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文档简介
一、食品包装的发展
古代上制陶器包装;
近代包装业的发展;
现代包装工业的发展;
现代包装时跨行业、跨部fj、多种学科互相渗透的边缘学科。
二、食品包装的定义
包装的定义一一为在流通过程中保护产品、方便贮运、促进销售,按一定的技术方法而采用
的容器、材料和辅助物品等的总称。也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过
程中施加一定技术方法等的操作活动。
食品包装一一采用适当材料、容器和包装技术,把食品包裹起来,以便食品在运输和贮藏过
程中保持其价值和原有状态。
包装食品是指用包装材料或容器在工厂事先包装好的食品。
在柜台售货时临时包装起来的食品不能叫包装食品。
三、包装的功能
(一)保护商品
防止由于微生物而发生的变质
防止化学性质的改变
防止物理性质的变化
防止机械伤
防止丢失、盗窃、偷换
(-)方便贮运(使用)
为生产、流通、消费等环节提供诸多方便性。
(三)促进销售
包装是无声的推销员。精美的包装能在心理上征服购买者;形象的图案能增加
人们的购买欲望;简明的文字说明能使消费者了解商品等等。
(四)提高商品价值
包装是商品生产的继续。
投入包装的劳动及所消耗的生产资料的价值结合在商品上,不但能在出售时得到补偿,
而且能给商品另外增加价值。
四、包装的分类
①按包装形态、次序和功能分
包装形态一个体包装,内包装和外包装。
包装次序一第一次包装、第二次包装、第三次包装等等。
包装功能一销售包装和运输包装。
②按包装方法分
蒸煮包装,真空包装,充气包装,无菌包装,贴体包装,冷藏包装等。
③按食品形态、种类分
液体包装,固体包装,农产品包装,畜产品包装,水产品包装等等。
④按包装材料和包装容器分
包装材料——纸类包装,金属包装,玻璃器皿和陶瓷容器,木材,塑料•,复合材料包
装等等。
包装材料的物理性质一软包装和硬包装。防潮包装和阻气包装等。
包装容器的使用次数------次性包装,复用性包装。
五、包装与现代社会生活
(-)包装策略与企业文化
(二)包装与资源环境
(三)绿色包装体系
(四)包装与食品安全
(五)包装与日常生活
六、食品包装研究的范围
1.食品包装材料的研究
2.食品包装容器的造型设计、装潢设计
3.食品包装卫生的研究
4.食品包装方法的研究
5.研究国际市场食品包装的变化
6.包装试验研究
7.包装标准化及包装管理
第一章纸类包装材料及其包装制品
纸类包装材料的特点
①重量轻、价格低,易批量生产。
②适应性广,成型性好,制作灵活,品种广泛。
③卫生、无毒、无污染、易回收、公害少。
@印刷性好,具有一定挺度和良好的机械适应性。
⑤纸质容器弹性好,保护性好,应用广。
⑥资源消耗大,如材料源、电源、水源等。
第一节纸类包装材料的制造及其质量指标
一、纸的制造
(-)纸的化学成分
纸是以纤维素纤维为原料所制成材料的通称。
(一)造纸的主要原料
木材纤维原料一一云杉、冷杉、落叶松等
非木材纤维原料一一竹、禾草、韧皮类
(三)纸浆的制造
利用机械、化学的方法,从植物原料中分离出纤维的过程。
1.机械法制浆
利用机械方法磨碎木材、非木材纤维得到的纸浆叫做机械浆。
特点:生产成本低,不需要化学药品,纸浆收得率高达90%,没有污染问题。主
要用于抄制新闻纸。
2.化学法制浆
碱法(石灰法、烧碱法、硫酸盐法);
亚硫酸盐法
3.纸浆的洗涤、筛选、漂白
(四)纸的抄制
1.纸料制备
将不同的纸浆混合、打浆、施胶、加填、染色。
2.纸张的抄制(造纸机)
3.纸张的整理(压光、复卷、切纸)
二、纸类包装材料的性能
(一)机械力学性能
纸和纸板具有一定的强度和挺度,因此机械适应性较好。它的强度大小主要取决
于一定的温湿度和纸的厚度、质量、加工工艺以及表面状况等。
(二)阻隔性能
(三)温湿度性能
(四)印刷性能
与表面平滑度、施胶度、弹性及粘结力等有关。
(五)加工使用性能
易加工成各种性能的包装容器。
(六)卫生安全性能
三、纸及纸板的质量指标
(-)外观
尘埃、透光点和透帘、孔眼和破洞、折子、皱纹等。
(二)物理性质
定量----
厚度
紧度一一
透气度一一
施胶度一用标准墨水在纸上划线后,在2〜3秒内扩散或渗透的宽度,单位mm。它反映加
胶的程度。
成纸方向----
平滑度一一在规定的真空度下,使定量容枳的空气透过纸样与玻璃之间的缝隙所用的时间
(秒)。
吸水性----
(三)机械性质
抗拉强度一一抵抗平行拉力的能力。
伸长率(弹性)
破裂强度----
撕裂度一一
耐折度一一
戳穿强度一一
环压强度一一
边压强度一一
(四)光学性质
白度一一纸对蓝光的反射率表示白净程度,用%表示。
透明度一一可见光透过纸的程度,以看清楚底样线条的试样层数表示。
(五)化学性质
灰分----
酸碱度一一
第二节
包装用纸和纸板
一、包装用纸和纸板的分类
(一)按包装方式分
平板纸、卷筒纸、卷盘纸。
(-)按定量、厚度分
纸一定量在250g/m2以下或厚度在0.1mm以下。
纸板——定量在250g/m2以上或厚度在0.1〜8mm以上。
(三)按用途分类
文化纸、工农业技术用纸、包装用纸和生活用纸。
包装纸板、过滤纸板、建筑纸板、印刷与装饰纸板、冲压纸板、衬垫纸板、电绝
獴纸板及其它工业纸板。
二、包装用纸的品种
1.羊皮纸一一用未施胶的高级化学浆纸经过浓度为72%的硫酸浴处理后,经洗涤并用浓
度为0.1〜0.4%的碳酸钠碱液中和过量酸,最后用甘油作塑化剂使纸湿润而变得富有光泽等
一系列加工制成的。由于采用硫酸处理而羊皮化,因此也称为硫酸纸。
2.牛皮纸一一是一种以软木硫酸盐化学方法生产的高级包装纸,具有高施胶度其定量一般
在40〜120g/m2之间。
3.鸡皮纸一一生产过程与单面光牛皮纸生产过程相近,要施胶、加填和染色。一般用未
漂亚硫酸盐木浆制造。
4.半透明纸
5.食品包装纸一一
6.玻璃纸(又称赛璐给),是一种天然再生纤维素透明薄膜。用高级烧碱法漂白木浆,脱
碱后用硫化剂CS2制成胶粘状,并通过喷嘴形成的一种透明薄膜。
特点一一①透明性②光泽性③印刷性④阻透性⑤耐油性⑥非导电性⑦防
灰性⑧耐热性
防潮性差、撕裂强度较小、无热封性。
7.茶叶袋滤纸
8.涂布纸
9.复合纸
三、包装用纸板
(一)白板纸
是一种多层结构的白色挂面纸板,在包装上属高级包装材料。主要用途是经彩
色印刷后制成纸盒,供商品包装。
(二)标准纸板
(三)箱纸板
(四)瓦楞原纸
瓦楞原纸经轧制成瓦楞纸后,供制造纸盒、纸箱及瓦楞衬垫用。瓦楞纸用粘结剂
与箱纸板复合成瓦楞纸板,瓦楞纸在瓦楞纸板中起到支撑、骨架的作用。
(五)加工纸板
四、瓦楞纸板
瓦楞纸板是由瓦楞原纸轧成屋顶瓦片状波纹,然后将瓦楞纸与两面箱板纸粘合制成。
(-)瓦楞形状
一般可分为U型、V型和UV型三种。目前广送使用的是UV型瓦楞来制造瓦楞纸
板。
U形瓦楞弹性好、粘合好,但纸与粘合剂用量大,平压强度低,只能在弹性限度内有恢复能
力,施加过重的压力不能恢复原状。
V形瓦楞挺力好,还原能力差,纸与粘合剂用量少,粘合能力差。
UV形瓦楞具有前两者之优点,耐压强度较高,并得到广泛应用。
(二)瓦楞纸板的种类
1.单面瓦楞纸板
2.双面瓦楞纸板
3.双芯双面瓦楞纸板
4.三芯双面瓦楞纸板
瓦楞形式主要有五种:大瓦楞A型、小瓦楞B型、中瓦楞C型、微小瓦楞E型、超
大瓦楞K型。
第三节包装纸箱
一、瓦楞纸箱的特性和基本形式
(-)瓦楞纸箱的特性
瓦楞纸箱是由瓦楞纸板经成箱加工而得。典型的瓦楞纸箱是由二面层纸板,一中
层瓦楞芯纸复合加工制成,
瓦楞波纹使纸板结构中空60〜70%的体积,与相同定量的层合纸板相比,瓦楞纸
板的厚度要大两倍,同时增强了纸幅横向的耐压强度,使瓦楞纸箱具有缓冲减震作用。
瓦楞纸箱的特点
•成本低一一瓦楞纸箱的本身质量与同体积木箱相比,其原材料质量仅为木箱的20~
25%,成本仅为木箱的40〜70心
•性能好一瓦楞纸箱具有良好的缓冲防震性能,能有效地保护商品。
•加工简便一可实现高度的机械化和自动化,同时瓦楞纸箱可减轻包装工作量,降
低产品包装成本,便于装卸、搬运和堆码。
•易于装潢一易于印刷,可加工成良好的造型,具有广告宣传作用。
•贮运、使用方便一空箱可折叠运送存放,节约运输成本和库房有效空间,提高其
使用效率。
•使用范围广一通过对瓦楞纸板表面进行各种涂覆加工,大大扩展纸箱的使用范围。
一)箱型结构的基本形式
1.02类摇盖纸箱
2.03类套合型纸箱
3.04类折叠型纸箱
4.05类滑盖型纸箱
5.06类固定型纸箱
6.07类自动型纸箱
7.09类内衬件
三、纸箱结构设计
(一)纸箱结构设计的一股原则与依据
1.设计原则
•要符合保护商品的要求,达到应有的物理性能。
•要符合生产厂包装车间的要求,装箱使用方便。
•能满足销售者要求,便于搬运、堆垛、货架陈列等。
•能达到商品的包装标志上的要求。
•原材料利用最经济,排列套装结构最合理。
•适合机械化包装,外销的符合销往国有关包装标准及规定。
2.设计依据
•被包装的商品的重量、性质。
•堆垛高度,搬运条件。
•仓贮流通条件及贮存时间。
•内径规格。
1.纸箱各部尺寸间的关系
纸箱的内径尺寸应考虑以下个因素:
•商品的最大外径尺寸。
•按商品性质确定的最大公差系数。
•商品的套装和组装。
•商品的缓冲装置(即衬垫)。
内径规格长(I.)=商品最大要求长度
+3〜7mm;
内径规格宽(B)=商品最大要求宽度
+3〜7nm1:
内径规格高(H)=商品最大要求高度
+1〜3nlm(小型纸箱)
+3〜4mm(中型纸箱)
•5-7mm(大型纸箱)
(三)纸箱长、宽、高比例的最佳值
威氏比例法一一在设定纸箱容积V条件下,求出使纸箱表面积最小的长、宽、高三个尺寸。
即:
L=B=H=
其纸箱长、宽、高比例为2:1:2o这种纸箱是一个半立方体。
连续比例法:
L:B:H=
实践证明用这一比例设计的纸箱的包装率仅稍低于威氏比例法,它对制定包装粉
粒状和柔性商品的瓦楞纸箱外径尺寸的标准化具有重要的指导意义。
第四节包装纸盒及其他包装纸器
一、纸盒的种类及选用
(-)折叠盒
•1.拆装式折叠纸盒一能全部展开。
•2.固定式折叠纸盒一不能将纸板全部展开,但能折叠。
(二)固定盒
(三)纸盒的选用
二、其它包装纸器
(一)纸袋
1.信封式纸袋
2.自立式纸袋
3.便携式纸袋
4.M型折式纸袋
5.阀门纸袋
(-)复合纸罐
特点一一成本低、重量轻、外观好、废品易处理、有隔热性和一定的强度。
(三)复合纸杯
(四)纸质托盘
(五)纸餐盒
(六)液体包装纸容器
第二章食品包装用塑料材料及其制品
塑料包装材料的特点
•重量轻,便于携带、运输;
•化学稳定性好:
•成型加工性好;
•装饰效果好;
•有一定的透气性和强度,有良好的封合性:
•易复合;
•卫生安全;
•能适应各种包装操作。
塑料材料的缺点
•易带静电;
•某些塑料存在有毒物质污染;
•废弃物的回收和处理难。
•塑料是以高分子聚合物为主要原料,再加入各种助剂而组成的材料。
•塑料的性能除了部分地受助剂种类和加入量的影响外,很大程度上取决于它的化学
组成、分子量大小、大分子的形态及分子聚集状态。此外,塑料的性能还受加工方
法和加工质量的影响。
第一节高分子聚合物的基本知识
•高分子聚合物是一类分子量通常在104〜106以上,分子长度达103〜105A的物质。
•高分子聚合物具有••系列低分子化合物所不可能有的特殊性能,如化学惰性、难溶、
强韧性等。
•高分子聚合物的分子量虽然很大,但它们的化学组成并不复杂,通常由C、H、0、N
等构成。
•链节一一高分子聚合物的基本单元结构。
如聚乙烯分子的链节是[CH2-CH2]。
•聚合度一一大分子中链节重复的数目。
M=m,n
式中:M—高分子聚合物的分子量;
m一高分子聚合物链节分子量;
n一大分子聚合度。
高分子聚合物人工合成方法:
•加成聚合反应一一由一种或几种单体聚合而成的高分子聚合物。
•缩合聚合反应一一由含有两种或两种以上官能团的一种或两种单体聚合而成,同时
有低分子化合物副产品生成。
•均聚物一一由一种单体构成的聚合物。
•共聚物一一由几种单体构成的聚合物。
二、高分子聚合物大分子的结构及构象
•高分子聚合物的大分子是由若干原子在共价键作用下连接而成的。
•形成大分子的共价键力称为主价力。
•由于高分子聚合物的化学成分不同,原子间的主价力大小也不同。各种成分原子间
主价力的大小用键长和键能表示。
•构成聚合物主价力的大小对其性能(如强度、熔点等)有重要影响。
高分子聚合物分子几何形状
1.线型大分子一一由许多链节联成一个长链。有的线型大分子带有一些支链,这种大分子
称线型支链大分子。
2.体型大分子一一大分子徒之间以强化学键相互交联形成立体网状结构。
高分子聚合物大分子特殊构象
•高分子聚合物大分子链中的单键可以绕着它邻近的健按一定键角作旋转运动。
•单键内旋转运动是一种热运动,运动速度很高,使细长大分子曲卷团状瞬息不断变
化,形成大分子不同的异构体一构象。
结构形态与材料特性的关系
•线型结构的高分子聚合物有较好的弹性和塑性,在某联溶剂中可能溶胀或溶解,温
度升高时会软化甚至流动等性能。
•体型结构的高分子聚合物主要特点是脆性大,M性,不溶不熔等。
特殊构象与材料的柔韧性关系
•分子链越长,则柔顺性越好。
•分子主链由单键组成,或有个别双键时,有利于单键内旋转运动,所以柔顺性变好。
•主链中含有芳杂环,带有较多支链,或较大侧基,或侧基有极性时,都将增大单键
运动的阻力,使大分子柔顺性变差。
•大分子侧基分布越不规整,其柔顺性降低。
•大分子单键运动是热运动,所以其柔顺性受温度影响。
三、高分子聚合物大分子间的结合及其聚集态
•高分子聚合物大分子间的结合是靠物理吸引力,这一结合力叫次价键力。次价键力
包括范德华力和狙键两种。
•大分子间次价键力的大小取决于分子的极性。
•大分子间次价键力只相当于主价键力的1〜10%左右,但大分子之间吸引力总和远远
超过主价键力。
大分子间作用力与材料物理化学性能
•分子极性小的聚合物,因分子间结合力小而表现有良好的柔性,强度低,耐热性不
高。
•分子极性大,特别是带有强极性基团的大分子,因分子间结合力大,分子结合紧密,
所以使聚合物具有高强度,高耐热性和高阻透性。
•大分子间的结合刀使高分子聚合物具有比低分子化合物高得多的强度和化学稳定
性。
大分子聚集态
•无定型聚合物一一大分子在空间以杂乱无序的形式聚集构成的聚合物。
•结晶型聚合物一一大分子有规则地排列聚集构成的聚合物。
•结晶型聚合物内的大分子并非全都规则排列,其中分子排列规则区域称晶区。晶区
与聚合物总体重量百分比为聚合物的结晶度。
结晶度与材料性能
•结晶度大比结晶度小的聚合物将具有更高的强度、硬度、熔点、化学稳定性、阻透
性等性能,而弹性、塑性和冲击强度则相应降低。
•大分子结构简单、规整,没有大的支徒、交联或侧基时,大分子易结晶。分子间引
力大时,也易结晶。冷却速度大,温度低,大分子不易结晶。外力拉伸作用州使大
分子沿拉伸方向趋向排列,增加分子聚集的有序性,故有利于聚合物结晶。(拉伸薄
膜加工的原理)**
体型高分子聚合物的物态
体型高分子聚合物受热后仍保持坚硬状态,当加热达到一定高温度时聚合物分解破坏。
五、高分子聚合物的老化
高分子聚合物在制造、成型加工及使用过程中,由于受环境氧、热、紫外线、水蒸气、机械
力等因素的作用,逐渐失去其原有的良好弹韧性,变硬、变脆、龟裂或发粘,失去光泽或变
色等,这种现象称老化。
老化原因
•高分子聚合物老化主要是因环境因素促使大分子发生交联或裂解的结果。
•大分子交联使原来柔顺的线型大分子转变成刚硬的体型大分子,聚合物即失去原来
良好的韧性。聚合物发生裂解使大分子链断裂,分子量降低,其结果,使聚合物基
于巨大分子的所有特性都将降低和恶化。
第二节食品包装常用的塑料
一、塑料的组成和分类
-)塑料的组成
1.聚合物树脂
树脂在塑料中占40〜100%。
2.常用的添加剂
(1)填充剂一一加入填充剂的主要目的是弥补树脂某些性能的不足,以改善塑料的使
用性能。如碳酸钙、滑石粉等,其用量一般为20〜50机
⑵增塑剂一一提高树脂可塑性和柔软性的添加剂,通常为一些有机低分子物质。
高分子聚合物大分子间有低分子物质后,加大了分子间的距离,降低其分子间作
用力,从而增大了大分子的柔顺性和相对滑移流动能力。
常用增塑剂有邻苯一甲酸酯、脂肪族一元酸酯、磷酸酯、环氧化合物、多酥酯、含
氯增塑剂等。
⑶稳定剂一一为了提高树脂的抗老化性能。
抗氧化剂(防老剂):
胺类抗氧化剂一一效果好,有污染。
酚类抗氧化剂一一不变色,不易污染。
光稳定剂:
光屏蔽剂(氧化锌、炭黑、无机染料)
紫外线吸收剂[二苯甲酮、苯并三啡类)
猝灭剂(银的有机络合物)
自由基捕获剂[呱咤衍生物)
热稳定剂:
铅稳定剂(毒性大)
金属皂类(毒性大)
有机锡稳定剂〔二月桂酸二乙基锡、马来酸二丁基锡)
⑷着色剂
无机染料(钛白、铭黄、铁红、铁兰、钻绿)
有机染料(偶氮颜料、酸菁颜料)
金属颜料(铝粉、金粉、珠光粉)
⑸其他添加剂
固化剂一一能使高分子聚合物线型大分子交联而变成体型大分子,从而获得耐热、
坚硬的塑料制品。
润滑剂一一它的作用是防止塑料制品成型加工时,塑料粘附在加工模具上,使塑料
制品易脱模,制品表面光亮美观。
抗静电剂一一添加在树脂中或涂覆在塑料表面以防止静电危害的一类化学添加
剂,主要使用表面活性剂,
发泡剂一一是一类能使处于一定粘度的塑性塑料形成微孔结构的物质。
物理发泡剂一一依靠本身物理状态的变化产生气孔(压缩气体、挥发性液体、可
溶性固体)
化学发泡剂一一因发生化学变化而分解产生一种或多种气体使聚合物发泡(碳酸
钺、碳酸氢钠、亚硝基化合物)
阻燃剂一一为提高可燃性聚合物的难燃性的一种助剂。
添加型阻燃剂(璘酸酯、含卤磷酸酯、卤代燃、氧化睇、氢氧化铝等)
反应型阻燃剂(卤代酸酊)
(ZL)塑料的分类
1.热塑性塑料
热软冷硬,成型加工简单,包装性能良好,废料可回收再成型。刚硬性低,耐热
性不高。
2.热固性塑料
耐热性高、刚硬、不溶不熔;性脆、成型加工效率低,废弃物不能回收再加工。
二、塑料材料的主要包装性能指标
(一)保护性指标
1.阻透性
⑴透气度和透气系数
⑵透湿度和透湿系数
⑶透水度和透水系数
(4)透光度
2.机械力学性能
(1)硬度
布氏硬度——
洛氏硬度——
⑵抗张、抗压、抗弯强度
⑶爆破强度
⑷撕裂强度
⑸戳穿强度
3.稳定性
⑴耐高低温性能
⑵耐化学性
⑶耐老化性
(-)卫生安全性指标
1.无毒性
2.抗生物侵入性
侵害率----
入侵率——
(三)加工工艺性能指标
1.成型加工工艺性能
熔融指数(Ml)、成型温度及温度范围、成型压力、塑料热成型流动性、成型收
缩率。
2.包装操作加工工艺性能
机械力学性能、热封性能等。
3.印刷适应性
油墨/塑料相容性、印刷精度、清晰度、印刷层耐磨度等。
三、常用塑料树脂
(-)聚乙烯(PE)
聚乙烯无臭、无毒,呈乳白色蜡状固体。它的大分子为线型结构,结构简单、规则且
无极性,因此柔顺性好,易于结晶。聚乙烯的密度为0.91〜0.97,比水轻。
1.主要包装特性
阻水、阻湿,化学稳定性好,耐油性差,有一定的抗拉强度,耐低温性能好,透明度不高,
成型加工方便,热封性能好,卫生安全。
2.聚乙烯的主要品种
⑴高压低密度聚乙烯(LDPE)
阻气阻油性低,抗拉强度低,延伸性、撕裂性、耐冲击性好,透明度高,加工性
能优良。
(2)低压高密度聚乙烯(HDPE)
密度高,机械强度和阻气性提高,耐热性改善,可制成瓶罐容器、薄膜及超微薄
膜。
⑶线型低密度聚乙烯(LLDPE)
强度优于LDPE,柔韧性优于HDPE,加工性能纹好,可不加增塑剂吹塑成型。
(一)聚闪炸(PP)
聚丙烯大分子为线型结构,大分子的侧基-CH3无极性,它在主链上的分布将影响分子的结
晶性。侧基规则分布的大分子易于结晶,反之则不易于结晶。
1.主要包装特性
阻气性、强度、硬度、刚性均优于PE,化学稳定性良好,耐高温性能优良,但不耐低温,
透明度高,成型加工性能良好,制品收缩率大,热封性能次于PE,印刷性差,卫生安全性
好。
2.包装应用
•聚丙烯主要制成薄膜材料包装食品,可代替玻璃纸,耐水、阻湿、透明性、耐撕裂
性好,装潢印刷比玻璃纸差,但成本可低40%左右。
•聚丙烯薄膜经拉伸定向处理(OPP)后比普通薄膜(CPP)各种性能都明显提高。尤
其是BOPP,强度PE的8倍,吸油率为其20%,适宜包装含油食品。
•聚丙烯可制成收缩薄膜,用于食品热收缩包装。
(三)聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯大分子主链上带有苯环侧基,所以大分子的柔顺性很低,由于大分子结构不规整,
所以不易结晶,因此它是线型、无定型、弱极性高分子聚合物。
主要包装特性
阻湿、阻气性差,化学稳定性较好,刚硬,但脆性大,光学性能优良,耐低温不耐高温,易
成型加工,表面二次加工性能好,卫生安全性好。
包装应用
聚苯乙烯塑料主要制成透明食品盒、水果盘、小餐具等,制品色泽艳丽。聚苯乙烯薄膜或片
材经拉伸处理后,可制成攻缩薄膜;片材可热成型半刚性容器用于半成品食品、冷饮等的一
次性包装。发泡PS可作保温、缓冲材料、快餐盒等。
(四)聚氯乙烯(PVC)
PVC大分子中C-C1键有较强的极性,柔顺性差,不易结晶。因此它是线型无定型高分子化
合物。
1.性能特点:热稳定性差,有较高的粘流化温度,成型加工困难,需加入增塑剂以改善
成型加工性能;增塑剂量达树脂量的30〜40%时构成软聚氯乙烯,增塑剂量小于5%或不加增
塑剂时,构成硬质聚筑乙烯。
2.主要包装特性:阻气、阻油性优于PE,阻湿性差,化学粒定性优良,耐高低温性能不佳,
加工性能一般,着色性、印刷性和热封性较好,透光性好于PE,软质PVC卫生安全性差。
3.包装应用:
热成型塑料包装盒、容器,弹性拉伸薄膜、热收缩薄膜。
(五)聚偏二氯乙烯(PVDC)
1.材料性能特点:
1邛【尤树脂是由偏二氯乙烯为单体加聚合成的高分子化合物,丽品名为赛纶。
PVDC大分子有极性,结构对称,结晶性高,为改善性能需加入稳定剂和增塑剂。
PYDC软化温度与分解温度接近,难以加工成型,所以,生产上实际应用是以PVDC
为主(285%)的共聚物,主要是VDC与VC的共聚物
2.主要包装特性:
阻透性好,化学稳定性强,收缩膜收缩率高,热打性不佳,但有良好的自粘性和熔粘
性;透明性和光泽性良好,
由于有良好的熔粘性,可作复合材料的粘结剂,或者溶于溶剂后成涂料,涂覆在
其它薄膜材料或容器的表面(K涂),使复合材料有更好的总和包装性能,用于长期保存的
食品包装。
(六)聚乙烯醇(PVA)
1.材料性能特点:
由于不存在游离态的乙烯醇,所以PVA不能用单体直接聚合的方法形成,而是用
醋酸乙烯脂聚合成聚醋酸乙烯脂,然后将其在碱性醇液中水解,水解产物即为PVA,制品俗
称维尼龙,是一种分子极性较强且有高度结晶性的高分子化合物。
2.主要包装特性:
阻气性好,阻湿性差,吸水性强,在水中可溶解;化学稳定性良好,机械性能好,耐
高温不耐低温,透明度、印刷性能良好。
3.应用:
可直接用来包装含油食品,存放期长。与PVDC复合后,可广泛用于肉类食品、汤类、
黄油、干酪即快餐食品的包装。
(七)聚酰胺(PA)
1.材料性能特点:
聚酰胺的商品名为尼龙(Ny),为主链上含有酰胺基的线型结晶型树脂构成的塑料。
PA树脂可由内酰胺自聚而成,如己内酰胺自聚形成Ny6(卡普龙);也可由二元胺
与二元酸通过缩聚反应而形成,如己二胺和己二酸缩聚形成Ny66。
2.主要包装特性:
阻气能力强、阻湿能力差,耐油性好,化学稳定性良好,有水、醇溶胀现象;抗冲击
强度高,耐高低温,成型加工性较好,但热封性差卫生安全。
3.应用:Ny薄膜制品大量用于食品包装,与PE或PVDC等材料复合后,克服其吸湿吸水
的缺点,使其包装使用范围扩大,可用于果汁、奶等食品的无菌包装、冷冻包装和蒸煮包装。
(A)聚酯(PET)
1.材料性能特点:
PET树脂大分子主链内虽因含有苯环带有刚性,但因含有柔性键醛键(-0-),所以
仍有较好的柔顺性。PET树脂大分子具有强极性,但苯环的存在,使大分子间的结合性受
到影响,所以大分子可能结晶,也可能为无定型结构。
2.主要包装特性:
具有优良的阻气、水、油及异味性,化学稳定性良好,高强韧性,耐磨耐折,耐高低
温,光泽性好,透明度高,成型加工、热封较困难,印刷性能较好,卫生安全。
3.应用:
①无晶型、未定向透明薄膜,抗油脂性很好,用于包装含油及肉类食品。
②无晶型、分子定向排列的薄膜,它有突出的强度,良好的热收缩性,可用于收缩包装。
③结晶型塑料薄膜(拉伸后高温定型),广泛用于食品包装。
④与其它材料复合(涂铝、涂PVDC),更宜于香料、肉食、豆制品等食品包装。目前更大
量用于制成容相用于饮料包装。
(九)乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)
1.材料性能特点:
EVA的性能取决于VA的分子量及在共聚物种的含量。VA含量低,则接近于PE的
性能;VA含量小于10%,刚性较好,成型加工性、耐冲击性好;含量大于30%时,具有橡胶
弹性;大于60%时,便成为热熔粘合剂。
2.主要包装特性:
阻透性LDPE差,抗老化性好,透明光泽,加工性好,可热封,抗霉菌生长,卫生安
全。
3.应用:
含VA量少的EVA薄膜可作呼吸膜包装新鲜果蔬。VA含量10〜30%的EVA可用作食品弹
性裹包或收缩包装。
(+)离子聚合物塑料
1.材料性能特点:
离子聚合物是一种以离子键交联大分子的高分子化合物,目前使用的是乙烯和甲
基丙烯酸共聚物引入钠或锌离子进行交联而成的产品,商品名为萨林。离子键交联大分子的
结合形式与热固性树脂的分子交联不同,金属离子形成的交联键在加热时可离解,在低温时
又交联,所以它是一种热塑性塑料"
2.主要包装特性:
阻气性好,阻湿性低于PE,且吸水;耐酸碱和油脂,抗拉强度高,韧性强弹性高,透
明透光,耐低温,成型加工性好,热封温度低、范围宽,印刷适应性好,无臭无味无毒。
3.应用:离子聚合物薄摸适合用于形状复杂或带棱角的包装,特别适于包装高油脂食品。
它可作普通裹包、弹性裹包和收缩包装,也可作复合材料的热封层。
(十一)热固性塑料
1.酚醛塑料(PF)
酚醛塑料由酚醛树脂及大量填料以及其它一些添加剂构成。酚醛树脂主要由苯酚
和甲醛在催化剂促进下经缩聚而成。酚醛树脂按原料成分配比不同和所用催化剂种类不同,
分为热塑性树脂和热固性树脂两种。
PF塑料制品中树脂已固化,其大分子成体型结构,所以这种塑料具有良好的强度和愀硬性
能,很高的热强度;化学稳定性好,价格便宜,但颜色为褐色或黑色而呈单调,制品上有茉
酚和甲醛的残留物,对人体有害,PF塑料主要用来做瓶盖。
2.软基塑料(UF)主要由氨基官能团的原料和酚类制成的氨基树脂,再与填料、着色剂、
润滑剂等混合,经处理后制成热固性塑料。
UF塑料表面坚硬,耐刮伤,耐溶剂、稀酸的作川,无毒无味,耐霉菌作用,易着
色,价格便宜,但耐水、耐热性比PF差,可用于制造食品包装容器盖。
(+-)环境可降解塑料
可降解塑料定义一一在特定环境条件下,其化学结构发生明显变化,并用标准的测试方法能
测定其物质性能变化的塑料。
环境可降解塑料一一在化学上,其废弃物的化学结构发生显著变化,最终完全降解.;在物
性上,其废弃物在较短时间内降低机械力学性能,应用功能丧失;在形态上,其废弃物在较
短时间内破裂、崩碎、粉化,对环境无害或易被环境消化。
(一)生物可降解塑料
1.生物合成聚酯塑料
由细菌碱杆菌属富营养细菌在发酵罐中发酵合成。
2.聚交能
通过微生物发醉生产乳酸,采用交酯聚合制得聚交酯。
3.天然高分子材料
采用天然高分子物质改性后制得的包装制品。
4.合成生物可降解塑料
PE分子量小于500时,可被微生物降解;脂肪族聚酯及其衍生物等。
5.共混型生物可破坏塑料
将淀粉和PE、FVA等混合制成的塑料。
(-)光降解塑料
光降解塑料是指光照作用下能降解的塑料。
合成光降解树酯一一乙烯和C0共聚物;乙烯酮类单体和乙烯、苯乙烯、氯乙烯共
聚。
添加光敏剂一一芳香酮、金属配合物等。
此膜主要应用在农业生产上和饮料包装袋上。
第三节软塑包装材料
一、塑料薄膜的成型加工
(一)熔融挤出成型
熔融挤出法是应用最广泛的一种单层薄膜成型方法。根据模具进构的不同,熔融
挤出法可分为环形膜法和窄缝式T型膜法。
挤出吹塑成型的优缺点
挤吹薄膜成型法广泛用于PE、PVC等薄膜的制造。其优点是:设备紧凑,投资较少,易控制
薄膜的厚度和宽度,薄膜定向拉伸强度高。缺点是冷却速度慢,影响膜的透明度,此外厚度
偏差大。
2.T型膜法成型(平膜)
T型膜法是因中央进料的槽形口模与挤机流道接管成“T”字形而得名。在成型过程中,
从“T”型模挤出的薄膜状树脂直接流绕在表面镀铭、芯层冷却的金属转鼓上,经过急冷定
型、切边,而后进行卷取,
T型膜法成型的特点
T型法适用于结晶树脂或厚度较薄的薄膜成型,如PE、PP、软质PVC、PVDC等的薄膜戌型。
与挤压吹塑成型相比,成型薄膜具有强度高、光泽好、透明度高的特点:,表面可以多彩印刷,
但设备投资大。
(-)平挤拉伸成型
挤出机将塑化的塑料从有扁口的机头挤出成厚片坯料,然后通过一系列纵向拉伸辑进行纵向
拉伸,再送至拉幅机上进行横向拉伸。经过纵横二次拉伸定向的薄膜,需在高温下热定型,
然后冷却,最后修边并卷取薄膜。
平挤拉伸法成型的塑料薄膜厚度偏差小,包装性能因拉伸而得到改善,生产效率
高。
(三)溶液流涎法成型
溶液流涎法制膜是先将树脂溶于有机溶剂,并将其过滤、消泡,然后送入流涎机通过流涎咀
使溶液流涎成一定厚度的薄膜。流涎机有两种,一种为鼓式流涎机,另一种是带式流涎机。
薄膜厚度取决于聚合物溶液浓度、流涎量及流涎机速率。
(四)压延法成型
压延法是使聚合物通过几个内部加热而相邻逆转的根筒间隙,连续成型成薄膜的一种方法。
薄膜厚度取决于最后一组器筒的间隙。该法普遍用于PVC薄膜的生产。
二、常用食品包装塑料薄谟
(-)普通塑料薄膜
指采用挤出吹型成型、T型模法成型、溶液流涎法及压延成型的,未经拉伸处理的一
类薄膜。在食品包装上常用的有PE、CPP、PVC、PC、PVDC、PVA、Ny、PET、EVA等热塑性塑
料薄膜。
(―)定向拉伸塑料薄膜
将普通塑料薄膜在其玻璃化温度至熔点的温度区域内某一温度条件下沿某一方向拉伸到原
来长度的几倍,然后在拉伸紧张的情况下,在高于其拉伸温度而低于熔点的温度区间内某个
适宜的温度下定型几秒钟,最后急速冷却至室温,经这样拉伸加工和处理的薄膜称定向拉伸
塑料薄膜。
定向拉伸薄膜的机械力学性能、阻隔性能、耐高低温性能提高,但延伸率降低,热封性能变
差。
食品包装上使用的有OPP、OPS、OPET、OPVDC、ONy、OPE、BOPP等。
(三)热收缩薄膜
未经热处理定型的定向拉伸塑料薄膜称热收缩薄膜。
热收缩塑料薄膜在•定加热温度下收缩的特性被用来包装食品,可实现紧裹被包装物
的贴体包装,具有很好的保护性、商品展示性和经济实用性。
常用的热收缩薄膜有PE、PP、PS、PVC、PET、Ny、EVA等,其收缩率可达30
〜60%。
(四)弹性(拉伸)薄膜
弹性薄膜是一种具有特殊性能的薄膜,它具有较大的内在延伸率而又具有足够的强度。它的
包装过程也称“拉伸绕包”,利用包装机回绕物品将薄膜拉伸,并通过弹性使之缠绕出品而
定位的一种方法,其接头可自粘也可用胶带粘结,主要用来替代大型物件的收缩包装。
三、复合软包装材料
(-)复合软包装材料的特性和要求
特性:改善了综合性能性能,扩大了使用范围,便于在复合层中印刷,加工简便高效。
结构要求:内层无毒、无味、耐油、耐化学性能好,具有热封性或粘合性:外层光学性
能好、印刷性好、耐磨、耐热、高强度、有刚性;中间层具有高阻隔性。一般地说,利用
PE提供热封性,利用铝箔提供阻隔性,利用PVDC改善综合性能。
复合材料的表示方法:
纸/PE/AL/PE,一般规定最左边的为外层材料,最右边的为内层材料,中间的分别属中
间层。
(二)复合工艺及复合材料
1.涂布法
在一种基材表面涂以涂布剂并干燥或冷却后形成发合材料的加工方法。常见涂布法有:
喷气刮刀式涂布、刮板式涂布、计量程式涂布、槽辐式涂布、帘流式涂布、逆转辑式涂布、
挤出式涂布等。
一般地,涂布复合材料与层和复合材料相比其热封压力要求较高、封合强度较差。
2.层合法
即用粘合剂把两层或两层以上的基材粘合在一起而形成复合材料的一种工艺方法。根
据粘合剂的不同产生三种层合方式:①采用水溶性粘合剂的湿法层合;②采用溶剂型粘合
剂的干法层合;③采用热熔粘合剂的热熔层合。
3.共挤法
是由两台以上挤出机,分别将热熔融的异色或异种塑料挤出并进入一个公共模,塑
料在其内部或其出口处联接而形成复合材料。
几种典型的共挤复合材料•:
LDPPE/PP/LDPE、PP/LDPE、
LDPE/LDPE、LDPE/LDPE/LDPE、
Ny/PVDC/LDPE
第四节塑料包装容器及制品
一、塑料中空容器
(-)中空吹塑成型
1.挤-吹工艺
2.注一吹工艺
3.挤-拉-吹工艺
4.注-拉-吹工艺
5.多层共挤-吹工艺
(二)塑料包装瓶
PE瓶、PVC瓶、PP瓶、PET瓶、
PS瓶、PC瓶、多层吹塑瓶。
(三)食品用塑料瓶的发展方向
高阻隔性树脂和共挤复合;轻量化.
二、塑料注射容器
(一)注射成型工艺
多采用螺旋式注射机注射成型。
注射成型的特点:
制品精度高,成型效率高,但注射机及模具的成本较高。它适合于PS、PE、PP、PC、
ABS、PVC等。
(-)注射包装容器
塑料周转箱
塑料托盘
三、钙塑瓦楞箱
•钙塑材料是在具有一定热稳定性的树脂中加入大量填料及少量助剂而形成的异种复合材
料。目前常用的塑料树脂为PE、PP,常用的填料为碳酸钙、硫酸钙、亚硫酸钙、滑石粉等。
•特点:具有防水、防潮、高强度的优越性,用于冷冻食品、水产品、果蔬类产品及糕点、
饼干等食品的包装。
四、保温箱
•钙塑泡沫片复合塑料保温箱
•EPS或PUR泡沫片复合塑料保温箱
•EPS复合保温纸箱
五、塑料挤压软管
•全塑料软管始于50年代,最早用LDPE挤出软管,60年代生产PE挤出软管,70年代生产
纸塑铝复合软管。
・塑料挤压软管特别适合于膏状食品的包装,如果酱、肉酱、调味品、奶制品等食品。
六、塑料包装袋
•单膜袋
•复合膜袋
•自封袋
・塑料编织袋
・塑料挤出网袋
七、其它塑料制品
•泡沫塑料
・塑料盖
•塑料捆扎带、捆扎绳
・微波专用塑料
•第三章金属、玻璃包装材料及容器
・第一节金属包装材料及容器
金属包装材料和容器的优点:
1.耐加工性好;
2.环境适应性好;
3.隔绝保护性好;
4.表面装饰性好:
5.加工技术与设备成熟,品种规格齐全。
金属包装材料的缺点:
1.化学稳定性差;
2.重量大;
3.容器的开口性较差;
4.废弃物的处埋比较困难。
金属包装材料的主要类型
目前金属包装材料主要以低碳钢和铝作为基材,其主要产品是马口铁
(Tinplate),无锡钢板(Tin-freesteel),铝(Al)和铝箔(Alfoil)等。
一、镀锡薄钢板(Tinplate)
(-)镀锡板的制造和结构组成
马口铁是将薄钢板放入熔融的锡液中热浸或经酸洗后在电解槽中将其两面镀上
薄锡层的低碳钢薄板。
马口铁由五部分组成,由内向外依次为:钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜、
油膜。
(-)镀锡板的主要性能指标
1.机械力学性能
调质度是镀锡板机械性能的综合指数,通常用洛氏表面硬度(HR30T)表示。T
值越大,其硬度也越高。一般制作食品空罐用『2.5、『3和T-4级的马口铁,制两片罐用
T-1和T-2级的马口铁。
2.耐腐蚀性
酸浸时滞值(PLV)——即钢基板浸入盐酸之时起至溶解反应速度恒定时所需要
的时间(S)o
铁溶出值(ISV)——将一定面积的镀锡板在模拟酸性液中保持一定温度和时间
后,测其铁的溶出量。
合金-锡电偶值(ATC)一一以FeSw合金为阴极,锡为阳极放置在排气的葡萄柚
汁中,在20℃条件下反应2h后,测量其电流的强度值。
镀锡层晶粒度一一锡层在氯化铁和硫化钠混合液中浸5〜15秒,显示晶粒,按有
色金属晶粒度等级评定。晶粒度越大,实际晶粒越小,一般要求小于9级。
•钢基板一一取决于钢基板的成分和非金属夹杂物的数量及表面状态。
•锡层一一要求镀锡均匀,无露铁点,孔隙度小,耐腐蚀程度越好。
•锡铁合金层一一FeSn2合金。提高锡铁合金层的连续性和致密度可以有效地提高镀锡板的
耐腐蚀性能。
・氧化膜---锡层本身氧化形成FeSm和SnOo
•油膜一一防止锡层氧化和镀锡板生锈。
(三)镀锡板的主要技术规格
1.镀锡板的尺寸和厚度规格
国际上采用毫米作为镀锡板尺寸单位,板厚可直接用测厚仪测量,也可用每基箱
的重量表示。
我国常见镀锡板厚系列为0.2、0.23、0.25、0.28四种,板厚偏差W0.015皿。
2.镀锡板的镀锡量
镀锡层的厚度以每平方米钢板上镀锡的克数(g/m2)来表示。
(五)涂料镀锡板
1.涂料镀锡板的制造及主要质廉要求
由镀锡板经钝化处理、表面净化处理、喷涂料、烘烤固化而制成。
涂层厚度:12日为2以下
质量要求:涂层的连续性。
2.食品包装对涂料的要求
・无味、无毒、无臭:
•良好的机械力学性能;
・足够的耐热性;
•施涂加工方便、干燥迅速。
3.常用涂料
内涂料和外涂料;
底涂料和面涂料;
补涂料;
•般涂料和冲拔罐涂料:
抗酸涂料、抗硫涂料、抗酸抗硫两用涂料、抗粘涂料、其他专用涂料。
二、无锡薄钢板
(一)镀格薄钢板TFS(Tin-freesteel)
1.镀铝板的结构和制造
镀格薄钢板的结构由里向外依次为:钢基板、金属格层、水合氧化熔层、油层。
将轧制到一定厚度的薄钢板经电解、清洗、酸洗等处理后,在镀铭槽中镀铭,再
经化学处理,水洗、风干、涂油即可制得镀锡薄钢板。
<2)镀铭板的耐腐蚀性
抗酸性不如镀锡板,但涂料镀格板抗腐蚀性好。
(3)镀铭板的加工性能
格层韧性较差,加工时表面各层易损伤破裂:镀恪板不能锡焊:
(4)价格便宜
(二)镀锌薄钢板(zincplate)
在低碳钢基板上镀一层0.02mm厚的锌层所构成的金属板材。
镀锌板主要用作大容量的包装桶。
(三)低碳薄钢板
低碳薄钢板(low-carbonsteelplate)-----指含碳量WO.25乐厚度0.35〜4mm
的普通碳素钢或优质碳素钢的钢板。
三、铝质包装材料(aluminium)
主要指铝合金薄板和铝箔。
铝质包装材料的包装特性
・具有优异的表面性能;表面易装饰;
•具有高的热传导率;
•质轻;
•较好的耐腐蚀性;
・成型加工性好;
•阻隔性好;
・无异味;阻燃;阻光;无静电;
•无毒性;再循环性能好。
缺点:
•耐酸、碱性较差;
・无磁性;
・无锡焊性;
・强度较低。
(五)铝质包装材料的种类及应用
1.铝薄板(Althinplate)
厚度0.2mm以上。
2.铝箔(Alfoil)
厚度在0.015-0.07mm。
四、金属包装容器
(一)金属罐的分类、结构及规格
1.金属罐的分类
2.金属罐的结构
3.罐型与规格
圆罐用内径外商表示规格系列。如编号152(7,15表示内径153.4亳米,外高
267亳米。
(二)金属罐的制造
1.三片罐(three-piececans)
(1)电阻焊三片罐
(2)压接三片罐
(3)粘接三片罐
2.二片罐(Iwopiececans)
(1)冲拔罐(DWI罐)其制作主要经过两个重要过程,即预冲压和多次变薄
拉伸,故称变薄拉伸罐。工艺过程如下:
卷材下料一冲压预拉伸成坯一多次拉伸变薄一冲底成型一修边一清洗
润滑油
一烘干一涂白色法琅质一表面印刷一涂内壁一烘干一缩颈翻边一检漏
f成品
冲拔罐特点:
长径比大(2:1〜5:1),适合含气饮料包装。一般采用铝和马口铁生产,TFS
板不适于冲拔工艺。
(2)深冲罐(DRD罐)是将板材经连续多次变径冲模而成的二片罐。
加工工艺:
下料一顶冲杯一再冲杯一翻边一冲底成型一修边一表面装饰一检
漏一成品
深冲罐的特点:壁厚均匀,强度刚性好,其长径比一般为1.5:1,设备成本较
低。主要以TFS和马口铁板为材料,可加工圆形和异型罐。
二片罐特点:
•二片罐只有一个封口,无侧缝,成型与操作方便,生产效率高,密封性好。
•无焊缝,无污染,表面光洁美观,可减少接缝用料20〜30%
•二片罐可整圆印刷装饰,具有发展前途。
・重量轻,省材料,容易开口。
・二片罐更适宜于短时、高温杀菌。
•二片罐的设备投资较大,约为三片罐的8倍。
•由于工艺的关系,二片罐较难适应多品种,多规格的变化,互换性较差。
(三)金属罐的质量
1.空罐一般检测
罐高、容量;
罐内涂层状况;
罐身焊缝强度;
2.二重卷边质量
卷边的厚度、宽度、外观、密封性等。
3.其他质量
耐压性、检漏、易开盖质量
(五)金属包装制品的发展方向
・原材料
•制舞技术
•开发新产品
(四)其他金属容器
1.金属软管
2.金属筒
3.铝箔容器
第二节
玻璃包装材料及其容器
何谓玻璃?
玻璃是由硅砂〔或称石英石:Si")、纯碱(Na2c(卜)、石灰石(CaC0O>长石(钾
长石、钠长石、钙长石等)以及碎玻璃等为主要原料,经高温炉(约1600℃)熔融、凝固
而成的固体物质。
玻璃包装容器的优点
•无毒、无味,化学稳定性极好,卫生清洁,耐气候性好。
•光亮、透明、美观,隔绝性能极好,不透气。
•原料来源丰富、价格便宜;成型性好,加工方便,品种形状灵活;可回收及重复使月。
•耐热、耐压、耐清洗;可高温杀菌,也可低温贮藏。
玻璃包装材料的缺点
・重量大、运输费用高;
•脆性大、易破碎;
•加工能耗大;
•印刷等二次加工性能差。
一、瓶罐玻璃的化学组成及包装特性
(-)瓶罐玻璃的化学组成
根据所用原料及化学成分的不同,玻璃可分为:
1.钠钙玻璃一(为0、N比0的含量较高,且最易成型加工,成本低,通常用于耐热性和
耐化学性能无特殊要求的场合,目前作为主要玻璃包装容器的玻璃瓶、罐以及其他玻璃器皿、
平板玻璃等均采用此种玻璃。
2.铅玻璃——以PbO成分较多的一种光学玻璃,具有较高的光折射率,通常作为照明
灯管使用。
3.硼硅酸玻璃——是一种含lUh成分较多的中性硬质耐热玻璃,耐化学性好,热膨胀
系数低,在包装上主要用来制作医用注射药的小玻璃瓶以及其他玻璃管。
(二)瓶罐玻璃的包装特性
1.化学性能
玻璃是一种惰性材料,一般认为它对固体和液体内容物均具有化学稳定性,不会
与之发生化学反应析出玻璃或其他有害物质。但对碱性溶液或高酸性内容物会有一定的影
响,在氢氟酸溶液中会被完全溶解。
2.物理力学性能
玻璃的力学性能主要表现为机械强度的大小。玻璃是一种脆性材料,理论强度
可达100000kg/cm2,实际强度仅为理论强度的1%(约20()〜lOOOkg/cm?)。
玻璃的强度与化学组成关系不大,主要取决于玻璃的表面状况。
经退火或表面增强处理,强度达1400-2800kg/cm2。
3.光学性能
玻璃最显著的特点是光亮、透明。大多数玻璃除了紫外线不能透过外,其他光线均
能透过。然而,高透明度对某些内容物包装是不利的。
绿色、琥珀色、乳白色称为标准三色。
4.耐热性能
玻璃具有很高的耐热和导热性能以及低膨胀系数,是铝的1/3,黄铜的2/5。它能经
得起加工过程中540〜57。℃的退火处理而不变形.
普通玻璃对温度骤变而产生的热冲击的适应能力较差,特别是在厚度较大时极易
发生破损。
5.阻隔性能
具有完全阻隔性能,作为容器,其密封性能较好,是一种完美的、高阻隔性的包
装容器。
6.使用性能
可作为原料进行回收再熔制;
作为包装容器可以回收再利用。
7.成型性能
玻璃是一种没有明显熔点的热塑性材料,因此只要选择了适当的模具、工艺,就
能制成各种形状和大小的容器及制品。
二、玻璃容器的结构及制造
(-)玻璃容器的结构
1.瓶口
2.瓶身
3.瓶底
(-)玻璃瓶罐制造工艺
1.配料
将主要原料、辅助原料及碎玻璃经过干燥、粉碎、过筛后,按配方比例在混合机
中混合。
2.熔制
混合均匀的原料通过加料机加到用耐火材料砌成的熔窑中熔制。钠一钙一硅系玻璃
的熔窑温度一般为1400〜1600C。在熔窑中发生一系列物理和化学变化,使结晶原料组成
的配合料转变为非结晶的、质地均匀的玻璃熔体。
3.成型
供料机将在熔窑中制得的与玻璃瓶罐的重量相当的、粘稠的玻璃熔体料滴供给制瓶
机,吹制成型。
4.退火
退火是将成型后的玻璃容器置于退火炉中,加热到退火温度并保持一定时间,然
后缓慢冷却的过程。(一般退火温度为520〜600C)
5.瓶罐的二次加工
经退火后的瓶罐大部分可直接使用,部分产品根据要求进行二次加工,如烧口、
钢化、化学强化、研磨、他光、印花等。
•平板玻璃的制造
•浮法玻璃生产工艺流程图
•平钢化玻璃生产车间
中空玻璃、镜板玻璃
・中空玻璃是由两层或两层以上的玻璃,四周川高强度、高气密性粘结剂将其与空心铝合金
隔框胶结密封,框内充填干燥空气,使玻璃之间空腔内的气体保持干燥。
•镜板玻璃系采用无波纹的浮式平板玻璃在其背面镀上银膜,铜膜,以及二层防水保护漆等
三重加工程序而制成。
浮法玻璃、钢化玻璃
•浮式明板玻璃系玻璃可经控制闸门进入锡槽,由于地心引力及本身表面张力作用浮於熔融
锡表面上后,再进入徐冷槽,使玻璃两面平滑均匀,波纹消失而制成。
・钢化玻璃系平板玻璃加热至软化点时,在玻璃表面急速冷却,使压缩应力分布在玻璃表面,
而引张应力则在中心层。因有强大均等的压缩应力,使外压所产生的引张应力,被玻璃的强
大压缩应力所抵销,增加玻璃使用的安全度。
三、玻璃容器的强度及影响因素
(一)玻璃容器的包装强变
1.内压强度指承受最大内部压力的能力。
内压强度的大小主要决定于玻璃的强度和壁厚、直径等因索
形状越复杂,壁厚越小,内压强度越低;圆筒型瓶罐容器内压强度较高,含气饮
料或啤酒包装,一般要求内压大于2〜6MPa。
2.热冲击强度是用来衡量容器耐热变化的能力。它的大小主要决定于内外表面温差所产
生的内应力的大小,它受到温差值和壁厚的影响。
壁厚越小、内应力值就越小,热冲击强度就越大。容器底部的热冲击强度往往最
小,因此也最易发生破损,
3.机械冲击强度指容器承受外部冲击的能力,它是形成容器破损的主要原因。
冲击强度的大小主要决定于离冲击点450处的扭应力的大小。
壁厚越小、冲击强度就越小。另外,瓶口的耐冲击强度程度最小。
4.垂史荷重强度指玻璃容器承受垂直负荷的能力。容器在压盖和堆垛时最为明显。
垂直荷重强度的大小主要取决于容器肩部的形状(曲率半径的大小)。
曲率半径越大,垂直荷重强度就越大;反之,则强度越小。
5.水锤强度也叫水冲击强度,它是指容器底部承受短时内部水冲击的能力。
由于它常发生在包装运输过程中,因此,它并不作为容器本身的强度指标。
(二)玻璃容器的缓冲包装
1.在瓶与瓶之间用瓦楞纸板隔开。
2.用塑料气垫薄膜制成圆筒型,将瓶套入其中。
3.用模塑成一定形状的泡沫塑料保护瓶罐的关键部位或进行全方位保护。
4.用泡沫塑料网套套在瓶罐外面。
5.对较贵重的产品,可采用现场发泡的泡沫塑料进行缓冲包装。
6.用泡沫塑料小条、小块、纸丝等无定形缓冲材料将瓶罐隔开。
四、新型玻璃容器一薄壁轻瓶
在保证使用强度的前提下,通过降低瓶壁厚度减轻重量而制得的瓶称轻量瓶或薄
壁轻瓶。
轻量瓶在制造工艺上要求原材料和辅料质量稳定,玻璃的化学稳定性、热性
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