包裝工藝學(xué)第6章

《包裝工藝》第六章塑料包裝工藝

主講：吉林大學(xué)

生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院于慶宇基本內(nèi)容§1塑料袋包裝1.1塑料包裝袋用薄膜的性能要求

1.2塑料包裝袋的分類(lèi)

1.3塑料袋包裝工藝

§2貼體包裝與泡罩包裝2.1貼體包裝

2.2泡罩包裝

2.3貼體包裝與泡罩包裝的比較

§3收縮包裝與拉身包裝

3.1收縮包裝

3.2拉伸包裝

3.3收縮包裝與拉伸包裝的比較

§4塑料軟管包裝§1

塑料袋包裝

塑料袋具有的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：易于成型加工、成本低；既可用于運(yùn)輸包裝，又可用于銷(xiāo)售包裝；尺寸變化范圍大，適用面廣，既可包裝固體物料，也可包裝液體物料；塑料袋質(zhì)輕，且所占空間少，可降低運(yùn)費(fèi)。缺點(diǎn)：塑料袋在高溫下易變形，因此在充填罐裝物料時(shí)使用溫度受到一定限制；另外塑料袋容易于產(chǎn)生靜電，易劃破、易老化；與剛性和半剛性包裝容器相比，具有強(qiáng)度差，包裝有效期短等缺點(diǎn)。1.1塑料包裝袋用薄膜的性能要求

包裝袋的選材：綜合考慮其對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)性能、便利性能、封合性能，印刷適應(yīng)性，滿(mǎn)足機(jī)械操作的要求及費(fèi)用成本等問(wèn)題，采用合理的包裝技術(shù)和科學(xué)的包裝結(jié)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足廣大消費(fèi)者的要求。

1.1塑料包裝袋用薄膜的性能要求包裝袋用薄膜應(yīng)具備性能：(1)具有良好的物理機(jī)械性能，抗穿透、耐撕裂、抗擠壓、耐折疊，同時(shí)具有良好的商品保護(hù)性能，便于包裝。(2)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性能，耐水、耐油、耐化學(xué)溶劑，以防滲漏造成污染。(3)具有良好的氣體阻隔性能和保鮮、保香性能，能有效防止產(chǎn)品霉?fàn)€變質(zhì)。(4)具有良好的加工性能，能適應(yīng)高速自動(dòng)化包裝機(jī)械的成型、充填、封口工藝。1.1塑料包裝袋用薄膜的性能要求(5)薄膜應(yīng)質(zhì)地柔軟，易成型，可收卷，易于封合和粘接。(6)具有良好的透明性，使商品具有展示效果；或不透明性，可防止商品因光照而破壞。(7)具有良好的包裝性能及印刷性能好，便于裝潢及文字說(shuō)明的印刷。(8)包裝用薄膜的密度應(yīng)較小，以便于儲(chǔ)運(yùn)，易于存放，且包裝成本低，開(kāi)啟方便。1.2塑料包裝袋的分類(lèi)塑料包裝袋按成型工藝分為：?jiǎn)螌铀芰媳∧ぐb袋、復(fù)合塑料膜包裝袋、塑料編織袋、不織布復(fù)合袋等。包裝袋容積大小分為：大袋和小袋。小袋：①預(yù)制塑料小袋

②連續(xù)式充填塑料袋1.3塑料袋包裝工藝

1．大袋裝袋工藝

大塑料袋主要充填重型貨物，一般為化工原料、糧食飼料、水泥化肥等。根據(jù)其機(jī)械化程度可分為手工操作，半自動(dòng)化操作和全自動(dòng)操作。其主要袋裝工藝為：取袋一開(kāi)袋口一充填一封口。1.3塑料袋包裝工藝2.小塑料袋裝袋工藝

預(yù)制塑料小袋的裝袋工藝：取袋、開(kāi)袋口、充填、封口等工序。連續(xù)式充填塑料袋工藝：小結(jié)：袋成型充填封口包裝機(jī)機(jī)型極多，除以上介紹的外，還有多種。在設(shè)計(jì)包裝時(shí)，不但要選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，還應(yīng)選擇合理的包裝機(jī)型。因?yàn)椴煌陌b機(jī)及不同的物料，其包裝工藝方法各不相同，應(yīng)結(jié)合實(shí)際予以考慮。

§2貼體包裝與泡罩包裝貼體包裝(SkinPackaging)：將產(chǎn)品放在能透氣的，用紙板、塑料薄膜或薄片制成的襯底上，上面覆蓋加熱軟化的塑料薄膜或薄片，通過(guò)襯底抽真空，使薄膜或薄片緊密地包緊產(chǎn)品，并將其四周封合在襯底上的包裝方法。

泡罩包裝(BlisterPackaging)：將產(chǎn)品封合在由透明塑料薄片形成的泡罩與襯底(用紙板、塑料薄膜或薄片、鋁箔或它們的復(fù)合材料制成)之間的一種包裝方法。2.1貼體包裝

貼體包裝由三部分組成，即塑料薄膜、熱封涂層和襯底(紙板或瓦楞紙板)。被包裝物品本身為模型，放在襯底上，上面覆蓋著加熱軟化的塑料薄膜，通過(guò)底板抽真空使薄膜緊密地包貼著產(chǎn)品并與襯底封合在一起。1．貼體包裝工藝

2.貼體包裝材料

貼體包裝材料：襯底材料和塑料薄膜。襯底材料：通常為白紙板

塑料薄膜：聚乙烯和離子鍵聚合物

選用包裝材料時(shí)，應(yīng)考慮產(chǎn)品的用途、大小、形狀和質(zhì)量等因素。對(duì)銷(xiāo)售包裝要注意塑料薄片的透明度、易切斷性以及紙板的卷曲性能等；對(duì)以保護(hù)性為主的運(yùn)輸包裝，則應(yīng)注意塑料薄片的戳穿強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等。

3．貼體包裝設(shè)備

貼體包裝機(jī)：手動(dòng)式、半自動(dòng)式和全自動(dòng)式。手動(dòng)式：用手將產(chǎn)品放在襯底上，將薄片夾在夾持器中，然后進(jìn)行吸塑加工。半自動(dòng)式的，除放置襯底和產(chǎn)品外，其余過(guò)程均由機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行。2.2泡罩包裝

最初的泡罩包裝主要用于藥品包裝，50年代出現(xiàn)了泡罩包裝并得到廣泛應(yīng)用。后來(lái)經(jīng)過(guò)對(duì)泡罩包裝材料、工藝和機(jī)械等的深入研究和不斷改進(jìn)，使其在包裝質(zhì)量和速度以及經(jīng)濟(jì)性等方面，都取得很大進(jìn)展。現(xiàn)在除了藥品片劑、膠囊和栓劑等包裝外，在食品和日用品等產(chǎn)品的包裝上也得到廣泛應(yīng)用。如果采用自動(dòng)包裝機(jī)，還可提高生產(chǎn)效率，降低成本。1．泡罩包裝工藝

典型工藝：片材加熱→薄膜成型→充填產(chǎn)品→安放襯底→熱封→切邊修整

(1)手工操作

(2)半自動(dòng)化操作(3)自動(dòng)化操作

2．泡罩包裝形式

(a)泡罩直接封合在襯底上；(b)襯底插入泡罩的溝槽內(nèi)；(c)壓穿式泡罩；(d)泡罩封合在模切的襯底上；(e)泡罩插入襯底的溝槽中；(f)襯底有鉸鏈開(kāi)口；(g)襯底有折疊部分，可將產(chǎn)品立放或掛在貨架上；(h)內(nèi)裝物品可以從泡罩內(nèi)擠出，而不需打開(kāi)泡罩；(i)雙面泡罩，襯底上有模切的孔；(j)全塑料無(wú)襯底的分隔式條狀包裝；(k)雙層襯底；(l)多泡罩分隔式包裝；(m)全塑料鉸結(jié)式或雙泡罩無(wú)襯底包裝；(n)滑槽式可取出內(nèi)裝物品的泡罩包裝。3．泡罩與襯底的連結(jié)方式

除熱封外，還可用其它方法使之封合。上圖中：(a)在塑料薄片上方加熱，熱量透過(guò)薄片使之與襯底封合，也可以從下方通過(guò)襯底加熱，使之與泡罩封合；(i)(k)是從上下兩個(gè)方向加熱，使襯底與夾在中間的塑料薄片封合；(b)是將襯底插入泡罩的溝槽中；(e)是將泡罩插入襯底的溝槽中。

4．泡罩包裝材料

(1)塑料薄片：纖維素、聚苯乙烯和乙烯樹(shù)脂三類(lèi)

(2)襯底：白紙板

(3)涂層材料：耐溶性乙烯樹(shù)脂和耐水性丙烯酸樹(shù)脂

5．泡罩包裝設(shè)備

(1)泡罩包裝設(shè)備的組成

①加熱部分

②成型部分

③充填裝置

④熱封裝置

5．泡罩包裝設(shè)備

（2）泡罩包裝設(shè)備的分類(lèi)

①半自動(dòng)包裝機(jī)

②自動(dòng)包裝機(jī)

③自動(dòng)包裝生產(chǎn)線(xiàn)（PTP自動(dòng)包裝線(xiàn)）

2.3貼體包裝與泡罩包裝的比較1．不同點(diǎn)：(1)商品保護(hù)性。泡罩包裝的構(gòu)造有防潮性、阻隔性和防銹性，可以真空包裝。由于貼體包裝的襯底有抽真空孔，因此沒(méi)有阻隔性，更不能包裝液體和粘體產(chǎn)品。(2)包裝操作。泡罩包裝容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和流水線(xiàn)生產(chǎn)，但需要更換模具。貼體包裝難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和流水線(xiàn)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，但不需用模具。2.3貼體包裝與泡罩包裝的比較(3)包裝成本。泡罩包裝的包裝材料和包裝設(shè)備都比較貴，對(duì)大而重且批量小的包裝，由于要制作模具，成本更高；貼體包裝一般比較便宜，但需要人工較多，在大批量生產(chǎn)時(shí)，比泡罩包裝成本高。(4)商品價(jià)值。泡罩包裝比較美觀(guān)，能夠提高商品的價(jià)值；而貼體包裝由于襯底上有抽真空的小孔，而稍顯遜色。2.3貼體包裝與泡罩包裝的比較2．共同點(diǎn)

①一般均為透明包裝，能看見(jiàn)內(nèi)裝物；②都能包裝形狀復(fù)雜的產(chǎn)品；③襯底的形狀和印刷，能增強(qiáng)商品宣傳和銷(xiāo)售效果；④可以懸掛和陳列；⑤有集合包裝的功能?？梢园b一嘗產(chǎn)品和許多零件；⑥與其它包裝方法相比較，包裝費(fèi)用稍高；

⑦人工消耗較多，包裝效率低。

§3收縮包裝與拉伸包裝

收縮包裝：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。拉伸包裝：利用可拉伸的塑料薄膜在常溫下對(duì)薄膜進(jìn)行拉伸，對(duì)產(chǎn)品或包裝件進(jìn)行裹包的一種方法。

3.1收縮包裝

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％的流通包裝已從瓦楞紙箱改變?yōu)槭湛s薄膜組合包裝，整個(gè)西歐的流通包裝中有15％采用了收縮包裝。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已廣泛使用。1.收縮包裝的原理與特點(diǎn)

對(duì)于在聚合物的玻璃化溫度以上拉伸并迅速冷卻得到的塑料薄膜，若重新加熱，則能恢復(fù)到拉伸前的狀態(tài)，收縮包裝技術(shù)就是利用薄膜的這種熱收縮性能發(fā)展起來(lái)的。收縮包裝工藝過(guò)程：收縮包裝優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)：①收縮包裝能包裝一般方法難以包裝的異形產(chǎn)品。②收縮包裝的收縮薄膜一般具有透明性，熱收縮后緊貼產(chǎn)品，可顯示產(chǎn)品外觀(guān)造型，由于收縮比較均勻，而且材料有一定的韌性，棱角處不易撕裂；③可以把零散的多種產(chǎn)品方便地包裝在一起，有時(shí)借助淺盤(pán)可以省去包裝盒；④可延長(zhǎng)食品的保鮮期，便于貯藏；⑤有良好的密封、防潮、防污、防銹作用，便于露天堆放．節(jié)省倉(cāng)庫(kù)面積；⑥包裝上藝和設(shè)備較簡(jiǎn)單，有通用性，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，節(jié)省人力和包裝費(fèi)用，并可部分代替瓦楞紙箱和木箱；⑦可采用現(xiàn)場(chǎng)收縮包裝方法來(lái)包裝體積龐大的產(chǎn)品，如賽艇和小轎車(chē)等，工藝和設(shè)備均很簡(jiǎn)單；薄膜本身具有緩沖性和韌性。能防止運(yùn)輸過(guò)程中因振動(dòng)和沖擊而損壞產(chǎn)品。缺點(diǎn)：包裝顆粒、粉末或形狀規(guī)則的產(chǎn)品，不如其它方法速度快而方便，難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化高速化生產(chǎn)。2．收縮薄膜

熱收縮包裝薄膜：PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、EVA(乙烯—醋酸乙烯酯)和離子聚合物薄膜等。加工工藝：片狀薄膜或筒狀薄膜，進(jìn)行縱向或橫向的數(shù)倍延伸處理，使得薄膜的分子鏈或特定的結(jié)晶面與薄膜表面平行定向，從而增加薄膜的強(qiáng)度和透明度；同時(shí)在薄膜延伸時(shí)若給予一定的溫度，使薄膜在凝固前被延伸的比例增加到l：4至1：7的延伸率(普通薄膜延伸率為l：2)，這就使該薄膜在包裝時(shí)具有所需的熱收縮性能。

收縮薄膜按其制造方式及使用范圍不同，大致分為：二軸型延伸熱收縮薄膜；一軸型延伸熱收縮薄膜。收縮薄膜的生產(chǎn)工藝流程：(1)收縮薄膜的主要性能指標(biāo)：①收縮率與收縮比

②收縮張力：指薄膜收縮后施加給包裝物的張力。③收縮溫度：收縮薄膜加熱到一定溫度開(kāi)始收縮，溫度升到一定高度又停止收縮，在此范圍內(nèi)的溫度。④熱封性

常用的熱封方法：(2)常用收縮薄膜的性能和用途聚氯乙烯收縮薄膜收縮溫度比較低而且范圍大，收縮溫度為40～160℃。加熱通道溫度為100～160℃。且熱收縮快，作業(yè)性能好，包裝件透明且美觀(guān)，熱封部分也很整潔。氧氣透過(guò)率比聚乙烯低，而透濕率高，故對(duì)含水分多的蔬菜、水果包裝比較適宜。其缺點(diǎn)是抗沖擊強(qiáng)度低，在低溫下易變脆，不宜用作運(yùn)輸包裝。另外封縫強(qiáng)度差，熱封時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生臭味，當(dāng)其中的增塑劑發(fā)生變化后，薄膜易斷裂，失去光澤。目前聚氯乙烯薄膜主要用于雜貨、食品、玩具、水果和紡織品等的包裝。聚乙烯收縮薄膜的抗沖擊強(qiáng)度大，價(jià)格低，封縫牢固，多用于運(yùn)輸包裝。其光澤與透明性比聚氯乙烯差。在作業(yè)中，收縮溫度比聚氯乙烯約高20～30℃。因此，在熱收縮通道后段應(yīng)有鼓風(fēng)冷卻裝置。

聚丙烯收縮薄膜有較好的透明性和光澤，耐油性與防潮性良好。收縮張力強(qiáng)；其缺點(diǎn)是熱封性差，封縫強(qiáng)度低，收縮溫度比較高且范圍窄。主要用于錄音磁帶和唱片等物品的多件包裝。

其它收縮薄膜如聚苯乙烯主要用于信件包裝；聚偏二氯乙烯主要用于肉類(lèi)包裝。乙烯—醋酸乙烯共聚物抗沖擊強(qiáng)度大，透明度高，軟化點(diǎn)下降，熔融溫度寬，熱封性能好，收縮張力小，被包裝產(chǎn)品不易破損，適合于帶突起部分的物品或形狀不規(guī)則物品的包裝。

3、收縮包裝工藝

—般分為兩步：首先是預(yù)包裝，用收縮薄膜將產(chǎn)品包裝起來(lái)，留出熱封必要的口與縫；然后是熱收縮，將預(yù)包裝的產(chǎn)品放到熱收縮設(shè)備中加熱。(1)預(yù)包裝操作預(yù)包裝時(shí)，薄膜尺寸應(yīng)比產(chǎn)品尺寸大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80～100μm，對(duì)大托盤(pán)收縮包裝，厚度可增加到500μm。

(2)熱收縮包裝方法

①兩端開(kāi)放式或稱(chēng)套筒式收縮包裝法

用筒狀膜包裝的優(yōu)點(diǎn)是減少了l～2道封縫工序，外形美觀(guān)，缺點(diǎn)是不能適應(yīng)產(chǎn)品多樣化要求，只適用于單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)的包裝，如電池卷筒紙等。

②四面密封式或稱(chēng)搭接式收縮包裝法

a．對(duì)折膜L型封口方式

b．單卷平膜枕形袋式或筒式包裝

對(duì)折膜L型封口方式

單卷平膜枕形袋式筒式包裝主要用于熟肉制品如火腿腸的包裝。其一般包裝工藝流程為：原料驗(yàn)收→預(yù)處理→計(jì)量充填→真空封口(打卡結(jié)扎)→熱收縮→冷卻于燥→成品。

③一端開(kāi)放式或稱(chēng)罩蓋式收縮包裝法

托盤(pán)收縮包裝

(3)熱收縮操作

熱收縮用設(shè)備稱(chēng)為熱收縮通道，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，熱收縮完畢離開(kāi)加熱室，自然冷卻后從傳送帶上取下，產(chǎn)品體積大或薄膜熱收縮溫度較高時(shí)，應(yīng)在離開(kāi)加熱室后用冷風(fēng)扇加速冷卻。4．收縮包裝設(shè)備

(1)小型收縮包裝機(jī)

(2)L型封口式包裝機(jī)

(3)板式熱封包裝機(jī)

(4)大型收縮包裝機(jī)

3.2拉伸包裝

拉伸包裝始創(chuàng)于1940年，主要為滿(mǎn)足超級(jí)市場(chǎng)銷(xiāo)售禽類(lèi)、肉類(lèi)、海鮮產(chǎn)品、新鮮水果和蔬菜等的需要。拉伸薄膜在包裝過(guò)程中不需進(jìn)行熱收縮處理，適用于某些不能受熱的產(chǎn)品的包裝，并有利于節(jié)省能源，便于集裝運(yùn)輸，降低運(yùn)輸費(fèi)用。拉伸包裝在托盤(pán)運(yùn)輸包裝方面可替代收縮包裝，是一種很有前途的包裝技術(shù)。

1．拉伸包裝的原理及特點(diǎn)

拉伸包裝是通過(guò)機(jī)械張力的作用，將薄膜圍繞商品進(jìn)行拉伸，由于薄膜經(jīng)拉伸后具有自粘性和彈性，牢牢將商品裹緊，然后進(jìn)行熱合的包裝方法。

拉伸包裝不需熱收縮設(shè)備，可節(jié)省設(shè)備投資、能源和設(shè)備維修費(fèi)用；包裝過(guò)程中不需加熱，很適合包裝怕加熱的產(chǎn)品，如鮮肉、蔬菜和冷凍食品等；可以準(zhǔn)確地控制裹包力，防止產(chǎn)品被擠碎；薄膜具有透明性，可看見(jiàn)商品，尤其是運(yùn)輸包裝，比木箱和瓦楞紙箱容易識(shí)別內(nèi)裝商品；可以防竊、防火、防沖擊和振動(dòng)等。但拉伸包裝的防潮性比收縮包裝差，拉仲包裝薄膜具有自粘性，不便堆放。2．拉伸薄膜

(1)拉伸薄膜的性能指標(biāo)

①自粘性：指薄膜間接觸后的粘附性，在拉伸纏繞過(guò)程中和裹包之后，能使包裝產(chǎn)品緊固而不會(huì)松散。自粘性受外界環(huán)境等多種因素影響，如濕度、灰塵和污染物等。獲得自粘性薄膜的上要方法有兩種：一是加工薄膜表面，使其光滑具有光澤；二是用增加粘附性的填充劑，使薄膜表面產(chǎn)生濕潤(rùn)效果，從而提高粘附性。②拉伸與許用拉伸拉伸是薄膜受拉力后產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)的能力?？v向拉伸增加時(shí)，薄膜變薄，寬度變窄，易撕裂，施加于包裝件的張力增加。許用拉伸是指在一定用途的情況下，保持各種必需的特性所能施加的最大拉伸，許用拉伸越大，所用薄膜趣少，包裝成本越低。③應(yīng)力滯留

應(yīng)力滯留是指在拉伸裹包過(guò)程中，對(duì)薄膜施加的張力能保持的程度。應(yīng)力滯留性越差，包裝效果越差。④韌性韌性是薄膜抗戳穿和抗撕裂的綜合性質(zhì)。所以要求薄膜包裝后應(yīng)具有足夠的韌性，保證包裝質(zhì)量。另外拉伸薄膜還應(yīng)具有光學(xué)性能和熱封性能，以滿(mǎn)足某些特殊包裝件的需要。(2)常用的拉伸薄膜

常用的拉伸薄膜有PVC(聚氯乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)膜、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)和LLDPE(線(xiàn)性低密度聚乙烯)膜。PVC薄膜使用最早，自粘性好，拉伸和韌性好，但應(yīng)力滯留差；常用的EVA薄膜中含醋酸乙烯10％～12％，自粘性、拉伸、韌性和應(yīng)力滯留均好；LLDPE薄膜出現(xiàn)較晚，但綜合特性最好。拉伸薄膜的最終性能，取決于所用原料的質(zhì)量和加工工藝，吹塑的LLDPE薄膜的自粘性比PVC及EVA薄膜略差，但擠出式薄膜則相同，表6—4是幾種拉伸薄膜的性質(zhì)。

拉伸薄膜的性質(zhì)：3．拉伸包裝工藝?yán)彀b方法按包裝用途可分為銷(xiāo)售包裝和運(yùn)輸包裝兩類(lèi)。(1)銷(xiāo)售包裝根據(jù)自動(dòng)化程度不同分為手工拉伸包裝、半自動(dòng)拉伸包裝和全自動(dòng)化拉伸包裝三種方法。①手工包裝。一般由人工將被包裝物放在淺盤(pán)