包装工艺学第6章

《包装工艺》第六章塑料包装工艺

主讲：吉林大学

生物与农业工程学院于庆宇基本内容§1塑料袋包装1.1塑料包装袋用薄膜的性能要求

1.2塑料包装袋的分类

1.3塑料袋包装工艺

§2贴体包装与泡罩包装2.1贴体包装

2.2泡罩包装

2.3贴体包装与泡罩包装的比较

§3收缩包装与拉身包装

3.1收缩包装

3.2拉伸包装

3.3收缩包装与拉伸包装的比较

§4塑料软管包装§1

塑料袋包装

塑料袋具有的特点：优点：易于成型加工、成本低；既可用于运输包装，又可用于销售包装；尺寸变化范围大，适用面广，既可包装固体物料，也可包装液体物料；塑料袋质轻，且所占空间少，可降低运费。缺点：塑料袋在高温下易变形，因此在充填罐装物料时使用温度受到一定限制；另外塑料袋容易于产生静电，易划破、易老化；与刚性和半刚性包装容器相比，具有强度差，包装有效期短等缺点。1.1塑料包装袋用薄膜的性能要求

包装袋的选材：综合考虑其对产品的保护性能、便利性能、封合性能，印刷适应性，满足机械操作的要求及费用成本等问题，采用合理的包装技术和科学的包装结构来满足广大消费者的要求。

1.1塑料包装袋用薄膜的性能要求包装袋用薄膜应具备性能：(1)具有良好的物理机械性能，抗穿透、耐撕裂、抗挤压、耐折叠，同时具有良好的商品保护性能，便于包装。(2)具有良好的化学稳定性能，耐水、耐油、耐化学溶剂，以防渗漏造成污染。(3)具有良好的气体阻隔性能和保鲜、保香性能，能有效防止产品霉烂变质。(4)具有良好的加工性能，能适应高速自动化包装机械的成型、充填、封口工艺。1.1塑料包装袋用薄膜的性能要求(5)薄膜应质地柔软，易成型，可收卷，易于封合和粘接。(6)具有良好的透明性，使商品具有展示效果；或不透明性，可防止商品因光照而破坏。(7)具有良好的包装性能及印刷性能好，便于装潢及文字说明的印刷。(8)包装用薄膜的密度应较小，以便于储运，易于存放，且包装成本低，开启方便。1.2塑料包装袋的分类塑料包装袋按成型工艺分为：单层塑料薄膜包装袋、复合塑料膜包装袋、塑料编织袋、不织布复合袋等。包装袋容积大小分为：大袋和小袋。小袋：①预制塑料小袋

②连续式充填塑料袋1.3塑料袋包装工艺

1．大袋装袋工艺

大塑料袋主要充填重型货物，一般为化工原料、粮食饲料、水泥化肥等。根据其机械化程度可分为手工操作，半自动化操作和全自动操作。其主要袋装工艺为：取袋一开袋口一充填一封口。1.3塑料袋包装工艺2.小塑料袋装袋工艺

预制塑料小袋的装袋工艺：取袋、开袋口、充填、封口等工序。连续式充填塑料袋工艺：小结：袋成型充填封口包装机机型极多，除以上介绍的外，还有多种。在设计包装时，不但要选择适当的材料，还应选择合理的包装机型。因为不同的包装机及不同的物料，其包装工艺方法各不相同，应结合实际予以考虑。

§2贴体包装与泡罩包装贴体包装(SkinPackaging)：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。

泡罩包装(BlisterPackaging)：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。2.1贴体包装

贴体包装由三部分组成，即塑料薄膜、热封涂层和衬底(纸板或瓦楞纸板)。被包装物品本身为模型，放在衬底上，上面覆盖着加热软化的塑料薄膜，通过底板抽真空使薄膜紧密地包贴着产品并与衬底封合在一起。1．贴体包装工艺

2.贴体包装材料

贴体包装材料：衬底材料和塑料薄膜。衬底材料：通常为白纸板

塑料薄膜：聚乙烯和离子键聚合物

选用包装材料时，应考虑产品的用途、大小、形状和质量等因素。对销售包装要注意塑料薄片的透明度、易切断性以及纸板的卷曲性能等；对以保护性为主的运输包装，则应注意塑料薄片的戳穿强度和拉伸强度等。

3．贴体包装设备

贴体包装机：手动式、半自动式和全自动式。手动式：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。2.2泡罩包装

最初的泡罩包装主要用于药品包装，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。1．泡罩包装工艺

典型工艺：片材加热→薄膜成型→充填产品→安放衬底→热封→切边修整

(1)手工操作

(2)半自动化操作(3)自动化操作

2．泡罩包装形式

(a)泡罩直接封合在衬底上；(b)衬底插入泡罩的沟槽内；(c)压穿式泡罩；(d)泡罩封合在模切的衬底上；(e)泡罩插入衬底的沟槽中；(f)衬底有铰链开口；(g)衬底有折叠部分，可将产品立放或挂在货架上；(h)内装物品可以从泡罩内挤出，而不需打开泡罩；(i)双面泡罩，衬底上有模切的孔；(j)全塑料无衬底的分隔式条状包装；(k)双层衬底；(l)多泡罩分隔式包装；(m)全塑料铰结式或双泡罩无衬底包装；(n)滑槽式可取出内装物品的泡罩包装。3．泡罩与衬底的连结方式

除热封外，还可用其它方法使之封合。上图中：(a)在塑料薄片上方加热，热量透过薄片使之与衬底封合，也可以从下方通过衬底加热，使之与泡罩封合；(i)(k)是从上下两个方向加热，使衬底与夹在中间的塑料薄片封合；(b)是将衬底插入泡罩的沟槽中；(e)是将泡罩插入衬底的沟槽中。

4．泡罩包装材料

(1)塑料薄片：纤维素、聚苯乙烯和乙烯树脂三类

(2)衬底：白纸板

(3)涂层材料：耐溶性乙烯树脂和耐水性丙烯酸树脂

5．泡罩包装设备

(1)泡罩包装设备的组成

①加热部分

②成型部分

③充填装置

④热封装置

5．泡罩包装设备

（2）泡罩包装设备的分类

①半自动包装机

②自动包装机

③自动包装生产线（PTP自动包装线）

2.3贴体包装与泡罩包装的比较1．不同点：(1)商品保护性。泡罩包装的构造有防潮性、阻隔性和防锈性，可以真空包装。由于贴体包装的衬底有抽真空孔，因此没有阻隔性，更不能包装液体和粘体产品。(2)包装操作。泡罩包装容易实现自动化和流水线生产，但需要更换模具。贴体包装难于实现自动化和流水线生产，生产效率低，但不需用模具。2.3贴体包装与泡罩包装的比较(3)包装成本。泡罩包装的包装材料和包装设备都比较贵，对大而重且批量小的包装，由于要制作模具，成本更高；贴体包装一般比较便宜，但需要人工较多，在大批量生产时，比泡罩包装成本高。(4)商品价值。泡罩包装比较美观，能够提高商品的价值；而贴体包装由于衬底上有抽真空的小孔，而稍显逊色。2.3贴体包装与泡罩包装的比较2．共同点

①一般均为透明包装，能看见内装物；②都能包装形状复杂的产品；③衬底的形状和印刷，能增强商品宣传和销售效果；④可以悬挂和陈列；⑤有集合包装的功能。可以包装一尝产品和许多零件；⑥与其它包装方法相比较，包装费用稍高；

⑦人工消耗较多，包装效率低。

§3收缩包装与拉伸包装

收缩包装：利用有热收缩性能的塑料薄膜裹包产品或包装件，然后迅速加热处理，包装薄膜即按一定的比例自行收缩，紧贴住被包装件的一种包装方法。拉伸包装：利用可拉伸的塑料薄膜在常温下对薄膜进行拉伸，对产品或包装件进行裹包的一种方法。

3.1收缩包装

收缩包装始于60年代中期，70年代得到迅速发展。目前已在一些经济发达国家广泛应用，据统计，欧美日等国每年消费的收缩薄膜均在10万吨以上，瑞典有30％的流通包装已从瓦楞纸箱改变为收缩薄膜组合包装，整个西欧的流通包装中有15％采用了收缩包装。国内现在已广泛使用。1.收缩包装的原理与特点

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。收缩包装工艺过程：收缩包装优点及缺点：①收缩包装能包装一般方法难以包装的异形产品。②收缩包装的收缩薄膜一般具有透明性，热收缩后紧贴产品，可显示产品外观造型，由于收缩比较均匀，而且材料有一定的韧性，棱角处不易撕裂；③可以把零散的多种产品方便地包装在一起，有时借助浅盘可以省去包装盒；④可延长食品的保鲜期，便于贮藏；⑤有良好的密封、防潮、防污、防锈作用，便于露天堆放．节省仓库面积；⑥包装上艺和设备较简单，有通用性，便于实现机械化，节省人力和包装费用，并可部分代替瓦楞纸箱和木箱；⑦可采用现场收缩包装方法来包装体积庞大的产品，如赛艇和小轿车等，工艺和设备均很简单；薄膜本身具有缓冲性和韧性。能防止运输过程中因振动和冲击而损坏产品。缺点：包装颗粒、粉末或形状规则的产品，不如其它方法速度快而方便，难于实现连续化高速化生产。2．收缩薄膜

热收缩包装薄膜：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)和离子聚合物薄膜等。加工工艺：片状薄膜或筒状薄膜，进行纵向或横向的数倍延伸处理，使得薄膜的分子链或特定的结晶面与薄膜表面平行定向，从而增加薄膜的强度和透明度；同时在薄膜延伸时若给予一定的温度，使薄膜在凝固前被延伸的比例增加到l：4至1：7的延伸率(普通薄膜延伸率为l：2)，这就使该薄膜在包装时具有所需的热收缩性能。

收缩薄膜按其制造方式及使用范围不同，大致分为：二轴型延伸热收缩薄膜；一轴型延伸热收缩薄膜。收缩薄膜的生产工艺流程：(1)收缩薄膜的主要性能指标：①收缩率与收缩比

②收缩张力：指薄膜收缩后施加给包装物的张力。③收缩温度：收缩薄膜加热到一定温度开始收缩，温度升到一定高度又停止收缩，在此范围内的温度。④热封性

常用的热封方法：(2)常用收缩薄膜的性能和用途聚氯乙烯收缩薄膜收缩温度比较低而且范围大，收缩温度为40～160℃。加热通道温度为100～160℃。且热收缩快，作业性能好，包装件透明且美观，热封部分也很整洁。氧气透过率比聚乙烯低，而透湿率高，故对含水分多的蔬菜、水果包装比较适宜。其缺点是抗冲击强度低，在低温下易变脆，不宜用作运输包装。另外封缝强度差，热封时会分解产生臭味，当其中的增塑剂发生变化后，薄膜易断裂，失去光泽。目前聚氯乙烯薄膜主要用于杂货、食品、玩具、水果和纺织品等的包装。聚乙烯收缩薄膜的抗冲击强度大，价格低，封缝牢固，多用于运输包装。其光泽与透明性比聚氯乙烯差。在作业中，收缩温度比聚氯乙烯约高20～30℃。因此，在热收缩通道后段应有鼓风冷却装置。

聚丙烯收缩薄膜有较好的透明性和光泽，耐油性与防潮性良好。收缩张力强；其缺点是热封性差，封缝强度低，收缩温度比较高且范围窄。主要用于录音磁带和唱片等物品的多件包装。

其它收缩薄膜如聚苯乙烯主要用于信件包装；聚偏二氯乙烯主要用于肉类包装。乙烯—醋酸乙烯共聚物抗冲击强度大，透明度高，软化点下降，熔融温度宽，热封性能好，收缩张力小，被包装产品不易破损，适合于带突起部分的物品或形状不规则物品的包装。

3、收缩包装工艺

—般分为两步：首先是预包装，用收缩薄膜将产品包装起来，留出热封必要的口与缝；然后是热收缩，将预包装的产品放到热收缩设备中加热。(1)预包装操作预包装时，薄膜尺寸应比产品尺寸大10％～20％。如果尺寸过小，充填物品不方便，还会造成收缩张力过大，可能将薄膜拉破；尺寸过大，则收缩张力不够，包不紧或不平整。所用收缩薄膜厚度可根据产品大小、质量以及所要求的收缩张力来决定。如PE热收缩薄膜一般选用厚度为80～100μm，对大托盘收缩包装，厚度可增加到500μm。

(2)热收缩包装方法

①两端开放式或称套筒式收缩包装法

用筒状膜包装的优点是减少了l～2道封缝工序，外形美观，缺点是不能适应产品多样化要求，只适用于单一产品的大批量生产的包装，如电池卷筒纸等。

②四面密封式或称搭接式收缩包装法

a．对折膜L型封口方式

b．单卷平膜枕形袋式或筒式包装

对折膜L型封口方式

单卷平膜枕形袋式筒式包装主要用于熟肉制品如火腿肠的包装。其一般包装工艺流程为：原料验收→预处理→计量充填→真空封口(打卡结扎)→热收缩→冷却于燥→成品。

③一端开放式或称罩盖式收缩包装法

托盘收缩包装

(3)热收缩操作

热收缩用设备称为热收缩通道，由传送带和加热室组成。

将预包装件放在传送带上以规定速度运行进入加热室，利用热空气吹向包装件进行加热，热收缩完毕离开加热室，自然冷却后从传送带上取下，产品体积大或薄膜热收缩温度较高时，应在离开加热室后用冷风扇加速冷却。4．收缩包装设备

(1)小型收缩包装机

(2)L型封口式包装机

(3)板式热封包装机

(4)大型收缩包装机

3.2拉伸包装

拉伸包装始创于1940年，主要为满足超级市场销售禽类、肉类、海鲜产品、新鲜水果和蔬菜等的需要。拉伸薄膜在包装过程中不需进行热收缩处理，适用于某些不能受热的产品的包装，并有利于节省能源，便于集装运输，降低运输费用。拉伸包装在托盘运输包装方面可替代收缩包装，是一种很有前途的包装技术。

1．拉伸包装的原理及特点

拉伸包装是通过机械张力的作用，将薄膜围绕商品进行拉伸，由于薄膜经拉伸后具有自粘性和弹性，牢牢将商品裹紧，然后进行热合的包装方法。

拉伸包装不需热收缩设备，可节省设备投资、能源和设备维修费用；包装过程中不需加热，很适合包装怕加热的产品，如鲜肉、蔬菜和冷冻食品等；可以准确地控制裹包力，防止产品被挤碎；薄膜具有透明性，可看见商品，尤其是运输包装，比木箱和瓦楞纸箱容易识别内装商品；可以防窃、防火、防冲击和振动等。但拉伸包装的防潮性比收缩包装差，拉仲包装薄膜具有自粘性，不便堆放。2．拉伸薄膜

(1)拉伸薄膜的性能指标

①自粘性：指薄膜间接触后的粘附性，在拉伸缠绕过程中和裹包之后，能使包装产品紧固而不会松散。自粘性受外界环境等多种因素影响，如湿度、灰尘和污染物等。获得自粘性薄膜的上要方法有两种：一是加工薄膜表面，使其光滑具有光泽；二是用增加粘附性的填充剂，使薄膜表面产生湿润效果，从而提高粘附性。②拉伸与许用拉伸拉伸是薄膜受拉力后产生弹性伸长的能力。纵向拉伸增加时，薄膜变薄，宽度变窄，易撕裂，施加于包装件的张力增加。许用拉伸是指在一定用途的情况下，保持各种必需的特性所能施加的最大拉伸，许用拉伸越大，所用薄膜趣少，包装成本越低。③应力滞留

应力滞留是指在拉伸裹包过程中，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。④韧性韧性是薄膜抗戳穿和抗撕裂的综合性质。所以要求薄膜包装后应具有足够的韧性，保证包装质量。另外拉伸薄膜还应具有光学性能和热封性能，以满足某些特殊包装件的需要。(2)常用的拉伸薄膜

常用的拉伸薄膜有PVC(聚氯乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)膜、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)和LLDPE(线性低密度聚乙烯)膜。PVC薄膜使用最早，自粘性好，拉伸和韧性好，但应力滞留差；常用的EVA薄膜中含醋酸乙烯10％～12％，自粘性、拉伸、韧性和应力滞留均好；LLDPE薄膜出现较晚，但综合特性最好。拉伸薄膜的最终性能，取决于所用原料的质量和加工工艺，吹塑的LLDPE薄膜的自粘性比PVC及EVA薄膜略差，但挤出式薄膜则相同，表6—4是几种拉伸薄膜的性质。

拉伸薄膜的性质：3．拉伸包装工艺拉伸包装方法按包装用途可分为销售包装和运输包装两类。(1)销售包装根据自动化程度不同分为手工拉伸包装、半自动拉伸包装和全自动化拉伸包装三种方法。①手工包装。一般由人工将被包装物放在浅盘