Сварка полимерных пленок может производиться различными методами - известно, как минимум, 4 метода, активно используемых для соединения различных полимеров: тепловая, инфракрасная, ультразвуковая и высокочастотная сварка.

 

Тем не менее, наибольшего распространения, особенно среди производителей упаковочного оборудования, получил метод тепловой сварки. Собственно, о нем мы и будем далее говорить, поскольку в своем оборудовании мы используем исключительно этот метод. По крайней мере, пока.

Метод тепловой сварки (или, как его еще называют, пайки) основан на нагреве полимерных пленок с помощью горячих сварных (паечных) элементов или открытого огня, в результате чего пленки расплавляются и слипаются между собой. Данный метод применим к большинству полимерных пленок, присутствующих на рынке, экономически выгоден и обеспечивает хорошие показатели прочности соединения.

В зависимости от вида пленки, тепловая сварка может производится паечными элементами с постоянным нагревом, с импульсным нагревом и открытым пламенем. Соответственно, выделяют 3 способа тепловой сварки: постоянный нагрев, импульсный нагрев и открытым пламенем. Способ открытого пламени мы не применяем (как и большинство остальных упаковщиков) вследствие его медленности, небезопасности и эффективности исключительно для полиэтиленовых пленок, а вот 2 других используем достаточно широко. Как же они работают?

Постоянный нагрев

Постоянный нагрев является наиболее быстрым способом тепловой сварки и был разработан после создания дублированного целлофана с плавким и водонепроницаемым покрытием. Сварка производится путем сжатия полимерной пленки между сварными элементами, нагретыми до определенной температуры. Сварной узел обычно состоит из двух стальных или алюминиевых губок, нагреваемых с помощью ТЭНов до температуры плавления плавкого слоя полимера. В момент сжатия губок, плавкие слоя пленок расплавляются и слипаются между собой, образуя шов. Часто используют профилированные (рифленые) губки, увеличивая площадь нагрева и придавая сварному шву более привлекательный вид (так называемый «еврошов»).

Используется в оборудовании:

Наличие постоянной температуры на поверхности губок позволяет достаточно быстро сваривать пленки, поскольку для их сварки требуется лишь сжатие сварных элементов на время кристаллизации полимера (в среднем около 1 сек). Но в то же время, постоянная температура губок не позволяет сваривать данным способом плавкие монопленки, такие как полиэтилен, которые прилипают к горячему металлу. Для сварки полиэтилена используют импульсный нагрев.

С помощью постоянного нагрева целесообразно сваривать полипропилен, целлофан, многослойные, комбинированные и ламинированные пленки.

Импульсный нагрев

Импульсный нагрев является гораздо более медленным способом тепловой сварки, чем постоянный нагрев, и был разработан с целью организации эффективной сварки полиэтилена, занимающего существенную долю рынка полимерных пленок. Импульсный сварной аппарат представляет собой станину с прижимной планкой (зажимом), на которой крепят проволоку или ленту из материала с высоким электрическим сопротивлением (электрод). Как правило, в качестве электрода используется нихромовая струна или лента, которые из-за малой теплопроводности быстро нагреваются и быстро остывают. Зажим, вместе с электродом, покрывается тефлоновой лакотканью, а на сам электрод через реле времени подается электрический ток.

Сварка с помощью данного аппарата производится следующим образом. Полиэтиленовую пленку (пакет) размещают на станине и опускают прижимную планку, плотно прижимая ее к станине. В момент прижатия, на электрод подается ток, вследствие чего он разогревается и расплавляет пленку в месте прижатия. Далее, через заданный интервал, реле времени отключает подачу тока и электрод, вместе с пленкой, начинают остывать. Пленку необходимо выдержать в зажатом состоянии до полного остывания, в противном случае возможно разрушение или деформация сварного шва (эффект «съеживания»). Для упрощения контроля процесса остывания пленко-сварные механизмы с импульсным нагревом комплектуют датчиком или таймером остывания.

Используется в оборудовании:

Для импульсного нагрева, в отличие от постоянного, существует ограничение по ширине шва, поскольку, чем шире шов, тем больше времени требуется на его охлаждение. Собственно, именно из-за охлаждения пленки, как составной части процесса сварки, импульсный нагрев и является более медленным, чем постоянный. В то же время импульсный нагрев позволяется сваривать любые виды пленок, не ограничиваясь только полиэтиленом.