Казалось бы, что такое шов – всего лишь место скрепления двух полотен. И какая разница, каким способом шов выполнен, лишь бы он эти самые полотна удерживал. Но человечество считает по-другому и за период своей истории придумало различные виды швов, выполняющие свою основную функцию – скрепления двух полотен – с определенными особенностями. Существуют швы быстрые в исполнении, крепкие по свойствам, декоративные по назначению и так далее.

Не стало исключением и поприще полимерных пленок: на сегодняшний день известно несколько типов швов, с помощью которых можно соединить 2 куска полимерной пленки. Однако, казалось бы, столь радостная перспектива выбора шва, омрачается тесной привязанностью сварных швов к виду упаковочной пленки и способу (методу) ее сварки (пайки). К примеру, полиэтиленовую пленку проблематично, если не сказать бессмысленно, спаивать методом постоянного нагрева, в результате, приходится выбирать швы, приемлемые для импульсного нагрева. А таковых можно насчитать всего три.

Итак, способ сварки путем импульсного нагрева, или как его еще называют, термоимпульсный способ, предполагает спаивание пленки путем кратковременного нагрева сварного элемента в момент прижатия его к пленке, после чего следует остывание. Данный способ оптимален, если упаковочная пленка при нагреве изменяет свою структуру, растекаясь по сварному элементу, или приобретает излишнюю эластичность – спаять такую пленку можно только путем краткого термического воздействия. Изготовить таким способом можно, как уже говорилось, всего 3 типа шва.

"Шина"

Первый тип шва среди производителей упаковочного оборудования принято называть термином «шина». Особенностями данного шва является его ширина, которая в среднем составляет около 3 мм, хотя бывают швы уже и шире. Благодаря своей ширине, данный тип шва обладает повышенными прочностными характеристиками и способен выдерживать значительные нагрузки «на разрыв». Зачастую, рвется сама пленка, а не сваренный на ней шов.

Однако, существуют и недостатки. Учитывая, что полимерная пленка, как правило, подается из рулона и шов сваривается непосредственно на полотне, возникает проблема отделения одной упаковки от другой. Другими словами, проблема разрезания пленки. В этом случае приходиться использовать ручной труд или комплектовать упаковочное оборудование механическим ножом, разрезающим пленку после сварки шва. Еще одним недостатком является длительное время сварки шва, но это общий недостаток импульсного нагрева, который характерен для всех типов швов, изготовляемых данным способом, поэтому ставить его в вину «шине» мы не будем.

Изготовляется «шина» путем использования в качестве сварного элемента тонкой, узкой и длинной полоски нихрома – нихромовой ленты или шины, откуда, собственно, и название шва. Нихромовая лента, через изолятор, натягивается на прижимном элементе паечного узла, к ней подводится питание от блока управления, контролирующего длительность и силу импульса, после чего лента покрывается тефлоновой лакотканью. Лакоткань необходима для исключения прилипания упаковочной пленки к раскаленной шине. Место опускания прижимного элемента (станина) также содержит изолятор, выполняющий, к тому же, роль уплотнителя и амортизатора, и покрыто аналогичной лакотканью.

Если между станиной и прижимным элементом поместить куски полимерной пленки и плотно прижать прижимной элемент к станине, то в момент его прижатия блок управления подаст питание на нихромовую ленту, разогревая ее и создавая эффект вскипания пленки. Через заданный интервал времени (как правило, устанавливается оператором) блок управления отключит питание и шина начнет остывать, формируя одноименный тип шва. Если в этот момент, не дав остыть шине и пленке, разжать паечный узел, можно понаблюдать эффект «съеживания» пленки в районе шва. Особенно хорошо это видно на примере полиэтиленовой пленки.

Используется в оборудовании:
• Ручной настольный запайщик импульсного нагрева Н-400, Н-600
• Напольный горизонтальный запайщик импульсного нагрева ЗГИ-500, ЗГИ-700

 

 

Именно поэтому, данный тип шва предполагает кратковременный нагрев и дальнейшее остывание пленки, и именно поэтому, данный способ сварки называют термоимпульсным. Здесь важно выждать время, в течении которого шов окончательно сформируется (для облегчения данной задачи некоторые модели оборудования комплектуются таймером или индикатором остывания), что, собственно, и является ключевым недостатком импульсного способа сварки.

"Струна"

Второй тип шва называют «струна». В отличие от первого, т.е. «шины», при изготовлении «струны» паечный узел упаковочного оборудования производит сразу 2 операции: сварку и резку пленки. Соответственно, скорость изготовления упаковок на «струне» значительно выше, чем на «шине», ведь не нужно более тратить время на резку пленки. Но, опять же, есть и обратная сторона медали – шов получается очень тонким и значительно менее крепким на разрыв, нежели «шина». В этом случае, уже  больше вероятности, что порвется шов, а не сама пленка.

Используется в оборудовании:
• Ручной настольный запайщик импульсного нагрева L-400x400
• Напольный запайщик импульсного нагрева ЗПИ-500 ... ЗПИ-2500
• Ручная термокамера ТН-1, ТН-2

 

 

Изготавливают «струну» таким же устройством, что и «шину», с той только разницей, что вместо нихромомой ленты используют нихромовую струну. Имея круглое сечение и значительно меньшую площадь, чем шина, струна фактически прожигает упаковочную пленку, одновременно оплавляя ее края. Получается проплавленное рассечение полотнища со слипшимися краями – шов типа «струна». Причем, что характерно, струна, рассекая пленку, оплавляет края по обе стороны рассечения, формируя, по сути два шва одновременно. Однако, как уже упоминалось, повышенная производительность в изготовлении швов приводит к жертвам в виде их крепости.

"Комби"

Третий тип шва возник из стремления совместить первые два, причем стремление было вызвано действительной потребностью. В частности, при упаковке пенопластовых или пенополистирольных плит натяжение пленки не позволяет эффективно использовать механический нож, а шов типа "струна" разрывается практически сразу после сваривания. Пришлось скомбинировать "шину" и "струну", условно назвав данный тип шва "комби".

Можно, конечно, возразить, что такой шов вовсе и не отдельный тип, а всего лишь сварка двух предыдущих типов, но как показала практика, не все так просто. Поначалу, мы тоже думали использовать струну исключительно как режущий инструмент, сваривая пленку только шиной. Однако в действительности получилось, что струна не просто режет пленку, но и продолжает сваривать ее, дополняя шину – шов получается не совсем «шинный» и имеет плавленый край. Детально рассмотрев его и не найдя описания в литературе, мы, не мудрствуя лукаво, решили для удобства использования и понимания о чем идет речь окрестить его «комби». Несогласные с таким подходом могут продолжать пользоваться терминами «шина»+«струна», «шина» и резка «струной» и прочими аналогичными. На наш взгляд, это не совсем удобно.

Используется в оборудовании:
• Упаковщик пенопластовых плит АУП-4

 

Изготавливается данный тип шва, как уже можно было догадаться, путем сочетания в паечном узле нихромой шины и нихромовой струны. В остальном, конструкция паечного узла (прижимного элемента и станины) аналогична описанной выше. Также, следует отменить, что, несмотря на, казалось бы, явные преимущества данного типа шва как перед "шиной", так и перед "струной", используется он крайне редко и, на сегодня, нам известен только один вид упаковочного оборудования применяющий его.

Собственно, на этом перечень типов швов, изготавливаемых путем импульсного нагрева, можно считать полностью исчерпанным. И если вы планируете упаковывать продукцию в полимеры, для которых применяется только импульсный нагрев (к примеру, тот же полиэтилен), выбор ваш ограничен, по сути, двумя типами швов: «шина» или «струна». Соответственно, придется чем-то пожертвовать: производительностью во благо крепости или крепостью шва во имя повышенной производительности.

Если же используемые упаковочные полимеры допускают применение не только импульсного нагрева, можно рассмотреть типы швов, изготавливаемые постоянным нагревом. Хотя их, к сожалению, тоже не очень много, а именно два.

Способ пайки пленки с помощью постоянного нагрева, как уже можно было догадаться из названия, предполагает сварку пленки с помощью сварного элемента, на котором поддерживается постоянная заданная температура. В отличие от термоимпульсного способа, при сварке постоянным нагревом не требуется остывание пленки и сварного элемента, соответственно, экономиться время, затраченное на формирования шва. В данном случае, от сварного элемента требуется лишь прижатие к упаковочной пленке на время, достаточное для сварки шва, после чего можно сразу переходить с сварке следующего шва. Изготовить таким способом можно следующие типы швов.

"Еврошов"

Данный тип шва является, пожалуй, самым прочным и эстетичным среди всех типов шва. Его ширина колеблется в пределах от 10 до 20 мм (хотя бывают и другие варианты), обеспечивая достаточно весомые показатели прочности, а использование рифленых сварных элементов делает такой тип шва привлекательным в глазах потребителя. Кроме того, учитывая способ сварки, можно утверждать, что "еврошов" является самым быстроизготавливаемым.

Однако, столь радужная ситуация омрачается невозможностью изготовить данный тип шва способом импульсного нагрева, что исключает его применение для дешевой и прочной полиэтиленововой пленки. Те же пленки, которые приемлют "постоянный нагрев", либо стоят значительно дороже полиэтилена, либо менее прочны. Таким образом, "еврошов", по большей части, выполняет функцию декоративного украшения красивой упаковки, чем функцию наиболее прочного шва.

Используется в оборудовании:
• Ручной настольный запайщик постоянного нагрева НE-300
• Запайщик штуцеров "дой-пак" с накопителем ПЗШ-8
• Фасовочный автомат с объемным дозатором для упаковки в стик-пакет АФ-120-Об

 

 

Изготавливается «еврошов» путем использования в качестве сварного элемента алюминиевого профиля П-образной формы. Существуют варианты использования стального профиля, но в большинстве случаев применяют все же алюминий, руководствуясь его лучшей теплопроводностью. Внутри профиля (в средине «П») размещают электрический тэн, с помощью которого нагревают профиль и поддерживают его температуру в заданных параметрах. Вершина «П» является сварной поверхностью и именно она, путем прижатия к пленке, формирует шов. В связи с тем, что упаковочные пленки, свариваемые постоянным нагревом, не имеют свойства прилипать к поверхностям, покрытие профиля лакотканью не требуется, как и не требуется покрытие ею станины паечного узла или контрприжимного элемента.

Поверхность вершины профиля, как правило, делают рифленой. Это связано не только с эстетическими предпочтениями, но и обусловлено чисто практическими соображениями: рифленая поверхность менее подвержена деформации при нагреве, имеет большую сварную площадь и позволяет плотно зажимать свариваемую пленку в паечном узле, что крайне необходимо при протяжке пленки в упаковочных автоматах.

"Термошов"

"Термошов" представляет собой тип шва, используемый исключительно для сварки термоусаживающейся полиэтиленовой пленки. Принцип его изготовления основан на градиентном оплавлении свариваемых кусков пленки. Другими словами, "термошов" представляет собой плавный переход от слегка слипшихся кусков пленки до полного спаивания в единую структуру. В итоге, шов получается достаточно крепким, но абсолютно не эстетичным, хотя для термоусаживающегося полиэтилена эстетика имеет минимальное значение.

Особенностями данного типа шва является способ его изготовления и ограниченная сфера применения. По способу изготовления, можно сказать, что мы наблюдаем исключение из общего правила. Ведь как утверждалось ранее, полиэтиленовую пленку можно спаять только методом импульсного нагрева – при постоянном она липнет к сварным элементам и «съеживается». Однако, «термошов» основан на постоянном нагреве – конструкция сварного элемента такова, что позволяет минимизировать прилипание, а «съеживание» для термоусаживающихся пленок является основным свойством. По сфере применения следует отметить, что вряд ли получится использовать сварной элемент, паяющий «термошов», для других видов пленок, а если даже и получится, то эффективность такого шва будет минимальна.

Соответственно, к преимуществам данного типа «шва» можно отнести его прочностные качества при относительно быстром способе изготовления, к недостаткам – неэстетичность и ограниченность в применении к упаковочным материалам.

Используется в оборудовании:
• Термотоннель с L-образным ручным запайщиком ТТ-15-L

 

Изготовляется «термошов» использованием сварного элемента полукруглой конфигурации. Сварной элемент состоит из полукруглого алюминиевого профиля, внутри которого расположен тэн, создающий необходимую температуру. Профиль покрыт тефлоновой лакотканью, препятствующей прилипанию пленки к раскаленному прижимному элементу. В верхней точке округлости профиля расположена стальная струна. Причем струна не имеет подачи питания на себя и нагревается исключительно за счет нагрева профиля. Станина паечного узла, аналогично «шине», содержит изолятор (он же – уплотнитель и амортизатор) и также покрыта лакотканью.

В момент прижатия сварного элемента к станине, пленка, за счет округлости профиля, прижимается с разным усилием и соответственно по разному оплавляется: струна прожигает пленку насквозь, выполняя роль рассекателя, а полукруг создает плавный переход от полностью сплавленных участков до слегка слипшихся, формируя градиентное оплавление.

На этом, собственно, и все - других типов швов, как и способов их изготовления, пока еще не придумано. Следовательно, выбирать приходится из того, что есть, и, как мы видим, выбор достаточно скромен. А если еще учесть, что каждый тип используемой упаковочной пленки, требует определенного способа сварки, то выбор становиться совсем мизерный. Но, все же, выбор есть, и только пользователь упаковочного оборудования может определиться, что ему, в конечном счете, важнее: прочность, скорость изготовления или привлекательность упаковки.