塑料包装工艺收缩与拉伸.ppt

一、收缩包装或收缩薄膜裹包(Shrink-film wrapping) 利用有热收缩性能的塑料薄膜裹包被包装 物品，然后进行加热处理，包装薄膜即按一定的 比例自行收缩，紧密贴住被包装物品的一种方法 。 1 收缩包装与拉伸包装 收缩包装与拉伸包装适用范围 n啤酒行业：彩膜热收缩包装提高产品档次。 n日化行业：集合包装 n医药企业：热收缩包装取代纸盒包装可节省千万元。 n饮料行业：可比纸箱包装降低30%的成本。 2 收缩包装与拉伸包装 1 收缩包装的原理 对于在聚合物的玻璃化温度以上拉伸并迅 速冷却得到的塑料薄膜，若重新加热，则能恢 复到拉伸前的状态，收缩包装技术就是利用薄 膜的这种热收缩性能发展起来的。即将大小适 度的热收缩膜套在被包装物品外面，然后用热 风烘箱或热风喷枪加热几秒钟后，薄膜会立即 收缩，紧紧包裹在产品外面，从而达到便于商 品运输或销售的目的。 3 4 5 6 7 收缩包装与拉伸包装 2 收缩薄膜 一般塑料薄膜：用熔融挤出法、压延法、溶液 流延法制得。(延伸率1:2) 热收缩薄膜：将片状或筒状薄膜再进行纵 向或横向的数倍拉伸处理，使薄膜的分子链成 特定的结晶面与薄膜表面平行取向，从而增加 薄膜的强度和透明度，同时在薄膜拉伸时给予 一定的温度，使薄膜在凝固前被拉伸的比例增 至1:4到1:7。 8 收缩包装与拉伸包装 常用热收缩薄膜为：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）等， PE、PVC用量占全部的75%。 9 采用化学交联生产PE收缩膜的工艺流程如下图。 交联：破坏结晶，提高收缩膜的收缩应力和强度。 10 按制造工艺及使用范围分： 二轴拉伸：薄膜在加工时纵横两轴向的拉伸量几 乎相等。如食品的托盘包装。 一轴拉伸：薄膜在加工时只向一个方向拉伸。如 酒类、矿泉水的标签包装。 11 (1)主要指标 A 收缩率与收缩比 二轴型收缩膜：纵横两向收缩率相等，为50% 一轴型收缩膜：25%-50% 收缩比：纵横两向的收缩率之比 12 B 收缩张力 指薄膜收缩后施加给被包装物品的张力。 张力大小要与被包装物品相适应。 13 C 收缩温度 从开始收缩到收缩停止的温度范围称为收 缩温度。 对包装而言，加热时收缩产生的张力达到 预定张力时的温度也称为收缩温度。 收缩温度越低对被包装物的影响越小。 D 热封性 要求封缝强度要高。 14 (2)常用收缩薄膜的性能和用途 优良的阻隔性、较低的热封温度。 聚氯乙烯：收缩温度低，范围大(40-160)； 包装件透明，美观； 热封部位整洁，但封缝强度低，热封时有臭味 ； 透氧率低， 透湿率高； 适于蔬菜、食品、杂货、纺织品等； 抗冲击强度低，低温易变脆，不适于运输包装 。 15 聚乙烯： 收缩温度比聚氯乙烯高20-30 （需冷却装置 ） 光泽、透明度比聚氯乙烯差； 抗冲击强度大，价格低，封缝强度高； 适于运输包装 。 16 聚丙烯：光泽、透明度好； 耐油、防潮、收缩张力大； 收缩温度高、范围窄； 热封性差，封缝强度低； 适于包装磁带、唱片等。 17 乙烯-醋酸乙烯共聚物：抗冲击强度大； 透明； 热封温度低，热封性能好； 收缩张力小； 适于有突起部分或形状不规则物品的包装。 聚苯乙烯用于信件包装。 聚偏二氯乙烯用于肉类包装。 18 n聚酯热收缩薄膜是一种新型热收缩包装材料。由于它 具有常温下稳定，易于回收、无毒、无味、机械性能 好、符合环境保护等特点，在发达国家聚酯（PET）已 成为取代聚氯乙烯（PVC）热收缩薄膜的理想替代品。 n普通聚酯是结晶型高聚物，普通PET薄膜经过特殊工艺 处理只能得到30%以下的热收缩率。共聚改性后的PET 薄膜其最高热收缩率可高达70%以上。 n收缩标签是其最主要的应用领域，其次为日用商品的 外包装。 19 (3) 塑料薄膜热封法(见图6-24) 热封方法与薄膜的适应关系、与袋型的配合关系 见表6-1、6-2 。 20 （a） 板条热压封合 1-加热板 2-薄膜 3-封缝 4-耐热胶垫 5-工作台 特点：结构简单、封合快、可恒温控制。 为防止封口时薄膜产生收缩，应快速封合，并立即 采取冷却措施。 适于封合聚乙烯复合薄膜，不适于封合受热易收缩 、 易分解的薄膜。 21 （b） 辊轮热压封合 2-薄膜 3-封缝 6-辊轮 特点：一对或一个辊轮加热 适于封合复合薄膜，不适于封合单层薄膜 （受热易变形，封缝不美观）。 22 （c）环带热压封合 2-薄膜 7-环形钢带 8-加热装置 9-冷却装置 特点：结构复杂，用于单个充填袋的最后封口， 适于容易热变形的薄膜。 23 （d）加压熔断封合 2-薄膜 3-封缝 5-工作台 6-辊轮 10-热刀 特点：热刀与薄膜接触，熔融封合并切断。 封缝强度不大，但外观整齐 24 （e）高频加压封合 2-薄膜 3-封缝 5-工作台 11-高频电极 12-压头 特点：聚合物因感应阻抗而发热熔化形成封缝， 中心温度偏高但不过热，封缝强度较高。 适于封合聚氯乙烯，不适于封合低阻抗薄膜。 25 （f） 热板压纹封合 2-薄膜 3-封缝 13-热板 14-加压辊轮 特点：结构简单、连续工作。 适于热变形较大的薄膜。 26 （g）脉冲加压封合 2-薄膜 3-封缝 4-耐热胶垫 5-工作台 15-压板 16-扁镍铬合金电热丝 17-防黏材料 特点：通入脉冲电流，使电热丝发热，薄膜熔融、黏合 ； 用冷空气或冷却水冷却封缝，封缝质量稳定。 间歇操作。 适于封合易热变形和受热分解的薄膜。 27 （h）电热加压封合 2-薄膜 3-封缝 4-耐热胶垫 5-工作台 15-压板 18-圆电热丝 特点：通电，使圆电热丝发热，薄膜熔融、黏合 ， 切断； 封缝强度较好。 适于封合热收缩薄膜。 28 （i）热板熔融封合 2-薄膜 3-封缝 19-冷却板 20-加热板 特点：封口熔融呈细杆状，封口强度较高。 适于封合热缩性材料，速度慢，效率低。 29 （j） 超声波熔焊封合 2-薄膜 3-封缝 5-工作台 21-超声波发生器 特点：由内向外发热、熔融、黏合。 适于易热变形薄膜的连续封合，设备贵。 30 3 收缩包装工艺 分两步：预包装、热收缩 预包装：用收缩薄膜把物品裹包起来，留出热封 必要的口和缝。 热收缩：将预包装的物品放到热收缩设备加热收 缩。 31 （1）预包装 薄膜：平张膜、筒状膜、对折膜 薄膜尺寸比物品大10%-20%（不要过大、过小） PE热收缩薄膜厚度：一般物品0.08-0.1mm 大托盘0.5mm （2）预包装方法 A 两端开放式（套筒式）收缩法 用筒状膜、平张膜将物品裹包在一个套筒里，然后 进行热收缩作业，制成的包装件两端均有一个收缩口。 平张膜：各种物品（多用于形状规整的单一或多件物品 ） 筒状膜：单一物品大批量包装 32 33 B 四面密封式（搭接式）收缩包装 将物品四周用平张膜或筒状膜包裹起来，接缝采用 搭接式密封。 注意：封口器处有刺针刺破薄膜，收缩后小孔自 行封闭。 34 用对折膜采用L形封口方式 适合包装异形及尺寸变化多的物品。 用卷筒平张膜采用枕形袋式或筒式包装 筒式包装两端打卡结扎，主要用于熟肉制品的包装 。 35 火腿肠的包装工艺过程如下： 原料验收-预处理-计量充填-真空封口（打卡 结扎）-热收缩-冷却干燥-成品 36 C 一端开放式（罩盖式） 将容器或托盘边缘下部薄膜加热收缩，适用于有边容器 。 37 D 托盘收缩（运输包装） 物品可以一定数量为单位牢固地捆包起来，在运输过程 中不会松散，并能在露天堆放。 38 (3) 热收缩操作 a热收缩通道 由输送带和加热室组成。 循环热风，温差5 物品体积太大，或收缩 温度较高时，需用风扇 冷却。 39 40 41 b手提式热风喷枪 现场操作 适用于大型托盘集装式物品或体积较大的单件异形 物品的收缩包装操作。 42 4 收缩设备 (1) 小型收缩包装机 用于包装水果、蔬菜，以纸浆模塑或塑料浅盘盛装。 采用枕形袋式包装，与卧式枕形袋包装机相似。 (2) L型封口式包装机：卷筒对折薄膜，手工送料 43 (3) 板式热封包装机 用于两端开放式和四面密封式包装。 四面密封式包装：端封一般为条状热封； 侧面封为条状或辊轮式热封。 (4)大型收缩包装机 用于瓦楞纸箱、大袋包装件的集合包装 44 45 46 二、拉伸包装或拉伸薄膜裹包 (Stretch-film wrapping) 利用可拉伸的塑料薄膜在常温下对薄膜进行 拉伸，对被包装物品进行裹包的一种方法。 “近5年来缠绕膜机械行业每年以11%12%的平均增 长速度发展，2005年缠绕膜机械全行业总产值近400 亿元，已成为机械工业系统14大行业之一。” 47 1 原理、特点 原理：常温下将塑料薄膜拉伸，同时缠绕在被包 装物品的外面，由于薄膜经拉伸后具有自黏性和 弹性，从而将物品牢牢裹紧。 即：通过机械张力作用，将薄膜围绕产品进行拉伸，利 用薄膜拉伸后的自粘性和弹性将产品裹紧的包装方法。 根据情况进行拉伸后的热合 48 特点： a 不需要加热，节省相应的设备、能源投资； （很适合包装怕加热的产品，如鲜肉、蔬菜 和冷冻食品等）； b 可准确控制裹包力，防止产品被挤碎； c 防盗、防火、防冲击、防振动； d 透明，可见内装物； e 防潮性比收缩包装差； f 自黏，不便堆放。 49 50 2 拉伸薄膜 (1) 拉伸薄膜的性能指标 A 自黏性 薄膜间接触后的黏附性。能使包装件紧固、不 会松散。 获得自粘性薄膜的主要方法： 加工薄膜表面，使其光滑有光泽； 使用增加黏附性的填充剂，使薄膜表面产 生湿润效果，提高黏附性。 51 B 拉伸与许用拉伸 拉伸：薄膜受拉力后产生弹性伸长的能力。 许用拉伸：在一定的使用条件下，薄膜保持各种 必需的特性所能施加的最大拉伸。 许用拉伸越大，所用薄膜越少。 C 应力滞留：在拉伸裹包过程中，对薄膜施加的 张力能保持的程度。 应力滞留性越差，包装效果越差。 D 韧性：薄膜抗戳穿和抗撕裂的综合性质。 52 (2) 常用拉伸薄膜 聚氯乙烯：自黏性、拉伸、韧性好，但应力 滞留差； 乙烯-醋酸乙烯共聚物：自黏性、拉伸性、韧性和应力滞 留均好； 线性低密度聚乙烯：综合特性最好。 53 3 拉伸包装工艺 按用途分类：销售包装、运输包装 (1)销售包装 手工 软、脆、零散的物品用托盘。包装工艺过程见图6-30 54 半自动 用于带浅盘的包装。15-20件/分钟 全自动 a 上推式 （图6-31） ：销售包装 b 连续直线式 不宜包装较高物品（图6-32，6-33） 55 56 57 58 (2) 运输包装 质量轻，成本低，既可用于托盘，也可用于 无托盘集合包装 a 回转式拉伸包装（图6-34） 将物品放在一个可以回转的平台上，把薄膜端部贴 在物品上，然后旋转平台，边旋转边拉伸薄膜，将物 品包裹好后切断薄膜，并将末端粘在物品上。 59 A整幅薄膜包装：适用于形状方正的物品； 效率高，经济； 需储存各种幅宽的薄膜。 B窄幅薄膜包装：适用于包装堆码较高或高度不一致的物 品，以及形状不规则或较轻的物品。 包装效率低，但只需储存一种规格的薄膜。 60 61 62 薄膜拉伸的方式有两种（图6-35） a：使用制动器 b：使用一对回转速度不一的导辊 装有气动调节辊，使转过四角处保持拉力均衡。 63 b 移动式拉伸包装 薄膜卷筒1装有制动器，封合器2将薄膜收拢切断。 64 4 全自动缠绕膜机现状 单机多，成套少； 主机多，辅机少； 技术含量低的产品多，高技术、高附加值、高生产率 的产品少； 通用机型多，特殊要求、特殊物料加工的机型少。 65 三、收缩包装与拉伸包装的比较 1 不同点 (1) 对产品的适应性 收缩包装不适合包装冷冻或怕热产品； 拉伸包装无此限制。 (2) 对流通环境的适应性 存放场地：收缩包装既可露天存放，也可仓库存放； 拉伸包装只能仓库存放。 防潮、透气性：收缩包装防潮性好，透气性差； 拉伸包装防潮性差，透气性好。 66 操作环境：收缩包装不适合低温操作， 拉伸包装无此限制。 (3) 设备投资和包装成本 收缩包装设备、维护、能源消耗、材料费用较高； 拉伸包装设备、维护、能源消耗、材料费用较低。 (4) 包装应力 收缩包装应力不易控制，但较均匀； 拉伸包装应力容易控制，但需注意控制楞角处的应力。 67 (5) 堆码适应性 收缩包装堆码性好； 拉伸包装堆码性差。 (6) 库存薄膜的要求 收缩包装需准备多种厚度的薄膜； 拉伸包装可以贮备单种厚度的薄膜，但幅宽随机而定。 68 2 相同点 a 都适用于包装规则或异形的物品； b 适于包装新鲜水果和蔬菜； c 适于单件、多件物品的销售包装 69 第四节 塑料容器包装 1 塑料瓶 2 塑料桶、箱 3 塑料罐、杯、盘、盒 70 71 72 4 塑料软管 分为塑料软管、塑料复合软管 成型方式：一次成型（吹注法） 二次成型（挤拉法，挤吹法制管体，注吹法 制管肩、管颈，然后两部分熔焊在一起。） 73 74