第四章 裹包工藝- 收縮包裝

1、第四章 裹包工藝-收縮包裝包裝工程專(zhuān)業(yè) 收縮包裝 一、 薄膜的熱收縮原理及工藝 二、 收縮包裝工藝及設(shè)備 三、 常用的收縮薄膜 收 縮 包 裝 收縮包裝就是利用有熱收縮性能的塑料薄膜裹包產(chǎn)品或包裝件，然后迅速加熱處理，包裝薄膜即按一定的比例自行收縮，緊貼住被包裝件的一種包裝方法。 收縮包裝始于60年代中期，70年代得到迅速發(fā)展。目前已在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐美日等國(guó)每年消費(fèi)的收縮薄膜均在10萬(wàn)噸以上，瑞典有30%的流通領(lǐng)域包裝已從瓦楞紙箱改變?yōu)槭湛s組合包裝，整個(gè)西歐的流通領(lǐng)域包裝中已有15%采用了收縮包裝，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在也有了一定規(guī)模的應(yīng)用。 一、一、 薄膜的熱收縮原理及工藝薄膜的

2、熱收縮原理及工藝（一）、PP的單、雙向膜的加工工藝1、單向熱收縮膜的工藝流程曲線圖：?jiǎn)蜗驘崾湛s膜的工藝框圖：分析：?jiǎn)屋S拉伸造成各向異性，熱收縮不均勻，內(nèi)應(yīng)力不高，包裹不緊縱向拉伸縱向拉伸縱向拉伸縱向拉伸橫向拉伸、冷卻橫向拉伸、冷卻2、雙向熱收縮膜工藝流程曲線圖雙向熱收縮膜和工藝框圖分析：雙軸拉伸：一次拉伸（縱橫向同時(shí)進(jìn)行），分子鏈段或結(jié)晶主軸與拉伸平面平行； 二次拉伸（縱向先拉，橫向后拉）分子鏈段有的與縱向平行、有的與橫向平行、 有些與拉伸平面平行熱收縮原理 收縮薄膜是采用預(yù)拉伸技術(shù)（一定倍率的單軸或雙軸拉伸）和急冷工藝（保留定向分子結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也保留了拉伸變形時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力）制成的。加熱使用

3、時(shí)，“記憶”的內(nèi)應(yīng)力彈性恢復(fù)，定向分子鏈段解取向恢復(fù)至自然卷曲狀態(tài)，宏觀上表現(xiàn)為膜的收縮而裹緊產(chǎn)品的。 （二）、PE交聯(lián)法熱收縮膜的工藝流程及分析 PE收縮膜是先通過(guò)輻射交聯(lián)制得交聯(lián)原膜，然后再經(jīng)雙向拉伸制得的。交聯(lián)的目的,除了破壞結(jié)晶外，還可以提高收縮薄膜的收縮應(yīng)力和強(qiáng)度，采用化學(xué)交聯(lián)生產(chǎn)PE收縮薄膜的簡(jiǎn)單工藝流程如下圖所示。 分析 采用急冷工藝是為了控制結(jié)晶度、防止薄膜粘連，為薄膜的二次加工作準(zhǔn)備。 在紫外線照射下，光敏劑、交聯(lián)劑發(fā)揮作用，分子間產(chǎn)生交聯(lián)鍵，既可降低結(jié)晶度，又可增加薄膜的強(qiáng)度。 紅外線加熱到TgTm溫度之間，為薄膜延伸、分子鏈段重排提供能量。 采用一定倍率（用延伸率表示）的

4、單向或雙向拉伸，可以控制取向程度，改善薄膜的各項(xiàng)性能，是膜熱收縮的必要工藝條件。 再次采用急冷工藝是為了把定向結(jié)構(gòu)保留下來(lái)，把拉伸時(shí)產(chǎn)生的張應(yīng)力記憶下來(lái)，為加熱使用時(shí)的解取向創(chuàng)造了條件。 二、 收縮包裝工藝及設(shè)備 1 預(yù)包裝作業(yè)： 預(yù)包裝時(shí)，薄膜尺寸應(yīng)比產(chǎn)品大10%-20%，如果尺寸過(guò)小，充填物品不方便，還會(huì)造成收縮張力過(guò)大，可能將薄膜拉破；尺寸過(guò)大，則收縮張力不夠，包不緊或不平整。所用收縮薄膜厚度可根據(jù)產(chǎn)品大小、質(zhì)量以及所要求的收縮張力來(lái)決定。如PE熱收縮薄膜，一般選用厚度為80-100微米，對(duì)大托盤(pán)收縮包裝，厚度可增加至500微米。1）兩端開(kāi)放式：包裝件兩端收縮形成橢圓性開(kāi)口（見(jiàn)圖6-20

5、，6-21）。2）四面密封式：將產(chǎn)品四周（用平膜）或兩端（用管膜）均包裹起來(lái)，接縫采用搭接式密封。用于要求密封的產(chǎn)品包裝（見(jiàn)圖6-23，624）。3）一端開(kāi)放式：用薄膜先制成方底大袋、再將此袋自上而下套在堆疊商品的托盤(pán)上。采用大型收縮包裝機(jī)，用于瓦楞紙箱和大袋包裝件的集合包裝。包裝件長(zhǎng)寬高一般在1m以上（見(jiàn)圖 6-25）。 2、熱收縮操作 1）熱收縮通道，也稱(chēng)熱收縮遂道，由傳送帶和加熱室組成。將預(yù)包裝件放在傳送帶上以規(guī)定的速度運(yùn)行進(jìn)入加熱室，利用熱空氣吹向包裝件進(jìn)行加熱。包裝件收縮完畢后離開(kāi)加熱室，自然冷卻后從傳送帶上取下，產(chǎn)品體積大或收縮溫度較高（薄膜的），應(yīng)在離開(kāi)加熱室后用冷風(fēng)扇加速冷卻。

6、2）噴槍+液化氣罐，手提式熱風(fēng)噴槍現(xiàn)場(chǎng)加熱。用于大型集裝箱的產(chǎn)品或體積較大的單件異型產(chǎn)品。 例：包裝2 m3 的產(chǎn)品，用熱功率為36000K Cal/h的噴槍?zhuān)?min完成熱收縮包裝。 三、 常用的收縮薄膜 （一）、 收縮薄膜的主要性能指標(biāo) 1、收縮率與收縮比 先量薄膜縱橫向長(zhǎng)度，然后將薄膜浸在120 2 （恒溫介質(zhì)，如甘油中）1- 2秒，取出后用冷水冷卻，測(cè)量縱橫向長(zhǎng)度L2 ，按下式計(jì)算： 收縮率（S）=(L1-L2)/L1*100% (L1為收縮前薄膜長(zhǎng)或?qū)?，L2為收縮后膜的長(zhǎng)或?qū)?目前包裝用收縮膜，一般要求縱橫向收縮率相等，約為50%（實(shí)際上為20%-40%）；但在特殊情況下也有單向收縮

7、率的，收縮率為25%-50%（單軸拉伸）；還有縱橫向收縮率不相等的偏延伸薄膜。 收縮比（R）=S1 / S2其中：S1為縱橫向（任一向）收縮率較大的（%），S2為縱橫向收縮率較小的（%）。 2、 收縮張力：薄膜收縮后施加給包裝的張力（與膜縱橫向拉伸強(qiáng)度成正比）以拉伸強(qiáng)度表示，如熱收縮PE膜、拉伸強(qiáng)度（縱、橫向）MPa， 厚度0.06mm 為0.06mm 為 12 MPa 3、收縮溫度：定義：對(duì)包裝作業(yè)來(lái)說(shuō)，包裝件在熱收縮通道內(nèi)加熱，薄膜收縮產(chǎn)生預(yù)定張力（一定收縮率）所達(dá)到的溫度。溫度高低與膜厚、塑料的結(jié)晶度，或分子間力有關(guān)。1-PE 2-PVC 3-PP按停止收縮的溫度測(cè)定：PE=126 PV

8、C=150 PP=165按達(dá)到一定張力（50%收縮率）時(shí)的溫度測(cè)定：PE=105 PVC=100 PP=156圖6-7曲線中 4、熱封性 在加熱收縮之前，一定要兩面或三面熱封合，并要求封縫有較好的強(qiáng)度。 （二）、 常用收縮薄膜的品種和用途 1、PVC膜 1）軟PVC（25% 增塑劑）熱穩(wěn)定性差，為多組分、分子不規(guī)整的結(jié)構(gòu)，難以結(jié)晶，但透明度高?？刹捎妙A(yù)拉伸技術(shù)制造熱收縮膜。2）硬PVC（5%增塑劑），有一定的結(jié)晶度，但熔點(diǎn)高（Tm在300 左右），透明度較低，分子間力大，難以拉伸處理，一般不作熱收縮膜使用。 軟PVC膜的特點(diǎn) 收縮溫度低、寬（在Tg附近進(jìn)入高彈態(tài)、膜軟化變形） ，40左右就可以

9、收縮，160 停止收縮，并開(kāi)始有熱分解產(chǎn)物出現(xiàn)，所以PVC熱通道溫度一般為100-150（以收縮率限定收縮溫度）；透濕率高、透氧率低、兩點(diǎn)決定了PVC膜適于水果蔬菜熱收縮包裝（透明、對(duì)熱敏感；有呼吸、防霧氣、保鮮等功能）的要求；抗沖擊性差、尤其是低溫脆性大（分子鏈柔性差，分子間力強(qiáng)，分散應(yīng)力弱，低溫下Tx升高，處于硬玻璃態(tài)），外力作用下，易脆斷。所以不適宜作耐寒包裝使用，尤其不能作冷凍食品小包裝使用。封縫強(qiáng)度低熱封時(shí)，有HCL氣體產(chǎn)生，在食品熱收縮包裝時(shí)受限制 ，要注意以下下問(wèn)題：a)a)降低熱封溫度，防止熱分解，溫度 0.06mm時(shí)，拉伸強(qiáng)度12Mpa。包裝金屬罐等剛性產(chǎn)品允許較大的收縮張力，而包裝易碎、易皺折產(chǎn)品時(shí)，如收縮張力過(guò)大，產(chǎn)品易變形，甚至損壞。 收縮率、收縮張力大小與收縮溫度有關(guān)。要按預(yù)定張力（如50%收縮率）來(lái)確定熱收縮溫度。例如PVC收縮膜的熱收縮溫度范圍很寬，40就