塑料包装材料塑料薄膜的成型.ppt

包装材料学,金海霞九江学院机械材料学院,包装材料学,一塑料单膜目前软包装普遍采用的塑料单膜品种有LDPE、HDPE、BOPP、CPP、PA、PET、EVA、PVDC、PVC等十多种.其中以聚乙烯、聚丙烯的用量为最大；特别是双向拉伸聚丙烯薄膜，其用量不断增长，其主要用途之一是代替玻璃纸包装材料。,Next,Back,概述,1.定义：一般将厚度在0.25mm以下的片状塑料称为薄膜。2.性能：透明、柔韧、良好的耐水性、防潮性和阻气性，机械强度较好，化学性质稳定，耐油脂，可以热封制袋。,包装材料学,一塑料单膜,Next,Back,PE、PP、PS、PVC、PVDC、NY、PET、EVA、PVA。,3.分类：,挤出吹塑、挤出流延、压延、溶液流延、单向双向拉伸、共挤出复合、涂布薄膜。,概述,包装材料学,一塑料单膜,Next,Back,单层、复合。,防潮、保鲜、防锈、热收缩、弹性、隔氧、耐蒸煮。,概述,包装材料学,一塑料单膜,Next,Back,1.挤出法：,二.塑料薄膜的成型方法,包装材料学,Next,Back,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,（1）先将固态的塑料树脂通过适当的方法变成熔体；（2）接着将这种熔体用一定的方法使其成型，制造成为所需要的塑料包装制品。挤出工艺主要用来制作薄膜、片材以及挤出吹塑瓶等塑料包装制品，所使用的设备是塑料挤出机。,挤出工艺,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,采用加热加压和剪切等方式，将固态的塑料原料或混合有色母料等助剂、共混树脂或回料的物料变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续制品。,塑料挤出机的功能,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,塑料挤出机的主体是一个带有螺杆和内螺纹的机筒结构，原料在一端的料斗进入机筒，然后由旋转的螺杆传送到机筒的另一端。通过在机筒外部的加热器加热以及在塑料和螺杆由于摩擦而产生的摩擦热的作用下，使塑料变软和熔化。,塑料挤出机的工作原理,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,在挤出机上，塑料熔体流过的机头目模的开口形状是一条狭缝，称为狭缝机头，熔体通过狭缝形成一个长方形的截面的连续体，其截面的宽度远大于厚度。特点：（1）平挤薄膜和片材是将熔体挤到骤冷的镀铬辊上制成的。辊子的表面非常光滑，使得制成的薄膜表面的光洁度也非常好。（2）平挤薄膜可以通过“取向”或在一定条件下拉伸薄膜，使得一些分子在拉伸方向重新排列，当外力去除后这种排列仍将保持。取向能增加结晶度，改善阻隔性能，强化拉伸方向的强度，弱化未拉伸方向的强度。应用：聚酯（PET）薄膜取向PP薄膜（BOPP）,平挤薄膜,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,用塑料挤出机将熔融的塑料通过环形口模再将其吹胀而制成，挤出的中空塑料管膜也被称作“膜泡”。吹入的空气压力使得中空管膜膨胀形成所需要的尺寸。特点：几乎没有废料产生。吹膜生产线与平挤膜生产线相比产量更高，更经济.大约有90的聚乙烯薄膜用这种方法生产。就薄膜的透明度和均匀性来看，吹膜不如平挤薄膜，由于吹膜工艺的冷却速度慢造成的。,挤出吹塑薄膜,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,材料3,材料1,材料2,膜泡,共挤膜头剖面图,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,二.塑料薄膜的成型方法,挤出吹塑法：,挤出机,包装材料学,Next,Back,挤出吹塑法：,挤出机,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,挤出吹塑法：,挤出机及辅机,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,挤出吹塑法：,挤管设备,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,挤出吹塑法：,挤管设备,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,挤出吹塑法：,防腐挤出机,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,挤出吹塑法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,牵伸比：指通过夹辊时薄膜的速度（牵伸速度）与挤出速度之比。即薄膜的纵向牵伸倍数，一般取46。吹胀比：指吹胀后的膜管直径与机头环形模口直径之比。即薄膜的横向牵伸倍数，一般取2.53。,（1）控制因素：,挤出吹塑法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,设备简单、投资少；适合多种塑料、多种规格；经双轴拉伸，强度高；型坏温度比较均匀，制品破裂减少；管膜无切边损失；,(2)性质,优点,挤出吹塑法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,由于冷却速度慢，透明性较差；薄膜厚薄公差较大；,缺点,挤出吹塑法：,(2)性质,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,PE、PP、PVC、NY，双向拉伸薄膜、热收缩薄膜,挤出吹塑法：,（3）适用品种：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,2.T模法（挤出流延法）T模：是由中心进料的槽形口模与挤出机流道成T形。,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,（1）设备示意图：,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,挤出机,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,三层共挤流延透明机组,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,三层共挤流延机组,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,机头形式：直歧式、衣架式和分配螺杆式。气隙：从T型机头的模唇到冷却辊切点的距离，一般在2565mm之间。冷却方法：冷辊法和水槽法。,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,设备较复杂、费用高；一种规格的机头口模一般只能生产一种宽度的薄膜；由于急速冷却，薄膜透明度、光泽度好；厚薄公差较小，且可多色印刷；生产效率高；纵向强度稍差，存在缩颈现象。,PP、PE、PVC、NY、PC。,2.T模法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,分类：,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,3.拉伸法：,同时拉伸法（一步法）逐次拉伸法（两步法）,（1）双向拉伸平膜法：,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,POF热收缩膜,热收缩膜,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,热风循环型PE热收缩包装机,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,单向拉伸PE薄膜（拉伸膜、收缩膜、保鲜膜）生产系统,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,双轴取向，抗拉强度、耐撕裂强度、抗冲击强度、透明度和光泽度等都提高；但伸长率降低；耐热性、耐寒性、气密性和防潮性也有改善；热封性能变差，单膜不能热封合。,性能：,BOPET、BOPP、BOPS、BONY薄膜。,适用范围：,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,双螺杆拉伸膜机,双向拉伸薄膜制造,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,无拉伸薄膜生产设备,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,熔融塑料环形口模挤出膜管急冷夹辊压平红外线加热吹胀（横向拉伸）牵引（纵向拉伸）夹辊夹平高温处理冷却卷取热定型管膜破缝,a.拉伸工艺：,（2）泡管法：（膨胀式拉伸法）,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,b.性能：采用急速冷却，可制得热收缩薄膜。设备简单，费用低，占地面积小。薄膜纵横向性能均衡，无切边损失。公差较大，平整性差；拉伸倍率较小，其吹胀比和拉伸比一般为2.5左右。c.适用范围：PE、PP、PVC等热收缩膜。,3.拉伸法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,4.压延法：是将加热塑化的热塑性塑料通过两人个以上旋转的辊筒间隙，连续成型薄膜或片材的一种成型方法。,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,四辊压延机,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,压延印花膜,压延印花台布,压延印花浴帘,压延膜,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,a.配料：b.塑化：c.供料：d.压延：,（1）PVC压延薄膜的生产工艺过程：,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,（2）性能：压延成型加工能力大，连续化、自动化程度高，生产速度快；薄膜厚薄均匀，质量好；设备庞大、生产流程长，一次投资较高；薄膜宽度受限，一般在2.5米以下。（3）适用范围：PVC、PE、PP、ABS等塑料薄膜和片材。,4.压延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,5.流延法（流延铸塑）将热塑性或热固性树脂配成一定粘度的溶液，然后以一定的速度流布在连续的支持体（钢带或辊筒）上，通过加热去除溶剂、固化后从载体上剥离下来即制得流延薄膜。,5.流延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,1）性能：生产的薄膜厚度小，最小可达510m。厚度均匀，透明度高，内应力小，可满足较高光学性能的要求。生产速度较慢。因使用溶剂需要增加溶剂回收装置。不宜生产太厚的薄膜。,2）适用范围：在熔融状态下不稳定或熔点过高，并能很好地溶解于有机溶剂的塑料品种：PVA、CA、PC等。,5.流延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,5.流延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,薄膜厚度取决于溶胶液的浓度、流延量及流延速度。,5.流延法：,包装材料学,二.塑料薄膜的成型方法,Next,Back,采用复合材料包装食品，再结合充气、真空、脱氧、无菌消毒等技术手段，已经达到保存期极长，食品不致变质败坏。这是包装材料科学为人类作出的贡献，在提供方便的同时，减少了食物资源的自然损耗。,概述,三复合材料,包装材料学,Next,Back,概念：,除塑料软包装形式以外，塑料材料还可制成收缩包装和拉伸包裹薄膜，以及特殊用途的包装薄膜如用于包装鲜花、瓜果，达到保鲜目的的微孔透气性塑料薄膜、防锈薄膜等。,用途：,三复合材料,包装材料学,Next,Back,1复合包装薄膜优点综合性能好装潢效果好且卫生可靠复合薄膜的强度均高于所用基膜强度，故其机械适应性更强。缺点：由于其为多种材料制成，包装废弃物回收利用时分离困难，不易获得较纯的树脂，放回收再利用性差。,概述,包装材料学,Next,Back,三复合材料,2复合包装薄膜组合原则内层要求无毒、无味，耐油、耐化学性好，具有热封住或粘合性；外层要求具有光学性能好、印刷性好、耐磨、耐热、具有较高的强度和刚性；如果要求较高的阻隔性，还可再加上高阻隔的中间层或增加层数，制成三层或四层以致更多层数的复合薄膜。,概述,包装材料学,Next,Back,三复合材料,（l）涂层（粘合层）在基材单面或双面涂一薄层另外的熔体或乳液状的材料，主要作用是增加对基材的可热合性能和改善其阻隔性能。（2）复合复合工艺就是将几种单独基材连接在一起形成复合体的工艺，单层基材通常是塑料、纸或铝箔。（3）共挤出共挤出薄膜是由多层塑料薄膜组成的，采用平挤或吹胀工艺使用两种以上塑料树脂由一步法成型的，特点是薄膜的基材不易分开。,概述,包装材料学,Next,Back,三复合材料,干法复合湿法复合无溶剂复合（热熔复合）共挤复合,复合材料的加工工艺,包装材料学,Next,Back,三复合材料,湿法复合,包装材料学,Next,Back,三复合材料,湿法复合工艺是粘结剂涂布在复合基材表面后，立即就复合，再进行加热固化，从而形成复合材料。湿法复合只能使用在多孔性或能吸收溶剂或水的基材的复合上，塑料薄膜和塑料薄膜的复合是不适合的。塑料同多孔性材料复合时，可以使用湿法复合工艺。湿法复合用粘合剂：大多是水溶性粘合剂木材片材层压成三合板就是湿法复合,包装材料学,Next,Back,三复合材料,概念：,应用范围：,包装材料学,Next,Back,三复合材料,干法复合,包装材料学,Next,Back,三复合材料,概念：,在复合之前，粘合剂（单波或双液型）涂布在一种基材面上层，要预先加热蒸发掉粘合剂中的溶剂，然后进行干燥，所以叫干法复合。,包装材料学,三复合材料,工艺：,Next,Back,利用粘合剂把两种或两种以上的薄膜粘合在一起，从而形成多层结构的复合材料。,可供选择的基材面广。复合牢度高。复合速度比较快。可以表面印刷，卫生性好，油墨印刷后的光泽性好。干法复合有残留粘结剂溶剂和未反应的有毒单体的问题。生产的复合膜成本比较贵。溶剂挥发量大，有较严重的环境污染问题。,工艺特点：,包装材料学,Next,Back,包装材料学,Next,Back,三复合材料,无溶剂复合（热熔复合）,包装材料学,Next,Back,三复合材料,又称热熔复合工艺将热熔粘合剂加热熔融，通过热熔涂布器使热熔粘合剂均匀地涂布在一种基材薄膜的表面，并趁热与另一种基材进行压贴，冷却后由于热熔粘合剂的粘合作用形成复合材料的工艺即热熔复合工艺。,包装材料学,Next,Back,三复合材料,概念：,（1）采用不同的热熔粘合剂可以复合各种不同的基材，基材选择面广；（2）热熔粘合剂是100的固体，无溶剂残留问题，无环境污染问题（3）热熔复合工艺设备简单，投资少、工艺技术要求低；（4）生产速度高；（5）生产成本低，不需要择发溶剂所需的热能，不需溶剂，省资源（6）需要在较高的温度下复合，复合用基材的耐热性要好，否则无法复合。,包装材料学,三复合材料,特点：,包装材料学,Next,Back,三复合材料,挤出复合,包装材料学,Next,Back,三复合材料,包装材料学,Next,Back,三复合材料,1、根据塑料的用途来判断：（1）食品袋、药品瓶和塑料桶等大多是聚乙烯制造的；（2）充气饮料瓶及纯净水瓶，多是聚对苯二甲酸乙二醇酯制造的，塑料肠衣多是聚偏氯乙烯制造的；（3）透明且硬脆的容器多为聚苯乙烯或苯乙烯共聚物；（4）许多塑料包装制品上面都标明了材质，可以通过观察相应的标记来确定制品的材质。,四、塑料的简易鉴定法,包装材料学,Next,Back,2、经验法：对单层塑料薄膜可以通过观察其外观和用途来区分。薄膜:(1)先查看其外观、光泽度、透明度、挺力如无色透明、表面有光