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第三章充填包装工艺 袋装工艺盒装与箱装工艺泡罩与贴体包装工艺封合与贴标工艺 2020 3 18 1 充填将产品 待包装物品 按要求的数量放到包装容器内 称为充填 充填是中间工序 前 容器成型 清洗 消毒 干燥 排列 后 密封 封口 贴标 打印等 被充填物 气体 液体 浆状 粉末 颗粒 块状 包装容器 袋 盒 箱 杯 盘 瓶 罐 桶 2020 3 18 2 贴体泡罩包装 一 概述二 贴体包装三 泡罩包装四 贴体包装与泡罩包装的比较 2020 3 18 3 一 概述 贴体包装 SkinPackaging 是将产品放在能透气的 用纸板 塑料薄膜或薄片制成的衬底上 上面覆盖加热软化的塑料薄膜或薄片 通过衬底抽真空 使薄膜或薄片紧密地包紧产品 并将其四周封合在衬底上的包装方法 2020 3 18 4 一 概述 1 概念泡罩包装 BlisterPackaging 是将产品封合在由透明塑料薄片形成的泡罩与衬底 用纸板 塑料薄膜或薄片 铝箔或它们的复合材料制成 之间的一种包装方法 2020 3 18 5 由于这两种包装方法包装都是用衬底作为基础 因此也称衬底包装 CardedPackages 泡罩包装与贴体包装同属塑料薄片热成型充填包装 具有相同的热成型原理和共同的特点 具有透明的外表 可以清楚地看到产品的外观 衬底上可印刷精美的图案和商品使用说明 便于陈列和使用 包装后的产品被固定在成形的薄料薄片与衬底之间 在运输和销售中不易损坏 这种包装方式既能保护产品 延长储存期 又能起到宣传商品 扩大销售的作用 有集合包装之功能 主要用于包装一些形状复杂 怕压易碎的产品 如医药 食品 化妆品 文具 小五金工具和机械零件 以及玩具 礼品 装饰品等产品 在自选市场和零售商店很受欢迎 2020 3 18 6 2 塑料热成型基本原理 二次加工 将1 2mm的热塑性薄片 加热到高弹态 塑性变形阶段 借助压力 机械 液压 抽真空等方式 使其贴近模具 或被包装物 的型面 因而取得与型面相仿的的形状 经过冷却后形成制品 如果是泡罩或贴体 还要将被包装物充填后密封 2020 3 18 7 2020 3 18 8 3 注意问题 1 成型温度如图所示 当温度在Tg T Tf范围时 分子链段运动激化 但分子间相互滑移受阻 没有自由运动 因此 在外力作用下非晶态高聚物处于高弹态 塑片成型 晶态高聚物Tg T Tm 晶区处于粘流态 非晶态区分子链段处于激化状态 高弹态 此时掌握的热成型温度与高聚物的结晶度大小 分子量大小有关 外力作用下仍然有较大变形 成型温度下限应以片材在变形最大区域内不发白或不出现明显缺陷为限度 上限是以片材不发生降解和不会在夹持架上出现过分下垂 宏观上 的最高温度 为了获得最快的成型周期 通常偏向于下限值 2 厚度问题 要求厚薄均匀 公差 4 8 否则出现温度不均 制品存在残余应力等情况 3 压力与冷却方式 对泡罩的成型及贴体对内装物的压力都有影响 2020 3 18 9 二 贴体包装1 贴体包装的组成塑料薄片 热封涂层 印刷油墨和衬底 纸板或瓦楞纸板 组成 适用于一些复杂形状 不易制作模具 易碎 怕挤压的商品 如计算机磁带 灯具 玩具 礼品 成套瓷器等的包装 贴体包装横截面结构示意图1一塑料片材 2一产品 3一热封涂层 4一卡纸板 2020 3 18 10 2 贴体包装的工艺贴体包装与泡罩包装包装效果类似 但工艺不同 贴体包装不需要专门的热成形模具 而是以产品本身为模具 贴体包装只能用真空吸塑法而不能以吹塑法进行成形 因此衬底必须透气 如瓦楞纸板 或需扎小孔 白纸板 以便抽真空 方法是将衬底纸板通过带针的滚轮 开出小孔 孔的直径约为0 15mm 每平方厘米内开3 4个左右 2020 3 18 11 工艺流程 将产品和包装底板放入贴体包装机真空室内 加热器开始加热使贴体膜夹在膜框中受热软化 经适当加热软化的贴体膜在膜框下降时覆盖在待包装产品上 加热器停止加热 同时开始抽真空 将贴体膜紧紧吸附于产品及粘贴于底板上 形成贴体包装 膜框打开 取出包装成品 2020 3 18 12 贴体包装的工艺流程示意图 2020 3 18 13 工艺过程框图及分析 2020 3 18 14 3 贴体包装材料的选用 销售包装时考虑材料的透明性 易切断性 一定的刚性 脆性 和衬板的卷曲问题 指受热或受潮造成的卷曲 一般与纸板纤维的方向性 正反面 厚度大小有关 运输包装 大件产品 以保护性能为主时则考虑薄片的外观 耐热性 耐戳穿性和深拉伸性能 贴体包装用的塑料薄膜常用的是LDPE PVC和离子键聚合物 包装小而轻的产品时 用0 1一0 2mm的离子键聚合物薄片 包装大而重的产品时 应用0 2一0 4mm的聚乙烯薄片 衬底材料通常为白纸版 其厚度为0 45 0 60mm 最厚不超过1 4mm 为了防止卷曲 可以采用涂布瓦楞纸板 2020 3 18 15 4 贴体包装设备 贴体包装机有手动式 半自动式和全自动式几种 手动式操作过程中 用手将产品放在衬底上 将薄片夹在夹持器中 然后进行吸塑加工 半自动式的 除放置衬底和产品外 其余过程均由机器自动进行 小型手动和半自动机器每分钟可运行2 3张小纸板 较大的机器每分钟运行5 8张大幅面纸板 图6 8是型号为POSIS PAC的连续式全自动生产线 自动化程度很高 包装效果很好 生产率为5 6m min 2020 3 18 16 5 存在问题 由于衬底上有针孔 因此没有阻隔性 不能包装液体和粘性食品 贴体包装难以实现自动化和流水线生产 生产效率低 但不需要模具 主要用于包装小批量生产的产品和大而重 形状复杂的产品 贴体包装一般比较便宜 但需要较多人工 2020 3 18 17 三 泡罩包装 最初的泡罩包装主要用于药品包装 当时为了克服玻璃瓶 塑料瓶等瓶装药品服用不便 包装生产线投资大等缺点 加之剂量包装 药片小包装的需要量越来越大 因此在50年代出现了泡罩包装并得到广泛应用 后来经过对泡罩包装材料 工艺和机械等的深入研究和不断改进 使其在包装质量和速度以及经济性等方面 都取得很大进展 现在除了药品片剂 胶囊和栓剂等包装外 在食品和日用品等产品的包装上也得到广泛应用 如果采用自动包装机 还可提高生产效率 降低成本 2020 3 18 18 1 泡罩包装常见形式 1 泡罩直接封合在衬底上 2 衬底插入泡罩的沟槽内 3 压穿式泡罩 4 泡罩封合在模切的衬底上 5 泡罩插入衬底的沟槽中 6 衬底有铰链开口 7 衬底有折叠部分 物品可立放或挂在货架上 8 内装物品可以从泡罩内挤出 而不需打开泡罩 9 双面泡罩 衬底上有模切的孔 10 全塑料无衬底的分隔式条状包装 11 双层衬底 12 多泡罩分隔式包装 13 全塑料铰结式或双泡罩无衬底包装 14 滑槽式可取出内装物品的泡罩包装 2020 3 18 19 2 泡罩构造及与衬底的连接方式衬底与泡罩连接方式多样 以热封方式为主 也可将衬底插入泡罩的沟槽中 还可胶合或钉合 泡罩包装横截面构造1 塑料片材 2 热封涂层 3 印刷油墨层 4 5 印刷涂层 6 8 衬底表面化学处理层 7 衬底内层 9 衬底 10 泡罩 11 产品 2020 3 18 20 3 泡罩包装材料 1 塑料薄片 泡罩包装采用的塑料薄片种类和规格很多 选用时必须考虑被包装产品的大小 质量 价值和抗冲击性等 还要考虑被包装产品是否有尖锐或突出的棱角 以及材料自身的热封性和易切断性等 泡罩包装用的硬质塑料片材有纤维素 聚苯乙烯和乙烯树脂三类 其中纤维素类应用最普遍 有醋酸纤维素 丁酸纤维素 丙酸纤维素等 它们都具有极好的透明性和热成型性 较好的热封性及抗油脂性 但纤维素的热封温度一般比其它塑料片要高些 定向拉伸聚苯乙烯透明性极好 具有良好的热封性 但抗冲击性差 容易破碎 低温时则更甚 乙烯树脂价格一般比聚苯乙烯便宜 有硬质的也有软质的 有较好的透明性 它与带涂层的纸板有良好的热封性 加入增塑剂后可提高耐寒性和冲击强度 对于要求阻隔性和避光的内装物 应采用塑料薄片与铝箔复合的材料 包装食品和药品则需采用无毒塑料 如无毒聚氯乙烯 PVC 等 而且必须符合卫生标准 表6 1是药品包装用PVC卫生指标 表6 2是食品包装用PVC的卫生指标 2020 3 18 21 2 衬底 衬底常用白纸板 白纸板用漂白硫酸盐木浆制成 或用再生纸板为基层上覆盖白纸制成 在选用时应考虑内装物的大小 形状和质量 衬底的表面应该洁白有光泽 印刷适性好 能牢固地涂布热封涂层 以保证热封涂层熔融后 可将衬底和泡罩紧密地结合在一起 以免内装物掉出 白纸板衬底的厚度范围为0 35 0 75mm 常用纸板厚度为0 45 0 60mm 衬底材料还可选用B型或E型涂布瓦楞纸 带涂层铝箔和各种复合材料 2020 3 18 22 3 涂层材料 热封涂层应该与衬底和泡罩有兼容性 要求热封温度应相对地低 以便能很快地热封而不致使泡罩薄膜破坏 常用热封涂层材料有耐热性乙烯树脂和耐水性丙烯酸树脂 它们都具有良好的光泽 透明性和热封能力 2020 3 18 23 药品的泡罩包装 它可以保护产品 防止潮湿 灰尘 污染 盗窃和破损 延长商品储存期 并且包装是透明的 衬底上印有使用说明 可为消费者提供方便 例如以泡罩包装的药品往往按每日服用剂量封装在一块衬底上 如果将泡罩向后按压 药品可直接进入口中 避免污染 国外称这种包装为PTP PressThroughPack 包装 国内译为压穿式包装 因为在服用时 用手按压泡罩 药品即可穿过衬底薄膜而取出 泡罩包装 还可把衬底制成悬挂式 挂在货架上 便于销售 有些小件商品 如圆珠笔 小刀 化妆品等若采用泡罩包装衬底联在一起 在自选商场中不易被窃 而且起到美化和宣传的作用 2020 3 18 24 4 泡罩包装的工艺流程泡罩包装的泡罩空穴有大有小 形状因被包装物品的形状而异 有用衬底的 也有不用衬底的 而且泡罩包装机的类型也比较多 尽管如此 泡罩包装的基本原理大致上是相同的 其典型工艺过程为 片材加热 泡罩成型 充填物品 安放衬底 热封 切边修整泡罩成型 主要有吹塑成型与吸塑成型 吹塑成型是用压缩空气将软化的片材吹压向模具 使之紧贴模具四壁而成型 质量好 对深浅泡罩均适用 冲头辅助吹塑成型 可获得壁厚均匀 棱角挺阔 尺寸较大 形状复杂的泡罩 吸塑成型是用抽真空的方法 将软化的薄片吸附在模具四壁成型 适用于较浅的泡罩和较薄的材料 对于包装材料刚性较大的材料 如复合铝 PA Al PVC 则适合采用凸凹模冷冲压成型方式 2020 3 18 25 泡罩成型方式a吸塑成型b吹塑成型c冲头辅助吹塑成型d凸凹模冷冲压成型 2020 3 18 26 泡罩包装过程 2020 3 18 27 1 卷筒泡罩薄片2 加热器3 成型滚筒4 负压成型的泡罩5 压缩茶叶料斗6 衬底材料7 热压辊 停车时摆开 8 剥离辊9 裁切辊10 包装件11 输出输送带 2020 3 18 28 其中 a 卷筒塑料薄片向前输送 b 薄片加热软化 在模具内用压缩空气压制或用抽真空吸制成泡罩c 用自动上料机构充填产品 d 检测泡罩成型质量和充填是否合格 在快速自动生产线上 常采用光电探测器 发现不合格产品时 将废品信号送至记忆装置 待切边工序完成后 将废品自动剔除 e 卷筒衬底材料覆盖在已充填好泡罩上 f 用板式或辊式热封器将泡罩与衬底封合在一起 g 在衬底背面打印号码和日期等 h 切边后形成包装件 如果装有剔除废品装置 则在切边工序之后 根据记忆装置储存的信号剔除废品 这种自动包装生产线适合于单一品种大批量生产 它的优点是生产率高 成本低 而且符合卫生要求 2020 3 18 29 5 35泡罩包装工艺过程示意图1 卷筒包装材料 2 加热器 3 成型器 4 推送杆 5 定量充填器 6 卷筒衬底材料 7 热封器 8 裁切器 9 传送带 10 包装件 11 输出传送带 2020 3 18 30 5 泡罩包装设备1 手工操作 塑料薄片泡罩预先成型 衬底预先印刷并切割好 包装时用手工将产品装入泡罩内 盖上衬底 然后用热封器将泡罩与衬底封合为一体 有些产品对流通环境的温度和湿度要求不高 不用热封 而用钉书机钉封 2 半自动化操作 将卷筒的或单张的塑料薄片送入半自动泡罩包装机内 机器操作是连续的或间歇的 成型模具的数量根据产品的大小和生产量而定 一般都采用多列式 薄片经成型冷却后 用手工将产品装入泡罩内 将卷筒或单张形式的印刷好的衬底覆盖在泡罩上 再进行热封 切边 得到完整的包装件 3 自动化操作 自动化操作时 除了以上包装工序外 还可将打印 装说明书 装盒等工序与生产线相联 其生产流程如图6 10所示 2020 3 18 31 2020 3 18 32 1 贴体与泡罩包装的共同特点 一般均为透明包装 能看见内装物品 都能包装形状复杂的物品 通过衬底的形状和精美的印刷 能增强商品的宣传效果 可以悬挂和陈列 可以包装成组或零件多的商品 与其他包装方法相比较 包装费用较高 人工消耗多 包装效率低 四 贴体包装与泡罩包装的比较 2020 3 1