(qiáng)作用, 使熱封材料單獨(dú)承受破壞力, 使屈服應(yīng)力較低,斷裂伸長(zhǎng)率較大, 熱封強(qiáng)度不高(如圖 3 曲線C)。

4) 發(fā)生在熱封材料界面和本身的混合破壞?；旌掀茐氖怯捎趶?fù)合膜的剛性較大,熱封材料的韌性較好引起的破壞現(xiàn)象。它有粗糙的斷裂表面, 較大的斷裂伸長(zhǎng)率,較高的熱封強(qiáng)度,也是較好的熱封拉伸狀態(tài)(如圖3 曲線D)。

5)發(fā)生在復(fù)合膜的熱封邊緣的斷根破壞。斷根破壞發(fā)生在熱封部位的邊緣,有較低的斷裂伸長(zhǎng)率, 較大的熱封強(qiáng)度, 但袋子的密封性差,耐沖擊強(qiáng)度差,主要是熱封溫度過(guò)高引起的。雖然熱封強(qiáng)度較高,但熱封質(zhì)量較差( 如圖3曲線E)。平底袋由于底部成型過(guò)程復(fù)雜及熱封次數(shù)比較多，很容易產(chǎn)生斷根現(xiàn)象。

耐壓強(qiáng)度的檢查是將平底袋沖灌相同重量的內(nèi)裝物，熱封后水平放置,施加規(guī)定的壓力,經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后, 檢查其封口的漏損現(xiàn)象。耐壓強(qiáng)度的檢查要根據(jù)內(nèi)裝物的重量的不同, 施加不同的壓力。并且根據(jù)內(nèi)裝物的不同, 控制不同的施壓時(shí)間。施壓時(shí)間的長(zhǎng)短，最好應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。

抗沖擊強(qiáng)度是將裝有物品的平底袋分別以水平及垂直方向跌落在地面上, 以檢查平底袋的漏袋現(xiàn)象。跌落高度根據(jù)復(fù)合袋內(nèi)裝物的重量不同而異。抗沖擊強(qiáng)度與復(fù)合材料、熱封質(zhì)量有密切關(guān)系。復(fù)合材料的韌性越好, 抗沖擊強(qiáng)度就越好；平底袋在界面破壞、剝離破壞、斷根破壞的熱封拉伸狀態(tài), 其抗沖擊強(qiáng)度就不高。

2  平底袋熱封質(zhì)量的影響因素

平底袋的熱封質(zhì)量是綜合性指標(biāo)，它依賴(lài)于復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱封材料的選擇和生產(chǎn)工藝的確定，但同時(shí)也要注意其他熱封強(qiáng)度影響因素：復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)與材料、層間的復(fù)合強(qiáng)度、印刷版面、油墨和膠粘劑的耐熱性等。

2.1  復(fù)合基材的影響

復(fù)合基材分為印刷基料、阻隔材料、熱封材料。印刷基料應(yīng)選擇機(jī)械強(qiáng)度好、表面張力大、印刷適應(yīng)性好、耐熱性能好的薄膜材料。印刷基材的機(jī)械性能對(duì)熱封強(qiáng)度起補(bǔ)強(qiáng)作用, 耐熱性能對(duì)熱封外觀起平整作用。印刷基材機(jī)械性能由大到小依次為:BOPA, BOPET, BOPP，所以它們與相同的熱封材料依次復(fù)合、制袋后,熱封強(qiáng)度會(huì)依次減小。印刷基材的耐熱性能越好, 袋子的平整度會(huì)越好。阻隔材料具有阻隔性、氣密性、防潮性、遮光性、保香性,選擇透氣性等優(yōu)良的薄膜材料,是為了長(zhǎng)期儲(chǔ)藏內(nèi)裝物。評(píng)價(jià)熱封材料的性能指標(biāo)一般有拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、直角撕裂強(qiáng)度、表面粗糙度、霧度、沖擊強(qiáng)度、摩擦因數(shù)、抗穿刺性能等。評(píng)價(jià)熱封材料的熱封性能的指標(biāo)有低溫?zé)岱庑浴嵴承?、熱封?qiáng)度、熱封拉伸狀態(tài)、抗污染熱封性等。

2.2  復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)熱封質(zhì)量影響

復(fù)合薄膜的熱封溫度由熱封材料的熱封溫度決定,但要注意熱封溫度不能超過(guò)印刷膜的熱定型溫度,否則會(huì)破壞雙向拉伸薄膜的熱定型,引起包裝袋熱封后的收縮起皺。由于復(fù)合膜的層間復(fù)合強(qiáng)度不夠, 失去了印刷材料和阻隔材料的補(bǔ)強(qiáng)作用, 使熱封材料單獨(dú)承受破壞拉力, 導(dǎo)致熱封強(qiáng)度大大降低的破壞現(xiàn)象較為普遍。復(fù)合膜的復(fù)合強(qiáng)度取決于復(fù)合基材的選擇和復(fù)合工藝的控制。鍍鋁PET 膜與其他材料復(fù)合時(shí)，復(fù)合強(qiáng)度較低，因?yàn)殄冧X層的附著力過(guò)低； BOPP 與CPP 的復(fù)合強(qiáng)度也較低，因?yàn)?nbsp;CPP 的分子剛性較大，所以復(fù)合基材的選擇較為重要。

2.3  印刷排版對(duì)熱封質(zhì)量的影響

復(fù)合膜有色部位的復(fù)合強(qiáng)度比無(wú)色部位低, 而且在熱封時(shí)溫度較高,所以有色處的熱封強(qiáng)度較低。在設(shè)計(jì)印刷圖案時(shí), 邊緣熱封處盡量留空,不要有任何印刷圖案或白墨托底。薄膜縱向的機(jī)械強(qiáng)度比橫向高,復(fù)合膜的縱向熱封強(qiáng)度也比橫向熱封強(qiáng)度高,所以印刷圖案盡量采用橫向排版,可避免袋子頂部寬邊熱封時(shí)嚴(yán)重的縮頸現(xiàn)象, 同時(shí)也降低破袋率。

2.4 風(fēng)琴料及底料成型穩(wěn)定性對(duì)熱封質(zhì)量的影響

    平底袋一般是由上下兩層主膜及風(fēng)琴料、底料組合而成制袋的，在風(fēng)琴料送料、成型過(guò)程中，要注意風(fēng)琴料成型的穩(wěn)定及送料定位準(zhǔn)確。底料與主膜要求前后套色準(zhǔn)確和左右不能漂移，否則底角就不能成型，產(chǎn)生廢品。

3  平底袋制袋機(jī)的生產(chǎn)控制要點(diǎn)

3.1  熱封溫度

熱封材料的熱封溫度范圍，是影響和控制熱封質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。熱封溫度范圍越寬，熱封性能越好，質(zhì)量控制越容易、越穩(wěn)定。同時(shí)復(fù)合薄膜熱封溫度不能高于印刷基材的熱定型溫度。否則會(huì)引起熱封部位的收縮、起皺，降低了熱封強(qiáng)度和袋子的抗沖擊性能。印刷基材的耐溫性好,如BOPET, BOPA 等，提高熱封溫度能提高生產(chǎn)速率；印刷基材的耐溫性差,如BOPP 則盡量采用較低的熱封溫度；而通過(guò)增加壓力、降低生產(chǎn)速度或選擇低溫?zé)岱庑圆牧蟻?lái)保證熱封強(qiáng)度。熱封溫度過(guò)高,易使熱封部位的熱封材料熔融擠出，降低了熱封厚度，增加了焊邊的厚度和不均勻。雖然表現(xiàn)熱封強(qiáng)度較高，卻會(huì)引起斷根破壞現(xiàn)象，大大降低封口的耐沖擊性能、密封性能。而熱封溫度低于材料的軟化點(diǎn)，加大壓力和延長(zhǎng)熱封時(shí)間均不能使熱封層真正封合。

3.2  熱封壓力

熱封壓力由制袋機(jī)上的壓力彈簧提供。熱封壓力的大小與復(fù)合膜的性能、厚度、熱封寬度等有關(guān)。熱封材料有較高的活化能， 升溫對(duì)其粘度的下降影響較大,因而所需的熱封壓力較小,防止熱封部位的熔融材料被擠出, 降低熱封效果。而 PE、PP 為非極性材料，活化能極小，所需壓力較高，對(duì)熱封強(qiáng)度、界面密封性有利。

熱封壓力應(yīng)隨著復(fù)合膜的厚度增加而增加。若熱封壓力不足,兩層薄膜難以熱合, 難以排盡夾在焊縫中間的氣泡；熱封壓力過(guò)高，會(huì)擠走熔融材料，損傷焊邊，引起斷根。

3.3  熱封速度

熱封速度體現(xiàn)制袋機(jī)的生產(chǎn)效率, 也是影響熱封強(qiáng)度和外觀的重要因素。熱封速度越快,熱封溫度要相應(yīng)提高,以保證熱封強(qiáng)度和熱封狀態(tài)達(dá)到最佳值；在相同的熱封溫度和壓力下，熱封速度越慢，熱封材料熔合將更充分、 更牢固, 但不能引起斷根現(xiàn)象。

在國(guó)內(nèi)平底袋制袋機(jī), 熱封時(shí)間的長(zhǎng)短主要由制袋機(jī)的速度決定的。增加熱封時(shí)間，必須降低制袋速度，降低生產(chǎn)效率。如果采用獨(dú)立的伺服電機(jī)控制熱封刀的升降和送料, 獨(dú)立調(diào)節(jié)熱封時(shí)間, 而不改變制袋速度,就大大方便制袋機(jī)的操作與質(zhì)量控制。

3.4  冷卻情況

冷卻過(guò)程是在一定的壓力下, 用較低的溫度對(duì)剛剛?cè)廴诜夂系暮缚p進(jìn)行定型,消除應(yīng)力集中,減少焊縫的收縮,提高袋子的外觀平整度,提高熱封強(qiáng)度的過(guò)程。

制袋機(jī)的冷卻水一般是自來(lái)水或20°C左右的循環(huán)水。水溫過(guò)高、冷封刀壓力不夠、冷卻水循環(huán)不暢、循環(huán)量不夠等都會(huì)導(dǎo)致冷卻不良、熱封強(qiáng)度下降。

3.5  熱封次數(shù)

良好的熱封一般要求熱封次數(shù)在2 次以上。平底袋底部成型后最多有八層，在底料中間成型位置容易產(chǎn)生熱封強(qiáng)度不夠，太多次熱封又容易產(chǎn)生斷根現(xiàn)象。一般平底袋橫向熱封裝置為5組。同時(shí)，對(duì)拉鏈熱封采用超聲波焊接，制袋美觀。

3.6  熱封刀間隙

熱封刀間隙是指上熱封刀接觸到底板時(shí),預(yù)定的熱封壓力傳遞到熱封表面的施壓距離。在相同薄膜厚度、相同熱封速度時(shí), 熱封刀間隙小, 熱封時(shí)間相對(duì)較小,產(chǎn)品的熱封強(qiáng)度將會(huì)降低。一般熱封刀間隙設(shè)定在 1.0～1.5mm, 它與薄膜厚度、傳遞性能、制袋速度等有關(guān)。

3.7  張力控制

張力控制裝置是用來(lái)保持薄膜的平整，易于折邊，間歇送料均勻, 減少袋子熱封部位的收縮和翹曲。制袋機(jī)的張力一般在0.1～ 0.15MPa。平底袋由于制袋過(guò)程復(fù)雜，走膜距離較長(zhǎng)，主膜與風(fēng)琴料、底料的張力控制要求高。

三、平底袋及其制袋設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

    平底袋最早由日本Totani公司開(kāi)發(fā)，目前在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用在糖果、餅干、寵物飼料、咖啡等輕質(zhì)固體包裝領(lǐng)域，并在大米、日用品等包裝領(lǐng)域逐漸推廣開(kāi)來(lái)，平底袋包裝為豐富多彩的包裝世界添姿加彩，清晰鮮明的圖案，站立于貨架上，體現(xiàn)優(yōu)良的品牌形象，更易吸引消費(fèi)者眼球。除常規(guī)的拉鏈平底袋之外，還有一些包裝增值的設(shè)計(jì)元素，比如提手平底袋（圖4）、激光易撕線拉鏈平底袋、加單向閥平底袋（圖5）、密封壓條平底袋（圖6）等。

圖4 提手平底袋        圖5單向閥平底袋         圖6密封壓條平底袋

平底袋良好的市場(chǎng)前景和需求，同時(shí)也帶動(dòng)了相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)廠家的參與熱情，隨著平底袋的逐漸普及，市場(chǎng)對(duì)平底袋制作的要求也越來(lái)越高，除了穩(wěn)定的底角成型、熱封質(zhì)量的可靠，還有生產(chǎn)速度與效率提升要求。由于一臺(tái)平底袋制袋機(jī)有主膜料、風(fēng)琴料、底料同時(shí)送料，換料比較頻繁，停機(jī)后調(diào)試?yán)速M(fèi)膜料，因此，開(kāi)發(fā)具有換料不停機(jī)及快速換料裝置的平底袋制袋機(jī)才能確保生產(chǎn)的穩(wěn)定可靠。

中山市新宏業(yè)自動(dòng)化公司結(jié)合多年的自動(dòng)化開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)客戶(hù)的不同需求，已相繼開(kāi)發(fā)了相關(guān)袋型的自動(dòng)化生產(chǎn)線。隨著人們生活水平的提升，國(guó)內(nèi)軟包裝行業(yè)在未來(lái)幾年將會(huì)有持續(xù)的發(fā)展空間，但只有追求技術(shù)創(chuàng)新，增加產(chǎn)品的附加值，才能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中追求更高的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。