包装工艺学材料

1章节内容提示:第一章防潮包装第二章真空充气包装第三章防锈包装第四章缓冲包装第六章拉伸包装绪论第五章泡罩和体贴包装第七章收缩包装第八章包装辅助工艺第九章包装工艺规程2第六章拉伸包装一、薄膜的预拉伸原理及工艺二、薄膜的拉伸包装原理及工艺

三、常用拉伸薄膜四、选材五、存在问题

3拉伸包装拉伸包装是利用可拉伸的塑料薄膜，在常温下对薄膜进行拉伸，用来裹包产品或包装件的一种方法。拉伸包装始于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拉伸裹包。由于薄膜在包装过程中不需要进行热收缩处理，因此适合于某些不能受热产品的包装，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方面可代替收缩包装，是一种很有前途的包装技术。4一、薄膜的预拉伸原理及工艺

拉伸薄膜是经过预拉伸或未经拉伸处理而制取的可拉伸薄膜。根据拉伸膜所需的几项技术性能（韧性、塑变小、应力松弛小等）来看，预拉伸膜似乎更能满足拉伸包装的技术要求。5预拉伸工艺：

T型机头法—→熔融厚片

—→厚片薄膜

—→单向预拉伸膜

—→热定型处理

—→有光泽、光滑薄膜

—

→增加膜表面粘附性（粘性高的薄膜）

—→用于拉伸包装

6PP拉伸裹包用膜的工艺流程曲线图PP拉伸裹包用膜的工艺框图

纵向拉伸增粘IPP-吹胀聚丙烯CPP-未拉伸或流延聚丙烯OPPBOPP72、工艺分析：1)冷却是为了控制结晶度，透明度、薄膜均匀，防止膜间粘连、为膜的二次加工做准备。2)加热、单向拉伸：加热为拉伸时链段运动、定向、晶体变形、新晶体形成提供能量。单向拉伸使分子链段沿拉伸方向排列，分子间力增加，使材料强度增加。拉伸取向原理及形成的各向异性是拉伸裹包用膜性能的需要。因为拉伸裹包用力一般是单向的，单向（纵）抗张强度较高、韧性大，就意味着膜有更好的弹力（弹性、许用拉伸指标），可以裹紧货物；预拉伸帮助分子重排，晶体变形，在外力突然作用时，使外力与内应力能瞬时平衡而使膜更坚韧（抗戳穿强度指标）；拉伸包装机操作使膜长度方向裹包货物时，横向撕裂强度增加（横向抗裂缝扩展能力大），可以延缓包裹力的下降，甚至断膜（见拉伸膜性能）。83)拉紧状态下热定型处理：消除预拉伸时强迫分子链段定向排列造成的“张应力”

防止热状态下的链段解取向所造成的膜收缩。

膜的尺寸稳定性提高，保持较高弹性，减小应力松弛。

减少应力松弛的原因是分子链段的初始应力消除，不至于拉伸时造成分子链的塑性变形过大而被拉断，从而保持薄膜较高的弹性状态9二、薄膜的拉伸包装原理及工艺

(一)用于销售包装的方法

1、手工操作方法

适用于软而脆（水果蔬菜）、用浅盘否则易损。对于刚性产品如小工具、不用浅盘

多件产品的集合包装

2、半自动操作

卷包和拉伸机械化，或供给、输出、热封部分的自动化。

3、全自动操作上推式操作法、

连续直线式操作法

10(二)用于运输包装的方法--托盘、无托盘集合包装代替木、纸箱（轻、成本低）

1、整幅薄膜包装法用宽度与货物高度一样或更宽些的整幅薄膜包装。用于形状方整的货物，20Kg大袋包装、沉重而不稳定、单位时间内要求包装效率高的场合。方式：(1)回轴式操作法--磨擦辊限制厚膜拉出速度、拉伸膜拉出率为5-55%；用两辊回转速度不同的辊、输入辊转速小于输出辊的速度，拉伸率一般为10-100%；用于方形货物包装过程四角处速度突然增加，气动调节辊、保持薄膜拉力均匀11(2)通过式(移动式)操作法2、窄幅薄膜缠绕式包装法用幅宽为50-75cm的膜自上而下螺旋形式缠绕之直到裹包完成，两圈之间

约有1/3部分重叠。适用：堆积过高或高度不一致的货物。形状不规则或轻的货物。12三、常用拉伸薄膜

(一)拉伸薄膜的性能指标

1、自粘性：薄膜之间接触后的粘附性，在拉伸缠绕过程和裹包之后，使商品包装紧固，不致松散。自粘性过大也不好（膜开卷以及各个拉伸包装件间的粘附，会使作业效率受影响）。

2、韧性：以抗戳穿强度和抗撕裂强度表示的综合性指标

3、较好的弹性

132、韧性抗戳穿强度：受尖锐物品刺孔（冲击）时，膜表面强度韧性的大小（与膜表面分子间力、表面张力、表观密度、厚度等因素有关）。

抗撕裂强度：薄膜包裹紧固产品时处于一种张力作用状态，一旦受外来尖锐物品刺孔而产生裂纹后，膜抵抗裂纹扩展的能力，尤其是膜横向（缠绕方向为纵向，膜的幅宽方向为横向）抗裂纹扩展（撕裂）能力将决定膜能否持续对产品实施保护功能的工艺指标。14a)张力作用下，裂纹扩展与尖端应力分散能力有关，与分子链柔顺性、预拉伸取向程度、晶体变形程度有关、与厚度也有关；b)抗撕裂能力的危险值必须取横向抗撕裂强度（与操作方向垂直），因为该方向撕裂的是膜的幅宽，容易使包装件松散，纵向撕裂时包装件仍然处在紧固状态。c)膜的单向预拉伸造成的各向异性正好满足韧性指标的要求。

153、较好的弹性

薄膜主要靠弹力紧裹物品的。宏观上，被拉长的膜靠自身弹性恢复而紧固物体，而微观上是靠记忆的“张应力”（反抗拉伸时的内应力）来包裹物体的。常温下，外力强迫分子链段沿外力方向伸长、取向。但是分子间力、结晶、交联结构等始终想使伸展的分子链段恢复至原来的状态，所以膜内存在“记忆的”张应力。张应力越大，弹性越大，包裹越紧。但随着时间的推移、会出现这种现象：拉伸膜逐渐松动，失去包裹功能，应力松弛现象是应力滞后（蠕变是应变滞后）的具体体现。

16应力松弛由于分子链段的热运动，通过调整构象、位移（当单向运动与张应力方向一致时）使原有的分子间的缠结点松开、张应力逐渐衰减消失。在拉伸包装膜中，用应力滞留程度来表示膜的应力松弛现象。

测试：将塑膜迅速拉伸至恒定长度、并维持足够长的时间，则可以测得维持此恒定长度所需的张力逐渐减少，直至全部消失。例：EVA、LDPE、LLDPE膜

在外力作用下原长伸至130%，16小时后，保持130%原长的原外力松弛至60-65%。同样试验，PVC膜保持130%原长的原外力松弛至25%，可见PVC膜应力滞留程度小，用于拉伸裹包时，应力松弛现象严重。

17其它影响因素

1)分子链结构、聚集状态的影响，分子链柔性增加，分子间力减少，结晶度下降，交联度下降都会使材料应力松弛现象加大，反之、分子中大的基团、交联结构、使应力滞留增加2)温度增加使应力松弛程度增加，应力滞留程度减小184、拉伸与许用拉伸许用拉伸是指一定用途的情况下，保持各种特性所能施加的最大拉伸，通常用拉伸率（不是指膜拉伸断裂时ε，膜的ε值一般在120%）和拉伸强度表示，如LLDPE、拉伸率55%拉伸强度0.412MPa19（二）常用拉伸包装膜（表6-4）

四、选材（见表6-3）

20五、存在问题

1、选择弹力大、且拉伸率和拉伸强度较高的薄膜可以减少用量，对被包装物品有较大的紧固力。

2、拉伸膜有自粘力，在拉伸缠绕过程中和裹包之后，薄膜间的粘附性能使产品紧固而不会松散。但易受外界环境，如，湿度、灰尘和污染物等的影响。而且在薄膜开卷、搬运过程中因粘结而易撕裂。所以有时需要使用单面有自粘性的薄膜（复卷时将有粘性的一层隔离，开卷时再将其剥离而发挥粘性）。

213、拉伸膜裹包的产品只能在库房里存放。因为薄膜受阳光照射或高温天气的影响将有应力松驰现象产生。薄膜如果经过单向拉伸后的热定型处理，可以提高其尺寸稳定性及抗应力松驰的能力。4、拉伸膜表面抗戳穿性及横向抗撕裂性是一些尖锐物体包裹时应考虑的问题。22思考题及习题

1、拉伸膜为什么需要有较好的弹性？简述膜应力松驰现象、实质及影响因素？

2、作为拉伸包装用膜，膜的二次加工工艺中应注意的问题？

3、习题“8”，P13323重点复习指出收缩、真空、贴体包装技术的异同点?(问答题，相同点5分，不同点5分，计10分)答：三种技术都有透明、紧固产品、集合包装之功能。热收缩包装用膜需通过预拉伸技术、冷却工艺使分子定向，加热使用时通过解取向膜收缩；贴体、真空无须二次加工，但使用时贴体的片材需加热软化，通过抽真空的方式贴向被包装产品。真空包装无须加热使用，薄膜通过抽真空即可贴向产品。24答：红蕃茄的最佳储存气氛为3%O2，3%CO2，要求减缓其呼吸速度。保鲜包装用材首选PVC膜，用增塑剂、功能性添加剂、厚薄等因素来控制其透气性（气体渗透比qo2:qco2=7:10,即进o2易，排co2难，可以保持高浓度o2的气氛，降低红蕃茄的呼吸速度），薄膜的透湿度适中，不易结露，不用打孔，且透明度、延展性较高。请为超市设计一种红蕃茄的保鲜拉伸小包装产品