包裝工藝學(xué)材料

1章節(jié)內(nèi)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(yù)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(wèn)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(duì)薄膜進(jìn)行拉伸，用來(lái)裹包產(chǎn)品或包裝件的一種方法。拉伸包裝始于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拉伸裹包。由于薄膜在包裝過(guò)程中不需要進(jìn)行熱收縮處理，因此適合于某些不能受熱產(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)輸方面可代替收縮包裝，是一種很有前途的包裝技術(shù)。4一、薄膜的預(yù)拉伸原理及工藝

拉伸薄膜是經(jīng)過(guò)預(yù)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(xiàng)技術(shù)性能（韌性、塑變小、應(yīng)力松弛小等）來(lái)看，預(yù)拉伸膜似乎更能滿(mǎn)足拉伸包裝的技術(shù)要求。5預(yù)拉伸工藝：

T型機(jī)頭法—→熔融厚片

—→厚片薄膜

—→單向預(yù)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(xiàn)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(jié)晶度，透明度、薄膜均勻，防止膜間粘連、為膜的二次加工做準(zhǔn)備。2)加熱、單向拉伸：加熱為拉伸時(shí)鏈段運(yùn)動(dòng)、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(qiáng)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?yàn)槔旃昧σ话闶菃蜗虻?，單向（縱）抗張強(qiáng)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(biāo)），可以裹緊貨物；預(yù)拉伸幫助分子重排，晶體變形，在外力突然作用時(shí)，使外力與內(nèi)應(yīng)力能瞬時(shí)平衡而使膜更堅(jiān)韌（抗戳穿強(qiáng)度指標(biāo)）；拉伸包裝機(jī)操作使膜長(zhǎng)度方向裹包貨物時(shí)，橫向撕裂強(qiáng)度增加（橫向抗裂縫擴(kuò)展能力大），可以延緩包裹力的下降，甚至斷膜（見(jiàn)拉伸膜性能）。83)拉緊狀態(tài)下熱定型處理：消除預(yù)拉伸時(shí)強(qiáng)迫分子鏈段定向排列造成的“張應(yīng)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(yīng)力松弛。

減少應(yīng)力松弛的原因是分子鏈段的初始應(yīng)力消除，不至于拉伸時(shí)造成分子鏈的塑性變形過(guò)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(xiāo)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(pán)否則易損。對(duì)于剛性產(chǎn)品如小工具、不用淺盤(pán)

多件產(chǎn)品的集合包裝

2、半自動(dòng)操作

卷包和拉伸機(jī)械化，或供給、輸出、熱封部分的自動(dòng)化。

3、全自動(dòng)操作上推式操作法、

連續(xù)直線(xiàn)式操作法

10(二)用于運(yùn)輸包裝的方法--托盤(pán)、無(wú)托盤(pán)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(shí)間內(nèi)要求包裝效率高的場(chǎng)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(zhuǎn)速度不同的輥、輸入輥轉(zhuǎn)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(guò)程四角處速度突然增加，氣動(dòng)調(diào)節(jié)輥、保持薄膜拉力均勻11(2)通過(guò)式(移動(dòng)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(guò)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(biāo)

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

2、韌性：以抗戳穿強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度表示的綜合性指標(biāo)

3、較好的彈性

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

抗撕裂強(qiáng)度：薄膜包裹緊固產(chǎn)品時(shí)處于一種張力作用狀態(tài)，一旦受外來(lái)尖銳物品刺孔而產(chǎn)生裂紋后，膜抵抗裂紋擴(kuò)展的能力，尤其是膜橫向（纏繞方向?yàn)榭v向，膜的幅寬方向?yàn)闄M向）抗裂紋擴(kuò)展（撕裂）能力將決定膜能否持續(xù)對(duì)產(chǎn)品實(shí)施保護(hù)功能的工藝指標(biāo)。14a)張力作用下，裂紋擴(kuò)展與尖端應(yīng)力分散能力有關(guān)，與分子鏈柔順性、預(yù)拉伸取向程度、晶體變形程度有關(guān)、與厚度也有關(guān)；b)抗撕裂能力的危險(xiǎn)值必須取橫向抗撕裂強(qiáng)度（與操作方向垂直），因?yàn)樵摲较蛩毫训氖悄さ姆鶎?，容易使包裝件松散，縱向撕裂時(shí)包裝件仍然處在緊固狀態(tài)。c)膜的單向預(yù)拉伸造成的各向異性正好滿(mǎn)足韌性指標(biāo)的要求。

153、較好的彈性

薄膜主要靠彈力緊裹物品的。宏觀(guān)上，被拉長(zhǎng)的膜靠自身彈性恢復(fù)而緊固物體，而微觀(guān)上是靠記憶的“張應(yīng)力”（反抗拉伸時(shí)的內(nèi)應(yīng)力）來(lái)包裹物體的。常溫下，外力強(qiáng)迫分子鏈段沿外力方向伸長(zhǎng)、取向。但是分子間力、結(jié)晶、交聯(lián)結(jié)構(gòu)等始終想使伸展的分子鏈段恢復(fù)至原來(lái)的狀態(tài)，所以膜內(nèi)存在“記憶的”張應(yīng)力。張應(yīng)力越大，彈性越大，包裹越緊。但隨著時(shí)間的推移、會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象：拉伸膜逐漸松動(dòng)，失去包裹功能，應(yīng)力松弛現(xiàn)象是應(yīng)力滯后（蠕變是應(yīng)變滯后）的具體體現(xiàn)。

16應(yīng)力松弛由于分子鏈段的熱運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整構(gòu)象、位移（當(dāng)單向運(yùn)動(dòng)與張應(yīng)力方向一致時(shí)）使原有的分子間的纏結(jié)點(diǎn)松開(kāi)、張應(yīng)力逐漸衰減消失。在拉伸包裝膜中，用應(yīng)力滯留程度來(lái)表示膜的應(yīng)力松弛現(xiàn)象。

測(cè)試：將塑膜迅速拉伸至恒定長(zhǎng)度、并維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，則可以測(cè)得維持此恒定長(zhǎng)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(zhǎng)伸至130%，16小時(shí)后，保持130%原長(zhǎng)的原外力松弛至60-65%。同樣試驗(yàn)，PVC膜保持130%原長(zhǎng)的原外力松弛至25%，可見(jiàn)PVC膜應(yīng)力滯留程度小，用于拉伸裹包時(shí)，應(yīng)力松弛現(xiàn)象嚴(yán)重。

17其它影響因素

1)分子鏈結(jié)構(gòu)、聚集狀態(tài)的影響，分子鏈柔性增加，分子間力減少，結(jié)晶度下降，交聯(lián)度下降都會(huì)使材料應(yīng)力松弛現(xiàn)象加大，反之、分子中大的基團(tuán)、交聯(lián)結(jié)構(gòu)、使應(yīng)力滯留增加2)溫度增加使應(yīng)力松弛程度增加，應(yīng)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(shí)ε，膜的ε值一般在120%）和拉伸強(qiáng)度表示，如LLDPE、拉伸率55%拉伸強(qiáng)度0.412MPa19（二）常用拉伸包裝膜（表6-4）

四、選材（見(jiàn)表6-3）

20五、存在問(wèn)題

1、選擇彈力大、且拉伸率和拉伸強(qiáng)度較高的薄膜可以減少用量，對(duì)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(guò)程中和裹包之后，薄膜間的粘附性能使產(chǎn)品緊固而不會(huì)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(kāi)卷、搬運(yùn)過(guò)程中因粘結(jié)而易撕裂。所以有時(shí)需要使用單面有自粘性的薄膜（復(fù)卷時(shí)將有粘性的一層隔離，開(kāi)卷時(shí)再將其剝離而發(fā)揮粘性）。

213、拉伸膜裹包的產(chǎn)品只能在庫(kù)房里存放。因?yàn)楸∧な荜?yáng)光照射或高溫天氣的影響將有應(yīng)力松馳現(xiàn)象產(chǎn)生。薄膜如果經(jīng)過(guò)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(yīng)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(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題。22思考題及習(xí)題

1、拉伸膜為什么需要有較好的彈性？簡(jiǎn)述膜應(yīng)力松馳現(xiàn)象、實(shí)質(zhì)及影響因素？

2、作為拉伸包裝用膜，膜的二次加工工藝中應(yīng)注意的問(wèn)題？

3、習(xí)題“8”，P13323重點(diǎn)復(fù)習(xí)指出收縮、真空、貼體包裝技術(shù)的異同點(diǎn)?(問(wèn)答題，相同點(diǎn)5分，不同點(diǎn)5分，計(jì)10分)答：三種技術(shù)都有透明、緊固產(chǎn)品、集合包裝之功能。熱收縮包裝用膜需通過(guò)預(yù)拉伸技術(shù)、冷卻工藝使分子定向，加熱使用時(shí)通過(guò)解取向膜收縮；貼體、真空無(wú)須二次加工，但使用時(shí)貼體的片材需加熱軟化，通過(guò)抽真空的方式貼向被包裝產(chǎn)品。真空包裝無(wú)須加熱使用，薄膜通過(guò)抽真空即可貼向產(chǎn)品。24答：紅蕃茄的最佳儲(chǔ)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(lái)控制其透氣性（氣體滲透比qo2:qco2=7:10,即進(jìn)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(jié)露，不用打孔，且透明度、延展性較高。請(qǐng)為超市設(shè)計(jì)一種紅蕃茄的保鮮拉伸小包裝產(chǎn)品