商品與包裝(第三講)

第三章包裝材料的選用

包裝材料是包裝工程的一個重要內(nèi)容，它主要研究用于包裝的紙、塑料、玻璃、金屬、木材、復(fù)合材料等包裝方面的適用性及其制品的成型技術(shù)，包括材料的結(jié)構(gòu)與性能，包裝制品的生產(chǎn)和加工，以及材料與制品質(zhì)量之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互作用。為正確選擇商品包裝材料和制品成型技術(shù)打下基礎(chǔ)。12024/4/3第三章包裝材料的選用包裝材料是包裝工程的一個重要第三章包裝材料的選用

本章主要就塑性包裝材料、紙、紙板、木材、和金屬等包裝材料就結(jié)構(gòu)分類、組成、性能指標(biāo)、成型加工等進行了敘述。同時就常用的包裝材料進行了重點的論述，每種材料的性能進行了適用性分析。最后對粘結(jié)劑和涂料的組成和分類，常用粘結(jié)劑和常用涂料作了論述。通過以上知識的學(xué)習(xí)和掌握，可以掌握材料的特性并在使用時給予重要的指導(dǎo)。以便提高產(chǎn)品的包裝效果，進而降低成本。22024/4/3第三章包裝材料的選用本章主要就塑性包裝材料3.1塑料包裝材料

塑料是可塑造成型的材料，其主要成份是樹脂和添加劑。樹脂決定各類塑料的物理和化學(xué)特性。樹脂是塑料的基本成份。就象水泥把沙子、石塊那樣的填料，粘結(jié)成永久性的固體一樣，塑料樹脂能把填料或者有機和無機物粘結(jié)成一定形狀的物品。塑料樹脂是由許多重復(fù)單元或鏈節(jié)組成的大分子、高分子，也稱聚合物、高聚物。目前世界上生產(chǎn)的高分子化合物大多應(yīng)用于生產(chǎn)塑料.32024/4/33.1塑料包裝材料塑料是可塑造成3.1塑料包裝材料

塑料作為包裝材料近期被廣泛地應(yīng)用，與紙、木材、金屬等包裝材料相比，具有以下優(yōu)點：(1)

透明度好，內(nèi)裝物可以看清。(2)

具有一定的物理強度。(3)防潮、防水性能好。(4)耐藥品、耐油脂性能好。(5)耐熱、耐寒性能良好。(6)耐污染，包裝物衛(wèi)生。(7)適宜于各種氣候。42024/4/33.1塑料包裝材料塑料作為包裝材料近期被廣3.1.1塑料包裝材料的分類3.1.1塑料包裝材料的分類根據(jù)塑料包裝材料制品形態(tài)將其分為六大類。(1)塑料薄膜。它包括普通薄膜、定向拉伸薄膜、涂布薄膜、復(fù)合薄膜等。薄膜可定義為厚度小于0.025cm的軟質(zhì)塑料薄片材料。

(2)中空容器（瓶、罐）類。(3)塑料箱，包括食品周轉(zhuǎn)箱。(4)編織袋。(5)塑料袋，包括膠合袋、捆扎繩等。(6)泡沫塑料等。52024/4/33.1.1塑料包裝材料的分類3.1.1塑料包裝材料的分類3.1.1塑料包裝材料的分類

塑料包裝材料按照機能分為：運輸包裝、貯藏包裝、集合包裝、保護包裝、銷售包裝；按使用程度分為：一次性包裝、再使用包裝（回收包裝）等按包裝對象分為：食品包裝、藥品包裝、紡織包裝、液體包裝、粉狀包裝、器械包裝、危險品包裝等;3.1.1塑料包裝材料的分類62024/4/33.1.1塑料包裝材料的分類3.1.1塑料包裝材料的分類3.1.2塑料的組成與成型加工3.1.2

塑料的組成與成型加工3.1.2.1塑料的組成塑料是可塑造成型的材料，它是以合成樹脂為主要成份，加有其它添加劑，經(jīng)一定溫度、壓力、時間等塑制成型或制成薄膜。樹脂是塑料中最主要的組分，起著膠粘劑的作用，能將塑料中的其他組分粘結(jié)成一個整體。雖然加入各類添加劑改變塑料的性質(zhì)，但樹脂是決定塑料類型、性能和用途的根本因素。單一組分塑料中含有樹脂幾乎達100％，在多組分塑料中，樹脂的含量約為30~70％。

72024/4/33.1.2塑料的組成與成型加工3.1.2塑料的組成與成3.1.2塑料的組成與成型加工塑料組分中除了樹脂外，還有下列添加劑:填充劑增塑劑

穩(wěn)定劑固化劑著色劑潤滑劑

塑料中除上述組分外，有時根據(jù)特殊用途，在塑料中還加入發(fā)泡劑、防粘劑、增韌劑、抗靜電劑等。所以，通常我們所指的塑料是由合成樹脂與添加劑等組分共同組成。反映各種添加劑與樹脂重量的比例關(guān)系稱為配方，它是根據(jù)制品的用途，所需性能和成型要求，再結(jié)合各種組分的特性和來源來制訂的，合理的配方既能改善加工工藝條件，又能以較低的成本生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，因此配方要經(jīng)過多次反復(fù)實踐，才能不斷完善和提高82024/4/33.1.2塑料的組成與成型加工塑料組分中除了樹脂外，還有下

3.1.2聚乙烯（PE-polyethylene）

聚乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常簡單，易被放入晶格中，所以其結(jié)晶度高。鏈支化干擾了它的結(jié)晶能力，導(dǎo)致每單位體積中的相對分子質(zhì)量減少，最終降低了密度。高密度聚乙烯和低密度聚乙烯都是由乙烯加成聚合而成。高密度聚乙烯的聚合過程是在相對溫和的反應(yīng)條件下，使用催化劑來完成的。92024/4/3

3.1.2聚乙烯（PE-polyethylene）

3.1.2聚乙烯（PE-polyethylene）

3.1.2.1高密度聚乙烯(HDPE)

HDPE約占美國包裝塑料的30%。HDPE具有成本低、易成型、性能優(yōu)良等特點，因此，廣泛用于塑料瓶的制作。

HDPE表面呈半透明狀，對透明度要求高的包裝不適合使用。但是，

HDPE可以被涂上各種鮮亮的瓶子。使用HDPE有一個缺點是其環(huán)境應(yīng)力開裂性。

3.1.2.2低密度聚乙烯（LDPE）

LDPE是最為廣泛使用的包裝聚合物。它占全美包裝用塑料使用量的1/3。它的結(jié)晶度較低，是一種比HDPE更柔軟的材料，不適于制作瓶子，但是可用于制作薄膜和包裝袋。

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3.1.2聚乙烯（PE-polyethylene）

3

3.1.3聚丙烯（PP—polypropylene）

PP也是聚烯烴家族中的一員。約占美國包裝用塑料的10%，中國約占到8%。它是一種加成聚和物。根據(jù)完全展開的聚合物鏈上的甲酯團的立體取向，可將PP分為三種類型:

◆

當(dāng)甲酯官能團是無規(guī)取向時，形成無規(guī)聚丙烯。這個在包裝方面的應(yīng)用非常有限。

◆

全同立構(gòu)的聚丙烯的甲酯官能團位于完全展開鏈的同側(cè)，這使材料能夠嵌入晶格中，所產(chǎn)生的結(jié)晶效果使材料具有對包裝和其他應(yīng)用都有益的性能。

◆

聚丙烯交替排列，甲酯官能團最初在一側(cè)，后又移至另一側(cè)。這種類型稱為間同立構(gòu)聚丙烯，目前在包裝中還無重要的用途112024/4/3

3.1.3聚丙烯（PP—polypropylene）

3.1.4聚苯乙烯（PS—polystyrene）

PS是一種加成苯乙烯聚合物，約占美國包裝用塑料的10%，中國約占到8%。聚苯乙烯由于無法結(jié)晶，所以是一種無定形共聚物，另一方面，當(dāng)溫度適當(dāng)提高后，PS在應(yīng)力作用下易產(chǎn)生流動使之易于擠出和熱成型。

一般來說，聚苯乙烯是一種低成本的聚合物，它的水蒸氣和氣體的阻透性相對較差，化學(xué)反應(yīng)性強于PP和PE。

122024/4/3

3.1.4聚苯乙烯（PS—polystyrene）

3.1.5聚氯乙烯（PVC—

PolyVinylChloride）

PVC是一種氯乙烯加成聚合物，約占美國包裝用塑料的10%，中國約占到12%。

PVC的透明度好，呈淡藍色。由于它經(jīng)久變黃，人們常將它涂成較深的藍色，這種顏色最能將黃色掩蓋掉。PVC在包裝方面的主要用途是做熱成型泡罩，也應(yīng)用于水瓶、肉類的彈性外包裝等方面。132024/4/3

3.1.5聚氯乙烯（PVC—

PolyVinylCh

3.1.6聚酯

聚酯是一種含有酯類鍵系的聚合物。聚酯可分為熱塑性和熱固性塑料兩種。目前包裝及其他市場中，最常用的聚酯是聚對苯二甲乙酯（PET—polyethyleneterephthalate）。實際上，聚酯服裝和地毯也是由PET制成的。

PET對氧氣和二氧化碳的耐受性是塑料中最好的，由于具有較好的阻透性，使其在飲料市場應(yīng)用廣泛。CPET（結(jié)晶聚酯）可制成置于微波爐、烤箱內(nèi)的耐熱的冷凍食品的包裝托盤。PET的缺點之一是熔體強度低。PET的優(yōu)點是可以回收，環(huán)保性強。

142024/4/3

3.1.6聚酯

聚酯是一種含有酯類鍵系的聚

3.1.7其它包裝塑料

以上討論過的塑料，以質(zhì)量計算，占所有包裝用塑料的95%以上。但是，還有很多具有特殊用途的塑料。下面將對這類樹脂作進一步的探討。152024/4/3

3.1.7其它包裝塑料

以上討論過的塑料，以3.1.7其它包裝塑料3.1.7.1聚偏二氧乙烯（PVDC）

PVDC是一種偏二氧乙烯的加成聚合物。與PVC相比，PVDC為高度結(jié)晶性聚合物。包裝用PVDC的最主要的優(yōu)勢是它的優(yōu)良的阻透性。3.1.7.2醋酸乙烯聚合物3.1.7.2.1聚醋酸乙烯（PVA）

PVA是一種醋酸乙烯的加成聚合物。它是一種無規(guī)、無定形聚合物。聚醋酸乙烯在包裝方面的主要用途是粘合配方。162024/4/33.1.7其它包裝塑料3.1.7.1聚偏二氧乙烯（PV3.1.7其它包裝塑料3.1.7.2.2乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA）

EVA是乙烯和醋酸乙烯的共聚物。因乙烯和醋酸乙烯的含量不同，配方不盡相同。

EVA聚合物也用于粘合配方中。3.1.7.3乙烯醇聚合物3.1.7.3.1聚乙烯醇（PVOH）

PVOH是由PVA水解得到。得到的PVOH開始時是無定形的，經(jīng)取向后會結(jié)晶。它有優(yōu)良的結(jié)晶性，相鄰分子間有強大的吸引力，使其具有良好的阻透性能。

172024/4/33.1.7其它包裝塑料3.1.7.2.2乙烯-醋酸乙3.1.7其它包裝塑料3.1.7.3.2乙烯-乙烯醇聚合物在需要有氧氣的阻透性的領(lǐng)域中，乙烯-乙烯醇（EVOH）的使用迅速增長。EVOH還是優(yōu)良的溶劑和氣味的阻透劑。3.1.7.4尼龍（聚酰胺）尼龍是一種半結(jié)晶性材料，其特點是有良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。它的低溫柔軟性、屈服強度、爆破強度和熱穩(wěn)定性都很好。尼龍對氣味、氣體、油類的阻透性能都很好。

尼龍在包裝方面的應(yīng)用：烤箱用袋、肉類真空包裝袋、奶酪包裝、改良環(huán)境的包裝以及醫(yī)用包裝。

182024/4/33.1.7其它包裝塑料3.1.7.3.2乙烯-乙烯醇3.1.7其它包裝塑料3.1.7.5聚碳酸酯（PC——polycarbonate）聚碳酸酯是一種無定型聚合物。具有良好的亮度，呈微黃的光澤。它除了韌度和硬度好之外，還有優(yōu)良的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性和低溫狀態(tài)下表現(xiàn)出良好的性能。它對堿等其他的化合物的耐化學(xué)性相對較差，但耐水、油及酒類的性能較好。PC的成本相對較高，且對水和油的阻透性差PC在包裝領(lǐng)域中主要應(yīng)用于醫(yī)用包裝和22.7L的可再灌裝的水瓶中。也可以用于可再裝的奶瓶中。192024/4/33.1.7其它包裝塑料3.1.7.5聚碳酸酯（PC—3.1.7其它包裝塑料3.1.7.6離子型聚合物離子型聚合物是含有鏈間離子鍵合的聚合物。離子型聚合物有優(yōu)良的熔體強度、清晰度、柔軟度、強度和韌度。即使在低溫條件下，它也表現(xiàn)出優(yōu)越的沖擊性能和抗穿刺性，是制作尖銳物品貼皮包裝的理想材料。

離子型聚合物的缺點是：氣體阻透性差和易吸濕3.1.7.7氟聚合物氟聚合物是一種高成本的材料，在包裝方面的主要用途是做包裝設(shè)備的部件，如做熱封機的不黏表面?？蓡为毷褂?，通常用作復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分。它在商業(yè)方面主要用于對濕度敏感的藥品包裝中，也可應(yīng)用于軍事和其他方面。202024/4/33.1.7其它包裝塑料3.1.7.6離子型聚合物20

3.2紙和紙板包裝材料

在工業(yè)產(chǎn)品包裝中紙類包裝仍然占有非常重要的地位,我國的紙包裝業(yè)發(fā)展也很快，用于包裝的紙和紙板約占所有紙和紙板總產(chǎn)量的近40％左右

.紙包裝材料的優(yōu)點：原材料廣泛，價格低廉，容易形成大批量生產(chǎn)紙的均勻性好，單位面積強度大紙和紙板具有較好的吸墨性能，易黏結(jié)，印刷性能良好，字跡、圖案清晰、牢固耐高、低溫性能好根據(jù)商品設(shè)計相應(yīng)尺寸、規(guī)格的包裝，不易變形，衛(wèi)生環(huán)?？梢匝h(huán)利用212024/4/3

3.2紙和紙板包裝材料

在工業(yè)產(chǎn)品包裝中紙

3.2紙和紙板包裝材料

包裝紙類一般可分為:(1)包裝用原紙A紙張。普通包裝紙、紙袋紙、中性包裝紙、羊皮紙、雞皮紙、半透明玻璃紙等。

B紙板。包裝紙板、標(biāo)準(zhǔn)紙板、牛皮箱紙板等(2)包裝加工紙①紙張凡定量在150~200g/㎡以下的紙稱為紙張，②紙板定量在150~200g/㎡以上的紙稱為紙板。

對于包裝加工用紙可分為：A.防潮紙。石蠟紙、油紙、瀝青紙等。B.防銹紙。接觸防銹紙，氣相防銹紙等。C.多層鋁塑復(fù)合紙。D.瓦楞紙板等。222024/4/3

3.2紙和紙板包裝材料

包裝紙類一般可分為:222

3.2.1包裝用紙的結(jié)構(gòu)及其性能

（1）紙的結(jié)構(gòu)。

紙料是一種具有觸變性結(jié)構(gòu)的可塑體系。這個觸變性膠體結(jié)構(gòu)是由距離遠的或距離大的（與原子大小相比較）相互作用的微小物體（纖維、填料粒子、膠料等）所組成。

232024/4/3

3.2.1包裝用紙的結(jié)構(gòu)及其性能

（1）紙的結(jié)構(gòu)。23.2.1包裝用紙的結(jié)構(gòu)及其性能紙具有下列結(jié)構(gòu)特點：

A.具有多相復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要素成分。

B.結(jié)構(gòu)要素在三個相互垂直的方向上分布的各向異性，表現(xiàn)在纖維的排列方向不同，不同尺寸的纖維分布不同，以及膠料、染料、填料和含有的空氣分布也不同。

C.結(jié)構(gòu)的多毛細(xì)孔膠體特征決定了紙的某些性質(zhì)，如吸收性能、透氣性、吸濕性、水分變化時的變形，由于干燥而在性質(zhì)上產(chǎn)生的不可逆變化等。D.紙的結(jié)構(gòu)要素之間具有決定紙的機械強度和其它性質(zhì)的結(jié)合力。

E.大多數(shù)紙的結(jié)構(gòu)都有兩面性，即紙幅的兩面性質(zhì)不同。

242024/4/33.2.1包裝用紙的結(jié)構(gòu)及其性能紙具有下列結(jié)構(gòu)特點：23.2.1包裝用紙的結(jié)構(gòu)及其性能（2）紙的機械強度。

紙的機械強度通常用紙的整體性遭到破壞和結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆改變的那些應(yīng)力數(shù)值來表示。對紙的強度有影響的主要因素有：

A.成紙中纖維相互間的結(jié)合力和這些力作用的表面積。

B.纖維本身的強度，它們的柔韌性和大小。

C.紙中纖維的分布

◆抗張強度與伸長率◆耐折度◆耐破度

◆

撕裂度：撕裂度一般用絕對撕裂度、相對撕裂度、撕裂面積來表示。影響紙的撕裂度的因素有干燥條件、緊度、紙漿的類型及周圍空氣的相對溫度等?！裟湍姸取艨箾_擊強度◆紙的濕強度◆紙的塑化

252024/4/33.2.1包裝用紙的結(jié)構(gòu)及其性能（2）紙的機械強度。2

3.2.2主要包裝用紙張

一般紙張均可用于包裝,包裝所用的紙張應(yīng)具有強度大、含水率低、透氣性小，不含對包裝產(chǎn)品有腐蝕性的物質(zhì)，有良好的印刷性能。目前生產(chǎn)的包裝用紙品種很多，主要的包裝用紙包括:(1)羊皮紙羊皮紙有兩種，一種是動物羊皮紙，一種是植物羊皮紙(2)普通食品包裝紙

(3)中性包裝紙

(4)雞皮紙

(5)玻璃紙和防油紙

(6)牛皮紙

(7)紙袋紙

(8)防銹紙

262024/4/3

3.2.2主要包裝用紙張

一般紙272024/4/3272024/4/2

3.2.3主要包裝用紙板

凡定量在150～200g/m2以上的紙種，一般稱為紙板，它的主要用途是制作包裝容器和襯墊材料。紙板可分為單層紙板和多層紙板。對于包裝用各類紙板的基本要求是：A．表面應(yīng)具有良好的印刷性能B．應(yīng)具有良好的折疊性，折疊后不致破裂，且應(yīng)具有均勻的基重及均勻厚度。C．經(jīng)過裁切后，紙板應(yīng)完全平整，不得有任何翹曲，且紙板層與層之間不能有脫層現(xiàn)象。D．應(yīng)具有足夠的勁度，使制成包裝容器后，產(chǎn)品包裝及堆高仍能保持其外形。E．應(yīng)具有良好的抗水性、抗油性及尺寸穩(wěn)定性，能耐各種氣候變化而不致使紙箱尺碼發(fā)生變化F．應(yīng)具有一定的耐磨性，涂層應(yīng)不易擦除或刮除。282024/4/3

3.2.3主要包裝用紙板

凡定量在150

3.2.3主要包裝用紙板

對幾種主要用包裝紙板及其性能進行介紹。(1)包裝紙板是專用于制作工業(yè)產(chǎn)品和商品包裝紙盒的一種薄型紙板，分為平板紙板和卷筒紙板兩種。(2)黃紙板又稱草紙板，是一種低級包裝紙板。它主要用于作包裝襯墊及將印刷好的未經(jīng)印刷的膠版印刷紙等裱糊在表面，制作各種中、小型紙盒作包裝食品、糖果、皮鞋等用。（3）白紙板是銷售包裝的重要包裝材料。其主要用途是經(jīng)彩色套印后制成紙盒，供商品包裝用，起著保護商品、裝潢商品、美化商品和宣傳商品的作用。如兒童玩具、藥品、食品、牙膏等商品銷售包裝。（4）瓦楞紙板是在包裝工業(yè)中應(yīng)用最廣的一種紙板，特別是商品包裝，可以用來代替木板箱和金屬箱。

292024/4/3

3.2.3主要包裝用紙板

對幾種主要用包裝紙板及其302024/4/3302024/4/2

3.3木材包裝材料

3.3.1木材的工藝性能

一般木材具有以下主要工藝性質(zhì)特點:①握釘力②抗劈裂性③彎曲能力312024/4/3

3.3木材包裝材料

3.3.1木材的工藝性能31

3.3.2我國主要包裝木材的特點

我國的樹木種類約有七千多種，適于制材的樹木也在二千種以上，而用于包裝的技術(shù)主要有下列幾種：①紅松②馬尾松③白松④杉木⑤樺木⑥椴木⑦毛白楊322024/4/3

3.3.2我國主要包裝木材的特點

332024/4/3332024/4/2

3.3.3木質(zhì)包裝箱的用材選擇

木制包裝的木材根據(jù)包裝的內(nèi)容不同，有不同的要求。因此，木材的密度、相應(yīng)的硬度和握釘力等性能是作包裝用材等級的依據(jù)。①軍工包裝箱②機電產(chǎn)品等重型包裝箱③茶葉包裝箱④食品包裝箱⑤一般包裝箱342024/4/3

3.3.3木質(zhì)包裝箱的用材選擇

3.3.4包裝用人造板材

人造板材除膠合板外，所使用的原料均系木材采伐過程中的剩余物，使樹權(quán)、截頭、板皮、碎片、創(chuàng)花、鋸木等廢料都得到利用。而且人造板材強度高、性能好。人造板材的種類很多，主要有膠合板、纖維板、刨花板等。352024/4/3

3.3.4包裝用人造板材

人3.3.4包裝用人造板材3.3.4.1膠合板膠合板材制膠合板時一般采用三種制造形式：◆熱壓固化膠合◆冷壓膠合◆模壓成型。362024/4/33.3.4包裝用人造板材3.3.4.1膠合板3623.3.4