包裝工藝學材料

1章節(jié)內容提示:第一章防潮包裝第二章真空充氣包裝第三章防銹包裝第四章緩沖包裝第六章拉伸包裝緒論第五章泡罩和體貼包裝第七章收縮包裝第八章包裝輔助工藝第九章包裝工藝規(guī)程2第六章拉伸包裝一、薄膜的預拉伸原理及工藝二、薄膜的拉伸包裝原理及工藝

三、常用拉伸薄膜四、選材五、存在問題

3拉伸包裝拉伸包裝是利用可拉伸的塑料薄膜，在常溫下對薄膜進行拉伸，用來裹包產品或包裝件的一種方法。拉伸包裝始于1940年，主要為滿足超級市場銷售禽類、肉類、海鮮產品、新鮮水果和蔬菜等的拉伸裹包。由于薄膜在包裝過程中不需要進行熱收縮處理，因此適合于某些不能受熱產品的包裝，并有利于節(jié)省能源，便于集裝運輸、降低運輸費用。拉伸包裝在托盤運輸方面可代替收縮包裝，是一種很有前途的包裝技術。4一、薄膜的預拉伸原理及工藝

拉伸薄膜是經(jīng)過預拉伸或未經(jīng)拉伸處理而制取的可拉伸薄膜。根據(jù)拉伸膜所需的幾項技術性能（韌性、塑變小、應力松弛小等）來看，預拉伸膜似乎更能滿足拉伸包裝的技術要求。5預拉伸工藝：

T型機頭法—→熔融厚片

—→厚片薄膜

—→單向預拉伸膜

—→熱定型處理

—→有光澤、光滑薄膜

—

→增加膜表面粘附性（粘性高的薄膜）

—→用于拉伸包裝

6PP拉伸裹包用膜的工藝流程曲線圖PP拉伸裹包用膜的工藝框圖

縱向拉伸增粘IPP-吹脹聚丙烯CPP-未拉伸或流延聚丙烯OPPBOPP72、工藝分析：1)冷卻是為了控制結晶度，透明度、薄膜均勻，防止膜間粘連、為膜的二次加工做準備。2)加熱、單向拉伸：加熱為拉伸時鏈段運動、定向、晶體變形、新晶體形成提供能量。單向拉伸使分子鏈段沿拉伸方向排列，分子間力增加，使材料強度增加。拉伸取向原理及形成的各向異性是拉伸裹包用膜性能的需要。因為拉伸裹包用力一般是單向的，單向（縱）抗張強度較高、韌性大，就意味著膜有更好的彈力（彈性、許用拉伸指標），可以裹緊貨物；預拉伸幫助分子重排，晶體變形，在外力突然作用時，使外力與內應力能瞬時平衡而使膜更堅韌（抗戳穿強度指標）；拉伸包裝機操作使膜長度方向裹包貨物時，橫向撕裂強度增加（橫向抗裂縫擴展能力大），可以延緩包裹力的下降，甚至斷膜（見拉伸膜性能）。83)拉緊狀態(tài)下熱定型處理：消除預拉伸時強迫分子鏈段定向排列造成的“張應力”

防止熱狀態(tài)下的鏈段解取向所造成的膜收縮。

膜的尺寸穩(wěn)定性提高，保持較高彈性，減小應力松弛。

減少應力松弛的原因是分子鏈段的初始應力消除，不至于拉伸時造成分子鏈的塑性變形過大而被拉斷，從而保持薄膜較高的彈性狀態(tài)9二、薄膜的拉伸包裝原理及工藝

(一)用于銷售包裝的方法

1、手工操作方法

適用于軟而脆（水果蔬菜）、用淺盤否則易損。對于剛性產品如小工具、不用淺盤

多件產品的集合包裝

2、半自動操作

卷包和拉伸機械化，或供給、輸出、熱封部分的自動化。

3、全自動操作上推式操作法、

連續(xù)直線式操作法

10(二)用于運輸包裝的方法--托盤、無托盤集合包裝代替木、紙箱（輕、成本低）

1、整幅薄膜包裝法用寬度與貨物高度一樣或更寬些的整幅薄膜包裝。用于形狀方整的貨物，20Kg大袋包裝、沉重而不穩(wěn)定、單位時間內要求包裝效率高的場合。方式：(1)回軸式操作法--磨擦輥限制厚膜拉出速度、拉伸膜拉出率為5-55%；用兩輥回轉速度不同的輥、輸入輥轉速小于輸出輥的速度，拉伸率一般為10-100%；用于方形貨物包裝過程四角處速度突然增加，氣動調節(jié)輥、保持薄膜拉力均勻11(2)通過式(移動式)操作法2、窄幅薄膜纏繞式包裝法用幅寬為50-75cm的膜自上而下螺旋形式纏繞之直到裹包完成，兩圈之間

約有1/3部分重疊。適用：堆積過高或高度不一致的貨物。形狀不規(guī)則或輕的貨物。12三、常用拉伸薄膜

(一)拉伸薄膜的性能指標

1、自粘性：薄膜之間接觸后的粘附性，在拉伸纏繞過程和裹包之后，使商品包裝緊固，不致松散。自粘性過大也不好（膜開卷以及各個拉伸包裝件間的粘附，會使作業(yè)效率受影響）。

2、韌性：以抗戳穿強度和抗撕裂強度表示的綜合性指標

3、較好的彈性

132、韌性抗戳穿強度：受尖銳物品刺孔（沖擊）時，膜表面強度韌性的大?。ㄅc膜表面分子間力、表面張力、表觀密度、厚度等因素有關）。

抗撕裂強度：薄膜包裹緊固產品時處于一種張力作用狀態(tài)，一旦受外來尖銳物品刺孔而產生裂紋后，膜抵抗裂紋擴展的能力，尤其是膜橫向（纏繞方向為縱向，膜的幅寬方向為橫向）抗裂紋擴展（撕裂）能力將決定膜能否持續(xù)對產品實施保護功能的工藝指標。14a)張力作用下，裂紋擴展與尖端應力分散能力有關，與分子鏈柔順性、預拉伸取向程度、晶體變形程度有關、與厚度也有關；b)抗撕裂能力的危險值必須取橫向抗撕裂強度（與操作方向垂直），因為該方向撕裂的是膜的幅寬，容易使包裝件松散，縱向撕裂時包裝件仍然處在緊固狀態(tài)。c)膜的單向預拉伸造成的各向異性正好滿足韌性指標的要求。

153、較好的彈性

薄膜主要靠彈力緊裹物品的。宏觀上，被拉長的膜靠自身彈性恢復而緊固物體，而微觀上是靠記憶的“張應力”（反抗拉伸時的內應力）來包裹物體的。常溫下，外力強迫分子鏈段沿外力方向伸長、取向。但是分子間力、結晶、交聯(lián)結構等始終想使伸展的分子鏈段恢復至原來的狀態(tài)，所以膜內存在“記憶的”張應力。張應力越大，彈性越大，包裹越緊。但隨著時間的推移、會出現(xiàn)這種現(xiàn)象：拉伸膜逐漸松動，失去包裹功能，應力松弛現(xiàn)象是應力滯后（蠕變是應變滯后）的具體體現(xiàn)。

16應力松弛由于分子鏈段的熱運動，通過調整構象、位移（當單向運動與張應力方向一致時）使原有的分子間的纏結點松開、張應力逐漸衰減消失。在拉伸包裝膜中，用應力滯留程度來表示膜的應力松弛現(xiàn)象。

測試：將塑膜迅速拉伸至恒定長度、并維持足夠長的時間，則可以測得維持此恒定長度所需的張力逐漸減少，直至全部消失。例：EVA、LDPE、LLDPE膜

在外力作用下原長伸至130%，16小時后，保持130%原長的原外力松弛至60-65%。同樣試驗，PVC膜保持130%原長的原外力松弛至25%，可見PVC膜應力滯留程度小，用于拉伸裹包時，應力松弛現(xiàn)象嚴重。

17其它影響因素

1)分子鏈結構、聚集狀態(tài)的影響，分子鏈柔性增加，分子間力減少，結晶度下降，交聯(lián)度下降都會使材料應力松弛現(xiàn)象加大，反之、分子中大的基團、交聯(lián)結構、使應力滯留增加2)溫度增加使應力松弛程度增加，應力滯留程度減小184、拉伸與許用拉伸許用拉伸是指一定用途的情況下，保持各種特性所能施加的最大拉伸，通常用拉伸率（不是指膜拉伸斷裂時ε，膜的ε值一般在120%）和拉伸強度表示，如LLDPE、拉伸率55%拉伸強度0.412MPa19（二）常用拉伸包裝膜（表6-4）

四、選材（見表6-3）

20五、存在問題

1、選擇彈力大、且拉伸率和拉伸強度較高的薄膜可以減少用量，對被包裝物品有較大的緊固力。

2、拉伸膜有自粘力，在拉伸纏繞過程中和裹包之后，薄膜間的粘附性能使產品緊固而不會松散。但易受外界環(huán)境，如，濕度、灰塵和污染物等的影響。而且在薄膜開卷、搬運過程中因粘結而易撕裂。所以有時需要使用單面有自粘性的薄膜（復卷時將有粘性的一層隔離，開卷時再將其剝離而發(fā)揮粘性）。

213、拉伸膜裹包的產品只能在庫房里存放。因為薄膜受陽光照射或高溫天氣的影響將有應力松馳現(xiàn)象產生。薄膜如果經(jīng)過單向拉伸后的熱定型處理，可以提高其尺寸穩(wěn)定性及抗應力松馳的能力。4、拉伸膜表面抗戳穿性及橫向抗撕裂性是一些尖銳物體包裹時應考慮的問題。22思考題及習題

1、拉伸膜為什么需要有較好的彈性？簡述膜應力松馳現(xiàn)象、實質及影響因素？

2、作為拉伸包裝用膜，膜的二次加工工藝中應注意的問題？

3、習題“8”，P13323重點復習指出收縮、真空、貼體包裝技術的異同點?(問答題，相同點5分，不同點5分，計10分)答：三種技術都有透明、緊固產品、集合包裝之功能。熱收縮包裝用膜需通過預拉伸技術、冷卻工藝使分子定向，加熱使用時通過解取向膜收縮；貼體、真空無須二次加工，但使用時貼體的片材需加熱軟化，通過抽真空的方式貼向被包裝產品。真空包裝無須加熱使用，薄膜通過抽真空即可貼向產品。24答：紅蕃茄的最佳儲存氣氛為3%O2，3%CO2，要求減緩其呼吸速度。保鮮包裝用材首選PVC膜，用增塑劑、功能性添加劑、厚薄等因素來控制其透氣性（氣體滲透比qo2:qco2=7:10,即進o2易，排co2難，可以保持高濃度o2的氣氛，降低紅蕃茄的呼吸速度），薄膜的透濕度適中，不易結露，不用打孔，且透明度、延展性較高。請為超市設計一種紅蕃茄的保鮮拉伸小包裝產品