復合軟包裝材料的測試與評估吳雷(修改)

1、昆明理工大學包裝產(chǎn)品環(huán)境測試與評估課程論文復合軟包裝材料的測試與評估姓 名： 吳雷 學 號： 201110304103 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 包裝工程 年 級： 2011 級 指導教師： 何祖順 2014年4月18日摘要包裝的用途主要是保護商品，方便使用，促進消費，保護資源等方面。按軟硬程度可分為硬包裝，半硬包裝和軟包裝。近二十年來，復合軟包裝作為包裝業(yè)的重要分支發(fā)展迅速，其已成為零售商品最主要的包裝形式。其中最典型的就是鋁塑復合袋。鋁塑復合袋適用于化工、食品、醫(yī)藥茶葉、高純金屬、電子元器件、精密儀器、大型器械以及國防尖端產(chǎn)品的真空包裝或一般包裝。本文主要闡述了復合軟包裝基材的特性

2、和復合包裝材料機械性能的測試方法，測試條件及其影響包裝材料機械性能的因素。關鍵詞：復合軟包裝；性能檢測；機械性能；26目 錄摘要I一、 緒論1(一) 引言1(二)軟包裝發(fā)展現(xiàn)狀2(三) 本文主要論述的內容以及準備61論述內容62. 實驗準備6二、 復合軟包裝材料的常用基材的特性9(一) 鋁箔10(二) 聚乙烯薄膜10(三) 聚丙烯薄膜11(四) 聚酯薄膜12(五) 紙13(六) 尼龍14三、 復合軟包裝材料的性能測試15(一) 復合軟包裝材料的機械性能測試151. 拉伸性能的機理152. 沖擊強度的測試163. 熱封強度的測試164. 數(shù)據(jù)分析20(二) 物理性能測試211. 氧氣透過率的檢測

3、212. 水蒸氣透過率的檢測22(三) 復合軟包裝材料其他性能測試22四、 結論23參考文獻24一、 緒論(一) 引言軟包裝是在充填或取出內裝物后，容器形狀可發(fā)生變化的包裝。該容器一般用紙、纖維制品、塑料簿膜、鋁箔、復合材料等材料制成。塑料軟包裝(或稱軟塑包裝)是指用塑料薄膜或塑料復合材料進行的軟包裝。軟包裝具有質輕、柔軟、廢料少、占有空間少、成本低和成本有效性高(單位重量包裝的體積和重量)等優(yōu)點，所以用途廣泛。除了用于包裝食品、醫(yī)藥和紡織品外，還可以用來包裝玩具、日用品和小五金用品等。復合軟包裝材料是指兩層或兩層以上不同的撓性材料，通過一定技術組合而成的多層材料，所用復合基材有塑料、鋁箔、紙

4、、玻璃紙等。復合軟包裝材料屬于軟包裝材料中的一類。復合軟包裝材料在食品包裝、醫(yī)藥包裝、化妝品包裝中應用極為廣泛。復合軟包裝材料綜合性能好，具有高強度、高阻隔性，耐高低溫、包裝操作適應性好、衛(wèi)生安全、能夠滿足食品包裝、化妝品包裝、醫(yī)藥包裝等對材料的全方位要求。用于食品包裝時，內層材料要求無毒、無味、耐油、耐化學性好，具有熱封和粘合性。常用有PE、CPP、EVA等熱塑性材料。外層材料要求光學性能好、印刷性好，具有較高的強度和剛性。常用的外層材料有PET、PA、BOPO、鋁箔及紙類等材料。復合的工藝方法大體有層合法、涂布法、共擠法、真空鍍膜等。軟包裝材料不同的用途，使用環(huán)境對其性能的要求是不同的，例

5、如聚丙烯類薄膜由于其不耐低溫不能應用在使用溫度較低的環(huán)境，包裝粉末狀固體的產(chǎn)品熱封層需要良好的抗污染性，盛裝形狀不規(guī)則的產(chǎn)品需要極好的耐穿刺性能，堆碼的產(chǎn)品外包裝需要較大的摩擦系數(shù)使其不容易滑落，盛裝易氧化及吸水的產(chǎn)品時需要包裝具有較好的阻隔性能，盛裝需要在高溫環(huán)境中使用的產(chǎn)品需要具有耐高溫蒸煮性。并不是各種性能都是越高越好，這樣生產(chǎn)的成本就會很高，可以根據(jù)其不同用途選擇包裝的材質，在一定程度上即節(jié)約了成本，又達到了使用者的要求。因此，在鋁塑軟包裝材料的生產(chǎn)過程中，各種性能的測試是保證生產(chǎn)廠家及使用者利益的方法。(二)軟包裝發(fā)展現(xiàn)狀在世界塑料工業(yè)中，用量最大的是包裝企業(yè)，一般占塑料總用量的25

6、%70%。以塑料工業(yè)最發(fā)達的美國、日本和德國為例，包裝用塑料占塑料總消費份額的27.2%、32.8%和27.2%(我國塑料包裝占塑料消費比例的25%左右)。塑料材料發(fā)展的方向是提高性能、降低成本和有利于環(huán)保。隨著塑料新品種開發(fā)，加工技術和機械的改進，提高了材料和包裝制品性能。既可降低材料消耗和成本，又符合人們對環(huán)境的要求。據(jù)歐洲塑料生產(chǎn)廠家協(xié)會研究報告表明，近十年用于包裝的塑料平均重量下降28%，每年減少用量180萬噸以上，節(jié)省了資源，其中的塑料包裝薄膜最為有效，占節(jié)省的70%以上。塑料軟包裝消費年均增長率過去和未來都高于其他包裝方法，不僅比紙質包裝增加快，而且也高于塑料硬包裝。美國著名的商務

7、通訊公司在變化中的塑料軟包裝工業(yè)專項報告中提供的數(shù)據(jù)為:世界塑料軟包裝市場總用量僅2001年達631萬噸。從國際上看，盡管塑料包裝材料一直經(jīng)受環(huán)境問題的嚴重挑戰(zhàn)，但從近年來發(fā)表的數(shù)據(jù)看，塑料包裝在包裝工業(yè)中仍成為需求增長最快的材料之一。據(jù)美國Freedonia集團的統(tǒng)計分析和預測，美國包裝領域中紙和塑料19962001年間平均增長率為2.4%，其中紙板為1.6%，塑料為3.4%。根據(jù)日本包裝技術統(tǒng)計資料，日本塑料包裝材料銷售量在各類包裝總銷售量中所占比例為15.4%，仍位于紙和紙板(57.5%)之后居第2位，其余為金屬12%，玻璃為9.2%，木制品為5.20%，其它為0.7%。21世紀是環(huán)保世

8、紀，環(huán)境問題日顯重要，資源、能源更趨緊張，塑料包裝材料將迎來新的機遇，也將經(jīng)受嚴峻的挑戰(zhàn)，為適應新時代的要求，塑料包裝材料除要求能滿足市場包裝質量和效益等日益提高的要求外，還進一步要求其節(jié)省能源、節(jié)省資源，用后易回收利用或易被環(huán)境降解為技術開發(fā)的出發(fā)點。為此塑料包裝材料正向高機能、多功能性、環(huán)保適應性、采用新型原材料，新工藝、新設備及拓寬應用領域等方向發(fā)展。高機能，多功能性塑料包裝材料成為許多國家熱點開發(fā)的包裝材料，并已有部分產(chǎn)品投入了工業(yè)生產(chǎn)。這類材料包括高阻隔性、多功能保鮮性，選擇透氣性、耐熱性、無菌(抗菌)性以及防銹、除臭、形狀記憶、能再封、易開封性等塑料包裝材料，其中以高阻隔性多功能保

9、鮮、無菌包裝材料等發(fā)展更為迅速，將成為21世紀初發(fā)展的重點。另外，當今已是信息化時代，各種頻率、波長的電磁波充滿整個地球空間。這些電磁波對電子元件、電路板、計算機通訊設備等產(chǎn)生不同程度的干擾，造成數(shù)據(jù)失真，通訊紊亂。而電磁感應和摩擦產(chǎn)生的靜電對電子元件、儀器、儀表因靜電積累產(chǎn)生的高壓放電將有破壞性，因此，開發(fā)防靜電、導電的軟塑包裝材料，具有廣闊的發(fā)展前景。21世紀初，隨著世界經(jīng)濟的日益增長，高科技不斷發(fā)展，產(chǎn)品日新月異，人們生活更趨向方便，休閑，無論是日用品包裝、食品包裝、工業(yè)包裝都有了更高的要求，另一方面隨著環(huán)保呼聲日烈，在滿足包裝功能的前提下，盡量減少垃圾的產(chǎn)生量，從而呈現(xiàn)包裝薄膜、容器、

10、片材向輕量化、薄壁化發(fā)展趨勢，其關鍵技術是積極采用具有超韌性、能加工較薄、較易加工的新型原料，如雙峰高分子HDPE、茂金屬催化劑的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯塑料合金等，給塑料包裝提供了更多的原料選擇。特別是聚乙烯、聚丙烯的開發(fā)，進一步提高了軟包裝結構的許多性能，如韌度、透明性、阻隔性、耐熱性和抗穿刺性能等，并可降低熱封溫度、改進加工性、提高包裝生產(chǎn)線速度等。聚乙烯食品包裝膜的特點之一是可以控制氧氣、二氧化碳以及水蒸氣的滲透率，可用于可控氣調包裝，大大延長食品的貨架壽命，主要用于超市色拉、胡蘿卜片、椰菜花及肉類等半成品包裝以及農(nóng)產(chǎn)品保鮮袋、阻滲性收縮袋等。被喻為明日塑料之星的塑料共混物、塑料合金、

11、無機材料填充增強的復合材料在20世紀發(fā)展的基礎上，通過基礎研究兩方面共同努力，生產(chǎn)和加工技術將獲得進一步提高和完善，產(chǎn)品性能改進和系列化、功能化方面也將取得更大的進展，對提高塑料包裝質量，附加值和環(huán)保適應性以及開發(fā)新產(chǎn)品將產(chǎn)生更大的影響。隨著塑料包裝產(chǎn)品質量的提高，功能性增加及新品種的不斷開發(fā)，其用途也進一步拓寬，特別是高阻塑料包裝材料由食品包裝為主逐步更多地拓寬到非食品包裝領域，其中工業(yè)包裝、醫(yī)藥包裝、農(nóng)副產(chǎn)品包裝、建材包裝、航海用品包裝等都將會獲得進一步發(fā)展。進入21世紀，世界經(jīng)濟大調整，繼續(xù)深化及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的轉變是世界產(chǎn)業(yè)變革的總背景，也是塑料工業(yè)環(huán)境變化的背景，塑料包裝材料與傳統(tǒng)包

12、裝材料比較，從產(chǎn)品整個生產(chǎn)同期評價分析，節(jié)省能量、節(jié)約資源、廢棄物產(chǎn)生量減少、環(huán)境負荷也較輕，因此在21世紀初發(fā)展仍占據(jù)重要地位和發(fā)揮重要作用，但塑料包裝材料相當一部分為一次性消費品，用后在自然環(huán)境中較難降解，也不可忽視。目前用量最大的是食品包裝，約為168萬噸?？傊嘧硕嗖实乃芰宪洶b以其優(yōu)良的綜合性能，不斷取代其他包裝，用途日益擴大，合理的價格和有利于環(huán)境而成為包裝業(yè)中發(fā)展最快的制品，預計未來幾年仍將保持良好的增長勢頭。我國塑料包裝材料經(jīng)過20多年的發(fā)展，已形成一定規(guī)模，在包裝市場中占有重要地位，對國民經(jīng)濟的建設起了積極作用。1980年產(chǎn)量僅有19.1萬噸，產(chǎn)值30億元；2002年產(chǎn)量達

13、到401萬噸，產(chǎn)值達到680億元，占包裝工業(yè)產(chǎn)值2500億元中的27%。行業(yè)裝備水平不斷提高，有的已經(jīng)達到發(fā)達國家的先進水平，涌現(xiàn)了一批新產(chǎn)品、新技術、新材料，市場需求迅速增長，應用廣泛，快速發(fā)展，平均年增長率為12%，2002年比2001年增長14.20%。復合包裝基材克服了長期進口雙向拉伸薄膜的局面，現(xiàn)在每年出口薄膜在30萬噸左右，創(chuàng)匯在30億美元。塑料包裝材料規(guī)模以上企業(yè)共有8000多家，其中薄膜制造業(yè)2240家，絲、繩編織制品4300家，泡沫塑料500家，包裝箱及包裝容器679家。據(jù)統(tǒng)計，2013年塑料原料增長16%，塑料制品增長15.8%，出口交貨值增加12%。塑料包裝材料產(chǎn)量預計達

14、到460萬噸，比去年401萬噸增長15%，其中雙向拉伸薄膜、軟塑復合塑料包裝材料和包裝容器(瓶、箱、桶)增幅較大，雙向拉伸薄膜增長最快。美國軟包裝協(xié)會的2002年行業(yè)狀況報告指出，軟包裝市場是價值200億美元的行業(yè)，占包裝市場總量1140億美元的17%，成為包裝市場的第二大部門(而美國紙制品加工市場至今為止仍是最大的)。美國的另一份報告認為，美國軟包裝的市場前景非常廣闊。該報告指出了2005年，美國最具發(fā)展?jié)摿Φ娜笫袌觯阂皇切迈r農(nóng)產(chǎn)品，目前已有一半農(nóng)產(chǎn)品采用軟包裝:二是醫(yī)藥品；三是食品市場，寵物食品市場是其中一個新亮點。現(xiàn)在的綠色包裝發(fā)展迅速，因為它同時具備三個基本條件，即安全、衛(wèi)生，環(huán)境保

15、護適應性與節(jié)約資源。近年來在塑料軟包裝領域，綠色包裝有明顯的進展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：A. 環(huán)境保護適應性好的生產(chǎn)工藝，特別是清潔生產(chǎn)，越來越受到業(yè)界歡迎。在軟包裝生產(chǎn)中，清潔生產(chǎn)的工藝所占比例不斷擴大。使用不產(chǎn)生三廢物質的生產(chǎn)工藝，替代對環(huán)境影響較大的干法復合工藝。如采用無溶劑復合、共擠出復合、擠出復合等工藝，替代干法復合工藝，生產(chǎn)塑料軟包裝材料;利用真空蒸鍍的方法，生產(chǎn)含鍍鋁層、含鍍氧化鋁層以及含鍍氧化硅層的高阻隔性軟包裝復合基材，減少鋁材的用量等方面的開發(fā)研究工作，也取得了良好的進展；B. 環(huán)境保護適應性較好的原料及輔助材料的應用不斷增加。干法復合中水劑粘合劑的應用、醇溶劑油墨的應用

16、、高濃度聚氨酷粘合劑的應用以及利用PVA、改性PVA溶液，通過涂布加工制造高阻隔軟包裝基材等；C. 廢棄軟包裝材料的無害化處理。塑料購物袋的無害化回收利用(廢水的處理達標排放)，塑料薄膜的易焚燒化(填料高填充化)以及降解塑料薄膜的產(chǎn)業(yè)化等。塑料軟包裝材料耗用原料少、成本低廉、同時具有攜帶使用方便的優(yōu)點，因而具有很強的市場競爭力，特別是在采用塑料袋替代中空包裝容器方面效果顯著。近幾年來，具有特定功能的塑料軟包裝袋的開發(fā)成功，使以前一直沿用瓶子包裝的許多商品，例如牛奶、醬油、醋類、白酒、藥品以及農(nóng)藥等商品，均已部分為塑料軟包裝袋所替代。以食品工業(yè)為例，美國人對食品消費需求向多規(guī)格、多樣化的方向發(fā)展

17、。為使食品包裝方便美觀，易于開啟、儲藏，企業(yè)不斷向市場推出新食品包裝產(chǎn)品。在小食品包裝的邊沿采用聚丙烯/亞乙醛烯醇/聚丙烯材料，這樣易于開啟?？觳托√鹈姘捎镁劭岜∧ぐb和用固體漂白硫酸鹽紙板制成的盤子盛放，可解決過去需就地烘焙，花費大量勞動力且質量不一的問題，亦可延長保存期。高功能化、提高產(chǎn)品質量并降低成本，是市場經(jīng)濟中商品提高競爭能力的需求，也是軟包裝材料發(fā)展的主要方向之一。為了實現(xiàn)高功能低成本化的需求，目前軟包裝材料生產(chǎn)方面的發(fā)展有以下一些特征:A. 多種復合方法的綜合應用。a.多層共擠復合工藝與拉伸制膜工藝的結合使用。通過這種組合，在生產(chǎn)線中經(jīng)過一次加工，同時完成復合與拉伸的加工，可提

18、高產(chǎn)品質量或者降低產(chǎn)品成本，或者同時達到提高產(chǎn)品質量和降低生產(chǎn)成本的目的。b.多層共擠復合與干法結合使用。利用多層共擠復合生產(chǎn)具有PE/LDPE結構的熱封合基材，然后再通過干法復合工藝與其他基材，例如承載或者阻隔基材，以PE做熱封面改善熱封性;以LDPE為主層降低成本。這種多層結構的熱封基材，已用于洗發(fā)液等多種產(chǎn)品的包裝，在不增加生產(chǎn)成本的情況下，可明顯地減少破損率。B. 生產(chǎn)工藝與設備的改進。通過科技創(chuàng)新，改進生產(chǎn)工藝和設備，對于提高軟包裝產(chǎn)品質量與降低成本具有積極的意義。例如蒸鍍鋁前薄膜的表面預處理，可以大幅度提高蒸鍍層的牢度，制造出高阻隔型軟包裝基材。C. 新型原材料的開發(fā)應用。塑料新品

19、種的開發(fā)應用是軟包裝材料發(fā)展的重要方面，特別是茂金屬聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)以后，在軟包裝材料熱封層中的應用，具有良好的性能價格比，效果十分顯著。近年來新型原材料的開發(fā)應用中，值得注意的還有雙峰聚乙烯，聚乙烯醇涂布聚乙烯薄膜、聚乙烯醇涂布聚丙烯薄膜，蒸鍍鋁型PET薄膜，蒸鍍鋁型薄膜，蒸鍍氧化硅型PET薄膜，蒸鍍氧化硅型薄膜等。 總之，軟包裝發(fā)展的特點是:前途廣、環(huán)?；?、多樣化、高功能低成本化。(三) 本文主要論述的內容以及準備1論述內容本文主要分以下幾個階段的工作：A. 了解復合軟包裝測試項目、條件，以及掌握其測試儀器B. 了解復合軟包裝材料，對其進行分析C. 了解復合軟包裝的設計原則D. 了解復合

20、軟包裝原材料，半成品，成品的性能E. 對復合軟包裝材料進行測試、分析與評估F. 觀察數(shù)據(jù)，思考不同材質的復合軟包裝性能的差別G. 對數(shù)據(jù)進行備份，以便在生產(chǎn)中出現(xiàn)問題作為解決的依據(jù)2. 實驗準備A. 測試條件測試條件包括兩個方面，一個是溫度，一個是濕度，詳見表1。表1 標準環(huán)境標準環(huán)境代號空氣溫度t相對濕度U%備注23/502350通常應使用這種標準環(huán)境，否則另有規(guī)定27/652750對于熱帶地區(qū)，如各方商定，可以使用B. 設備明細表2 設備明細序號產(chǎn)品單元名稱精度等級數(shù)量1復合膜袋游標卡尺0.01mm12薄膜沖擊試驗機0.02J13電子拉力實驗機0.001N14測厚儀1m15摩擦系數(shù)儀2%1

21、 C. 設備操作流程l 拉力機操作流程1) 接通電源，先讓機器預熱至少30分鐘。2) 此時操作界面為待機狀態(tài)，按任意鍵進入操作界面。3) 調零。4) 使用方向鍵和數(shù)字鍵，設定實驗參數(shù)，如標距、試樣截面積、實驗日期等。并選擇實驗內容。5) 開始實驗，將試樣在夾頭上夾緊，按“清除”鍵清除干擾值，按“實驗”鍵開始實驗。實驗結束后，按“數(shù)據(jù)”鍵查看數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)沒有異常，按“有效”鍵保存數(shù)據(jù)。6) 重復步驟5，記錄多組數(shù)據(jù)后，取平均值。l SJ-3型薄膜沖擊試驗機操作1) 將待檢測樣品固定于試驗臺上（復合材料時，熱封面為沖擊面）。2) 將數(shù)據(jù)指針置于“零”點位置。3) 扳動機關，讀數(shù)，記錄。l 摩擦

22、系數(shù)儀操作流程1) 將一個試樣的試驗表面向上，平整地固定在水平試驗臺上。試樣與試驗臺的長度方向應平行。將另一試樣的試驗表面鄉(xiāng)下，包住滑塊，用膠帶在滑塊前沿和上表面固定試樣。2) 如試樣較厚或剛性較大，有可能產(chǎn)生彎曲力矩使壓力分布不勻時，應使用63mm63mm的試樣。在滑塊側面和試樣非試驗面間用雙面膠帶固定試樣。3) 將固定有試樣的滑塊無沖擊地放在第一個試樣中央，并使兩試樣的試驗方向與滑塊方向平行且測力系統(tǒng)恰好不受力。4) 兩試樣接觸后保持15秒。啟動儀器使兩試樣相對移動。5) 力的第一個峰值為靜摩擦力。6) 兩試樣相對移6cm內的力的平均值（不包括靜摩擦力）為動摩擦力。7) 記錄如在靜摩擦力之

23、后出現(xiàn)力值振蕩，則不能測量動摩擦力。此時應取消滑塊和負荷傳感器間的彈簧，單獨測量動摩擦力。二、 復合軟包裝材料的常用基材的特性復合包裝膜為了達到所需要的包裝要求，應具備以下性能：A. 機械性能: 抗張強度、剛性、耐磨性、密封性、伸長率、磨擦力等。B. 物理化學性能: 阻隔水分及氧氣性能、保香性、抗油性、抗化學介質性、避光性等。C. 耐久性能: 在低溫、高溫下的使用性能、高濕條件下穩(wěn)定性、降解能力等。D. 加工性: 適宜印刷、便于自動化包裝、防靜電、熱收縮能力等。E. 商品展示性: 透明度、白度、光澤度、開啟方便、廢棄物易處理等。對于各種產(chǎn)品，包裝的要求重點也不一樣，如下：A. 一般工業(yè)品包裝，

24、主要考慮其保護性、包裝作業(yè)性、銷售的商品性、運輸性等。B. 日化產(chǎn)品的包裝，大多是直接面對消費者，需考慮其保護性、美觀性、方便性、貨架展示性等。C. 機械零件的包裝，要考慮其保護性、功能性、防銹性、運輸性等。D. 對電子產(chǎn)品包裝，要考慮其保護性、防震性、抗靜電性、屏蔽性、阻隔性等。E. 食品、藥品包裝，要考慮其保護性、衛(wèi)生安全性、阻隔性、包裝方式等。復合薄膜各層間的作用也不一樣，以典型的三層結構復合軟包裝材料為例，外層基材（表面層）的作用及要求見表3。表3 外層基材（表面層）的作用及要求要求作用機械強度抗拉，抗撕，抗沖擊，耐摩擦阻隔性防濕，阻氣，保香，防紫外線穩(wěn)定性耐光，耐油，耐有機物，耐熱，

25、耐寒加工性摩擦，熱收縮卷曲衛(wèi)生安全性低味，低臭，無毒其他光澤，透明，白度，印刷性外層材料最重要的是要求強度高，耐摩擦性好，光澤好，耐熱，阻隔性性好，印刷性好。中間層材料的要求及作用見表4。表4 中間層材料的要求及作用要求作用機械強度抗張，抗拉，抗撕，抗沖擊阻隔性阻隔，阻氣，保香加工性雙面復合強度其他透明，避光對于中間層材料的最重要的作用是要求具有一定的強度，優(yōu)異的阻隔性，雙面復合性。內封層的要求及作用見表5。表5 內封層的要求及作用要求作用機械強度抗張，抗拉，抗撕，抗沖擊阻隔性保香，低吸附性穩(wěn)定性耐光，耐油，耐有機物，耐熱，耐寒加工性摩擦系數(shù)，熱粘性，抗封口污染，非卷曲衛(wèi)生安全性低味，低臭，無

26、毒其他透明性，非透明性，防滲，易撕針對于以上的各種要求，我們在生產(chǎn)過程中就要了解各種基材的特性，才生產(chǎn)出實用的薄膜。生產(chǎn)中一般經(jīng)常用到鋁箔、尼龍、聚乙烯薄膜、紙等。(一) 鋁箔用高純度的鋁，經(jīng)過多次壓延制成，對光、紫外線、水、氧及水蒸氣等氣體的阻隔性能好，挺度好，具有金屬光澤，漂亮。但無任何機械強度可言，不能熱封，必須與其他材料復合使用。比重大，成本高。對鋁箔的檢測包括針孔數(shù)量和油污的程度。(二) 聚乙烯薄膜常用的PE分為以下幾種：A. LDPE：密度0.910.925。支鏈多，結晶度低，很柔軟，很有韌性，熔融溫度低，易于加工、熱封，透明度較好，（與同類比）。延伸性一般，機械強度不好，用于內層

27、熱封，耐撕裂，抗沖擊。B. MDPE：密度0.9260.94。熱封范圍大，有一定的剛性。C. HDPE：密度 0.9410.965。顏色為乳白色，主要用于超市的購物用袋，吹膜的時候也會用到。相對于LDPE，HDPE有更好的阻水性，強度也更好，更硬，但抗穿刺能力差，熔融溫度高，可以耐水煮。D. LLDPE：支鏈有序，機械強度、伸長率、抗穿刺強度都很好，一般情況下，對水、油等的阻隔性能好，但透明性和加工性都不如LDPE，吹膜時會用到30%50%的LLDPE（成本低）。通常有C4、C6、C8，其中C8的強度最好。C4被廣泛用作LDPE的替代品。E. MLLDPE-茂金屬PE：是用茂金屬做催化劑制成的

28、PE，分子量分布窄，抗穿刺性能好，有更高的強度，抗污染性好，即使有雜質也可以照常熱封，并且有良好的熱封強度，起封溫度低，熔程較長，耐熱（可水煮）。熱粘性好-即在封口后，封邊尚未冷卻的情況下，依然有很好的熱封強度。但越好的MLLDPE越不容易加工，因為粘性太大。一般是C6的，因為C6即可達到普通C8的強度。吹膜時作為輔助材料添加，100%的MLLDPE吹膜是不可實現(xiàn)的。(三) 聚丙烯薄膜聚丙烯PP密度低，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯，熔融溫度高于HDPE，無毒，無臭，無味，與PE一樣可用做食品包裝，耐酸、堿、鹽的性能好，化學性能穩(wěn)定，防水、防濕性能好，具有優(yōu)良的成型性和熱封性，比PE有更好的透明性、阻氧性、耐油

29、性及耐熱性（可耐過120甚至140），但耐寒性不如PE。同樣具有來源方便的特點。共聚PP：透明性好，強度高，韌性好，熱封性好，熔程寬。均聚PP：挺，有型，但不耐低溫，0就被破壞了。BOPP-雙向拉伸聚丙烯，薄，輕，成本低。機械強度好，耐寒性能有所改善（可冷凍），透明度好（可里?。?，但熱封性差，一般用作外層，易起靜電（吸灰）。對氧的阻隔性不好，強度不如PET，不適合做大的包裝袋。CPP-流延聚丙烯，熱封強度高，適宜做內層，耐撕裂，透明度高，對氧的阻隔性差，韌性不如PE，共聚CPP一般做熱封層。(四) 聚酯薄膜聚酯薄膜是以聚對苯二甲酸乙二醇酯為原料，采用擠出法制成厚片，再經(jīng)雙向拉伸制成的薄膜材料。

30、同時，是一種高分子塑料薄膜，因其綜合性能優(yōu)良而越來越受到廣大消費者的青睞。由于我國目前的生產(chǎn)量和技術水平仍不能滿足市場的需求，部分仍需依靠進口。它是一種無色透明、有光澤的薄膜，機械性能優(yōu)良，剛性、硬度及韌性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高溫和低溫，耐化學藥品性、耐油性、氣密性和保香性良好，是常用的阻透性復合薄膜基材之一。但聚酯薄膜的價格較高，常用做蒸煮包裝的外層材料，印刷性較好。 更由于聚酯薄膜的復雜性和難判斷，給海關的監(jiān)管帶來不少的困難。根據(jù)生產(chǎn)聚酯薄膜所采用的原料和拉伸工藝不同可分為以下兩種： A. 雙向拉伸聚酯薄膜（簡稱BOPET），是利用有光料（也稱大有光料，即是在原材料聚酯切片中添加鈦白粉，

31、經(jīng)過干燥、熔融、擠出、鑄片和縱橫拉伸的高檔薄膜，用途廣泛。BOPET薄膜具有強度高、剛性好、透明、光澤度高等特點；無嗅、無味、無色、無毒、突出的強韌性；其拉伸強度是PC膜、尼龍膜的3倍，沖擊強度是BOPP膜的35倍，有極好的耐磨性、耐折疊性、耐針孔性和抗撕裂性等；熱收縮性極小，15分鐘后僅收縮1.25%；具有良好的抗靜電性，易進行真空鍍鋁，可以涂布PVDC，從而提高其熱封性、阻隔性和印刷的附著力；BOPET還具有良好的耐熱性、優(yōu)異的耐蒸煮性、耐低溫冷凍性，良好的耐油性和耐化學品性等。 BOPET薄膜除了硝基苯、氯仿、苯甲醇外，大多數(shù)化學品都不能使它溶解。不過，BOPET會受到強堿的侵蝕，使用時

32、應注意。BOPET膜吸水率低，耐水性好，適宜包裝含水量高的食品。 B. 單向拉伸聚酯薄膜（簡稱CPET）,是利用半消光料（原材料聚酯切片中沒有添加鈦白粉），經(jīng)過干燥、熔融、擠出、鑄片和縱向拉伸的薄膜，在聚酯薄膜中的檔次和價格最低，主要用于藥品片劑包裝。由于使用量較少，廠家較少大規(guī)模生產(chǎn)，大約占聚酯薄膜領域的5%左右,我國企業(yè)也較少進口，標準厚度有150m。PET-聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯）具有非常高的機械強度（可做重包裝）和剛性，極性大，表面張力大。耐高溫，透明度和光澤度都很好，對氧和水的阻隔性好，有較好的保香性，印刷適應性好，多用于外層。適宜制作對阻隔性能要求高或需要經(jīng)高溫殺菌的蒸煮袋。(

33、五) 紙 紙的的特性包括紙張表面、顏色、光澤度、光亮度、不透光度、基重、尺寸及纖維交織情況：A. 紙張表面 (Paper Surface)通常抄造出來的紙張都有正反表面，性質也有差異，這差異包括表面的平滑度和光澤度等。於造紙過程中，紙漿會與金屬網(wǎng)和毛氈接觸以造成紙張，而金屬接觸面稱為網(wǎng)面(Wire Side)，而毛氈接觸的稱為毯面(Felt Side)。一般的毯面顏色較白，對印刷油墨的光澤表現(xiàn)也較佳。測試紙張時必須注明網(wǎng)面和毯面。而紙張表面的特性測試有平滑度和表面強度。 B. 紙張的顏色 紙張被看見的顏色，是吸收某一波長的光線而反射剩馀波長的光線所產(chǎn)生的結果。因此，對油墨在紙張表面上的表現(xiàn)有直

34、接影響。C. 白度,光亮度(Brightness) 造紙廠通常會測量白紙表面的光線反射量，而以百分比去表示反射的數(shù)率。工業(yè)界都會用這個數(shù)率去把紙張分等級，高數(shù)率的紙張為較高品質的成品。D. 不透光度 (Opacity) 此特性是指當印刷文字和圖片在紙張的一面，而另一面也印有文字或圖片，它們都不會發(fā)生透映現(xiàn)象。良好的紙張其不透光度高，讓制成的書籍使讀者閱讀時能集中本身頁內的內容，不致被印紋兩面隱約可見影響使眼睛疲倦。影響不透光度的因素有：a.紙張本身的厚薄；b.有否上膠；c.紙張表面的平滑度與粗糙度；d.所含的植物纖維成份等。測試的方法是測量有多少光能穿透紙張本身，單位是百分比率。 E. 定量,

35、基重 (Basis Weight) 紙張的基重是指五百張基本尺寸紙張的重量。如果五百張尺寸25x38in.的紙張重80磅，其基重便是80磅。在印刷行業(yè)或一般人士中，當考慮紙張厚薄或剛挺堅韌度時，都會與基重拉上關系。用基重去表示不同程度特性的紙張，都是已廣泛被采用了。 F. 纖維排列交織的方向 (Grain Direction) 在造紙的過程中，纖維會沿順著造紙機械的運行方向排列，而纖維排列和交織的情況，是直接影響紙張表面的平坦性和平滑度。交織不良的紙張，會使印刷時出現(xiàn)墨斑(Mottling)的現(xiàn)象。檢查纖維交織的情況，通常是將紙張樣本對著光線，由光線透過紙張，來判斷紙張的纖維均勻性。而現(xiàn)時更可

36、利用掃描式電子顯微鏡(SEM)、能量分散光譜儀(EDS)和波長分散光譜儀 (WDS)，去試驗和分析紙張表面結構及觀察纖維交織情況。 G. 抗張強度 (Tensile Strength) 紙張的抗張度是表示纖維經(jīng)結合交織後，又經(jīng)不同的加工程序而成為紙張後，纖維間能承受的拉力，以測驗交織是否良好。此特性對於輪轉機所用的卷筒紙尤其重要。測試的方法是取裁剪寬度為25毫米，長度為150-200毫米的樣本，在紙張長度的兩端施以拉力，以測量樣本被拉斷時的力度，單位為牛頓力量(Newton Force)/mm。 H. 撕裂力度 (Tearing Strength) 紙張的撕裂力，是指在紙邊施加相同而不同方向的

37、拉力去撕開紙張。而紙張的縱向纖維與橫向纖維的撕裂力不相等，因此，在測試時要檢測紙張的縱向纖維和橫向纖維的撕裂力，才能全面分析紙張的撕裂特性。測試的方法是裁切60毫米(mm)x60毫米(mm)的紙張樣本，然后將紙張夾在儀器的樣本板上，預先裁切開一小段，再開動搖擺針(Pendulum)撕裂紙張，其單位為牛頓力量(Newton-Force)。(六) 尼龍尼龍是指聚胺類樹脂構成的塑料.尼龍是結晶性塑料,機械強度高,韌性好,有較高的抗拉,抗壓強度,制品輕量,易染色,易成型.因有較低熔融粘度,能快速流動,易充模,充模后凝固點高,快速定型,故成型周期短,生產(chǎn)效率高,易吸水,啤出后一般要進行調濕,退火處理以保

38、證尺寸及機械強度穩(wěn)定性。PA燃燒較緩慢,移走火源,如果環(huán)境溫度不太高,會自己熄滅.火焰上方呈黃色,下方呈藍色,在近火焰處表面會熔融滴落.也會起泡,熄滅后有似燒焦羊毛或指甲氣味.PA-尼龍或NY（日本的稱法），強度很高，非常柔軟。耐穿刺性能好，具有很好的耐熱和耐寒性，透明度較好，對氣體的阻隔性很好，但尼龍易吸水（很強）變形，用于對阻隔性能要求高，要求耐穿刺，耐高溫的袋子。三、 復合軟包裝材料的性能測試(一) 復合軟包裝材料的機械性能測試1. 拉伸性能的機理原理：沿試樣縱向主軸恒速拉伸，直到斷裂或應力（負荷）或應變（伸長）達到某一預定值，測量在這一過程中試樣承受的負荷及其伸長。一般來說，拉伸強度和

39、吹膜工段的牽引流程相關，其中有兩個系數(shù)非常重要吹脹比和牽引比。吹脹比a是指膜泡直徑與膜口直徑之比。牽引流程中的牽引比又叫拉伸比b。牽引比b一般取3-7.其公式如下:b=V/V0 式中V-牽引速度；V0-擠出速度。吹脹比和牽引比都是吹膜生產(chǎn)中的重要因素。牽引比太大，薄膜易拉斷，難以控制厚度。吹脹比決定了膜的折徑，如吹脹比太大，薄膜易出現(xiàn)擺動，厚度也難以控制。表6 拉伸強度與a、b的關系吹脹比牽引比縱向，MPa橫向，MPa1.43.914.2812.491.63.914.2813.052.73.913.9913.953.23.914.6615.462.99.817.2013.102.915.622

40、.6012.102.824.6824.689.50如上數(shù)據(jù)為半成品薄膜拉伸的數(shù)據(jù)。如表6，在牽引比不變的情況下，吹脹比增加，橫向拉伸強度才增加，對縱向拉伸的強度影響很小，吹脹比不變時，吹脹比增加，使得縱向拉伸強度增加，橫向拉伸強度減小。2. 沖擊強度的測試原理：使擺錘式薄膜沖擊試驗機的半球形沖頭在一定的速度下沖擊并穿透薄膜，測量沖頭所消耗的能量。以此能量評價塑料薄膜的抗擺錘沖擊能量。表7 各種厚度膜的數(shù)據(jù)比較材料厚度樣品1樣品2樣品3平均PA/PE0.1252.122.002.002.04PA/PE0.091.281.381.281.31PA/PE0.1452.292.152.172.20PA

41、/PE0.161.561.581.581.57圖1 各種厚度膜的數(shù)據(jù)比較通過對幾組不同厚度薄膜的沖擊強度如表7和圖1對比，我們發(fā)現(xiàn)有厚度較薄的薄膜比厚度較厚的薄膜強度高的現(xiàn)象，那是因為有些廠家對于沖擊強度的要求較高，因此薄膜中PA的厚度會比普通PA/PE中的PA厚度高，而PA又是沖擊性能較好的材料，因此提高PA的厚度相當于提高了沖擊強度。3. 熱封強度的測試熱封機理：熱封制袋時在熱量和壓力的作用下，處于熔融狀態(tài)的熱封界面之間大分子互相滲透、擴散，從而使兩個表面融結在一起。影響熱封性能的因素：(1)熱封溫度 制袋操作中，熱封溫度是影響封口牢度最主要的原因。樹脂加熱到一定溫度，開始熔解，該點稱熔點

42、，熱封必須在熔點以上進行，這是不言而喻的，但最佳溫度取決于樹脂熔體的粘度。有資料表明，樹脂熱封時最佳黏度為108泊，相當于糊狀的膠印油墨黏度，該點一般處于熔點至分解溫度之間的三分之二處。(2)熱封壓力 用黏合劑復合需要壓力，熱封也需要一定的壓力，正常的熱封壓力使已熔融的薄膜表面密切結合，而又要使有一定黏度的熔融樹脂能承受而不至壓垮（變薄），標準熱封壓力是23kg/m2。燙刀寬度或制袋寬度改變都會影響熱封壓力（壓強），要注意調整，防止產(chǎn)生根切故障。制袋機的熱封壓力是通過壓簧，汽缸產(chǎn)生的，燙刀下部的硅橡膠軟襯主要是為了糾正燙刀平整度誤差和薄膜厚度偏差，但硅橡膠的硬度對制袋壓力有一定影響，同時對熱封

43、時間也有影響，這是下面要談的。(3)熱封時間 它是指封口在燙刀下停留的時間，具體操作中表現(xiàn)為制袋速度。熱量從燙刀傳遞到四氟乙烯編制布，再通過印刷基材到達熱封層，在整個熱封截面存在溫度梯度，熱封時間越短，薄膜越厚，氣溫越低，薄膜內外溫差越大，單面壓燙的制袋機，內外溫差更嚴重。正因為存在燙刀與熱封層的溫度差，所以燙刀設定溫度高于實際所需溫度（一般為14180），熱封時間增加，實際提高了熱封層溫度；加厚了復合膜厚度，實際上減低了熱封層溫度；室溫降低使復合膜溫度下降，也降低了熱封層溫度，這些可變因素都要通過改變燙刀熱封溫度解決。(4)內層熱封材料厚度 經(jīng)統(tǒng)計，復合膜的拉伸強度基本上是被復合基材強度絕對

44、值的相加，所以熱封材料越厚、斷面越大，抗拉強度也增加。熱封時壓力一方面迫使熱封界面的樹脂大分子滲透、擴散、增加剝離強度，另一方面多少會削弱熱封層厚度，情況嚴重即產(chǎn)生根切，拉伸時應力集中在最小斷面，而最小斷面還是在熱封邊的內側邊緣。有資料說，熱封時封口邊緣材料厚度的損失不得大于1015%，即抗拉強度損失不大于1015%是合格的，對三層復合材料來說易做到，二層復合材料，尤其是用BOPP作面層，抗拉強度損失更大。(5)復合剝離強度 因為正常封口強度高于剝離強度，材料會在封口處剝離、斷裂。高的復合剝離強度有助于防止封口薄弱處被拉斷，但隨著時間的延長，復合剝離強度會有所下降，隨之補強作用減弱，加之熱封層

45、的添加劑過多，薄膜的保存時間過長，析出物增多經(jīng)過電暈處理熱封強度差。(6)四氟乙烯編織布 為了提高熱封強度，熱封刀下往往墊四氟乙烯編織布、使熱封邊產(chǎn)生均勻的加強筋結構。滾輪式封口機直接在熱封刀具上面刻格子紋，也有同樣作用。(7)電暈處理的影響 因氧化反應而發(fā)生的分子接枝，交聯(lián)作用，會明顯提高薄膜的熱封溫度，而由交聯(lián)造成的網(wǎng)狀結構會阻礙融體的相互滲透，從而使熱封強度降低。(8)化學助劑的影響 如開口劑、抗靜電劑及填料，它們聚集在熱封區(qū)域，會造成微小的空穴，或包含微量空氣，這些部位將首先形成薄弱環(huán)節(jié)。由于生產(chǎn)過程中，我們的制袋機的壓力調控一般都是調節(jié)彈簧的螺絲與鐵板間的間隙，無法記錄，所以在跟蹤時

46、必須拋開壓力因素，只看溫度對封口強度的影響。制袋機燙刀溫度設定的主要依據(jù)是材料的熔程決定的，且能夠上機器做袋子的材料，它的熔程一般我們規(guī)定至少為50。這個熔程是材料的最佳熱封范圍，燙刀溫度低于材料熔程的下限時，封口強度低，表現(xiàn)為封口不牢；燙刀溫度高于材料熔程的上限時，封口強度低，表現(xiàn)為材料表面受損，斷口較平。并且實踐中我們發(fā)現(xiàn)每秒受壓三次的地方相對受壓兩次的地方所吸收的能量要高，但是強度卻不一定會提高。這是因為材料所吸收的能量是有上限的，而超過這個上限，材料就有可能被破壞，所以，在熱封過程中，材料所吸收的能量并不是越高越好。要知道材料所吸收的能量怎樣影響封口強度，就要完全拋開壓力對材料封口強度

47、的影響。因此就要保證壓力恒定不變，這只能在實驗室熱封儀上模擬實驗。用17umPET/AL/PE普通三層復合材料，在熱封儀上用5Kg的壓力1s壓2次和1s壓3次，數(shù)據(jù)和趨勢如以下圖表所示：表8 熱封溫度封口強度表熱封溫度1801902002102202302401秒2次封口強度N924.255.85155.454.949.51秒3次封口強度N25.655.868.567.654.750.146.1圖2 熱封溫度封口強度表實驗證明：材料的封口強度是由其在熱封過程中所吸收的能量決定的，吸收的能量過多和過少，都會導致材料的封口強度下降。而熱封過程所吸收的能量是由燙刀的溫度和壓力共同決定的。如果壓力一定

48、，溫度就成了唯一因素，這就是我們要監(jiān)控制袋機燙刀溫度的原因。但是實驗室熱封儀的燙刀是氣壓式的，壓力大小的調節(jié)可視；而制袋機的燙刀是機械氣壓聯(lián)動式的，壓力大小的調節(jié)只能通過調節(jié)彈簧的螺絲和鐵板間的間隙，氣壓的調節(jié)只是調節(jié)燙刀的平衡，其具體壓力不可視、不可測，所以無法有效控制燙刀壓力。所以對于熱封強度未達要求，我們提出了以下的解決方案：1、熱封層選用密度小，熔融指數(shù)稍大的材料。并且盡量減少熱封層的添加劑。2、根據(jù)厚度和熔程選擇適當?shù)臏囟群蛪毫Γ瑹岱庾罴褷顟B(tài)為2-3次/秒。3、掌握合適的熟化溫度和時間，提高剝離強度。4、將制袋機的燙刀改成氣壓式，使熱封儀的實驗數(shù)據(jù)可以對實際生產(chǎn)起到指導作用。 4.

49、數(shù)據(jù)分析圖3 樣品圖示圖4 樣品條做拉斷力時樣品切割成5mm*20mm的條狀，如圖4所示。表9 相同厚度與材質的薄膜拉伸性能比較PET/AL/PA/PEPET/AL/PAPE軸向/伸長率X軸(MPa/%)Y軸(MPa/%)X軸(MPa/%)Y軸(MPa/%)樣品155.0/135.138.1/127.631.6/87.118.1/111.5樣品247.5/102.135.5/122.629.8/88.022.0/113.1樣品348.9/123.244.7/165.230.6/76.017.5/114.9平均50.5/120.139.5/138.530.7/83.719.2/113.2 表10 相同厚度與材質的薄膜綜合性能比較樣品厚度拉斷力(X/Y)伸長率(X/Y)熱封強度沖擊性能PET/AL/PAPE0.14530.7MPa19.2MPa83.7%113.2%59.6N1.44JPET/AL/PA/PE0.14550.5MPa39.5MPa120.1%138.5%83.1N1.78J圖5 相同厚度與材質的薄膜綜合性能比較通過比較以上數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)PAPE供給膜的性能不如PA/PE膜的機械性能好，這是因為PAPE供給膜是擠出復合的產(chǎn)物，屬于共混結構，其分子鏈結構相互交錯，形成網(wǎng)