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浅析拉伸包装技术
www.51spjx.com  2017年11月09日  

  拉伸包装是20世纪70年代开始采用的一种新包装技术,它是由收缩包装发展而来的。拉伸包装是依靠机械装置在常温下将弹性薄膜围绕被包装件拉伸、紧裹,并在其末端进行封合的一种包装方法。由于拉伸包装不需进行加热,所以消耗的能源只有收缩包装的1/20。拉伸包装可以捆包单件物品,也可用于托盘包装之类的集合包装,代替小型集装箱。由于它可降低批量货物运输包装成本30%以上,因而被广泛用于五金、矿产、化工、医药、食品、机械等多种产品的整集包装上;在仓库储存领域,国外也较多地利用拉伸缠绕膜托盘包装进行立体储运,以节省空间和占地。

  1、拉伸薄膜

  拉伸薄膜(也叫缠绕膜)在包装过程中不需要进行热收缩处理,适用于某些不能受热的产品的包装,有利于节省能源,便于集装运输,降低运输费用。

  1)拉伸包装的性能指标

  用于拉伸的塑料薄膜必须具有一定的自粘性、韧性、拉伸率、应力滞留和需用拉伸范围以及光学性能和热封性能等。

  ①自粘性

  薄膜之间接触后的粘附性,在拉伸缠绕过程中和包裹之后,能使包装产品紧固而不会松散。自粘性受外界多种因素影响。如湿度、灰尘和污染物等。获得自粘性薄膜的方法主要有两种。一是加工表面光滑具有光泽的薄膜;二是使用增加粘附性的填加剂,使薄膜的表面产生湿润的效果,从而提高粘附性。

  ②韧性

  韧性是薄膜抗戳穿和抗撕裂的综合性质。抗撕裂能力只指薄膜在受张力后并被戳穿时的抗撕裂程度。抗撕裂程度的危险值必须取横向的,即与机器操作方向垂直,因为在这个方向撕裂将使包装件松散,即使纵向发生撕裂,包装件仍能保持牢固。

  ③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,最终将使薄膜变薄,宽度缩短。虽然纵向拉伸是有益的,但过度拉伸常常是不可取的。因为这将使薄膜变薄,易撕裂,同时增加了施加于包装件的张力。

  ④应力滞留

  应力滞留是指在拉伸包裹过程中, www.51spjx.com对薄膜施加的张力能保持的程度。

  ⑤许用拉伸

  许用拉伸是指在一定用途的情况下,能保持各种必须的特性所能施加的最大拉伸。许用拉伸随不同用途而变化。许用拉伸越大薄膜用量越少,包装成本也越低。

  除上述指标外,光学性能和热封性能,对某些特殊包装件是重要的。

  选用什么样的缠绕膜,用多大厚度的拉伸膜要根据商品的类型、形状来决定。商品结实、强度高、重量大,应选择强度尤其是拉伸强度和耐撕裂强度高的塑料薄膜和厚度较大的薄膜(如50μm厚的)拉伸率也可大一点,如可达到150%~170%。对于易碎品、食品、重量轻的则相反,应选用厚度15~30μm,拉伸率130%的普通拉伸膜。

  2)常用的拉伸薄膜

  常用的拉伸薄膜材料有PVC(聚氯乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和LLDPE(线性低密度聚乙烯)。

  聚氯乙烯薄膜成本最低,使用最早,自粘性较好,拉伸性和韧性均好,但应力滞留性差。低密度聚乙烯拉伸率较低,自粘性和抗戳穿强度较差。乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜自粘性、拉伸性和韧性、应力滞留性均好。线型低密度聚乙烯薄膜综合特性最好。

  3)托盘机构包装的拉伸形式

  拉伸膜的包装都须经过拉伸,托盘机械包装的拉伸形式有直接拉伸和预拉伸(如图1所示,图中(a)表示直接拉伸,(b)表示预拉伸)。

  直接拉伸是在托盘与膜之间完成拉伸。这种拉伸方法拉伸倍率低(约15%~20%),若拉伸倍率超过55%~60%,超过了薄膜原有的屈服点,膜宽也减少了,穿刺性能也损失掉,膜很容易断。且在60%拉伸率下,拉力还很大,对于轻的货物,很可能使货物变形。

  预拉伸又分为两种,一种是辊预拉伸,一种是电动拉伸。

  预拉伸都是由仅次于膜卷的两根辊完成。辊预拉伸的两根辊是由齿轮单元连结在一起,拉伸倍率可以依齿轮比不同而不同。拉力由转盘产生。由于拉伸是在短距离内产生,辊和膜之间的摩擦力有大,所以膜宽不缩,薄膜原有的穿刺性能也保持下来了。实际缠绕时没有拉伸发生,减少了由于尖锐的边或角造成的断裂,这种预拉伸可以使拉伸倍率提高到110%。

  电动预拉伸的拉伸机理与辊预拉伸相同,不同的是两辊由电带动,拉伸完全与托盘的转动无关。所以适应性更强,轻的、重的、无规则的货物都适用,由于包装时张力低,所以这种方法预拉伸倍率高达300%,大大地节约材料降低成本。适合膜厚15μm~24μm。

  2、拉伸包装主要使用形式

  密封包装。这种包装类似于收缩膜包装,膜绕着托盘把托盘全包起来,然后两个热爪子把两端的膜热封起来。这是缠绕膜最早的使用形式,并由此发展了更多的包装形式。

  全宽包装。这种包装要求膜宽足够覆盖托盘,托盘的形状规则,所以使用起来有它的局限性,适合薄膜厚度为17μm~35μm;

  手工包装。这种包装是缠绕膜包装中最简单的一种,膜装在一个架上或由手持,由托盘转动或膜绕托盘转。主要用在包好的托盘破损后的重新包装,及普通的托盘包装。这种包装速度极慢,适合的薄膜厚度为15μm~20μm;

  托盘机械包装。这是一种最普遍最广泛的机械包装形式,由托盘旋转或膜绕托盘旋转,薄膜固定在支架上可上下移动。这种包装能力很大,每小时约15~18盘。适合的膜厚约15μm~25μm;

  卧式机械包装。不同于其它包装,由膜绕着物品转,适合于长的货物包装,如地毯、板材、纤维板、异性材等;

  纸筒的包装

  这是缠绕膜的最新用途之一,比起老式的纸筒包装,用缠绕膜包装更好。适合的膜厚为30μm~120μm;

  小物品的包装。这是缠绕膜的最新包装形式,既减少材料消耗,还可以缩减托盘的存放空间,在国外,这种包装最初介绍于1984年,仅仅一年后,市场上就出现了许多这样的包装,此包装形式具有巨大的潜力。适合膜厚15~30μm;管和电缆的包装。这是缠绕膜在特殊领域应用的一个例子,包装设备安装在生产线的最后,完全自动拉伸膜既可以代替带子捆住材料,又可以起保护作用。适用的厚度为15~30μm。

  3、拉伸包装工艺

  拉伸包装方法按照其用途可分为销售包装方法和运输包装方法两类。不同类型的产品,所用的包装机械也不同,因而又有多种不同的包装方法。

  1)销售包装用途

  根据自动化程度不同可分为手工拉伸包装、半自动拉伸包装和全自动化拉伸包装三种方法。

  ①手工操作方法

  一般由人工将被包装物放在浅盘内,特别是脆而软的产品和多件包装的零散产品,如不用浅盘则容易损坏。但有些产品(如小工具等)本身具有一定的刚性和牢固程度,可不用浅盘。

  ②半自动操作

  将包装工作中的一部分工序机械化或自动化,可节省人力,提高生产效率。包装形态主要是带浅盘的包装。

  包装的重要环节是卷包和拉伸,要使这些工序机械化,机器构造的复杂程度必须增加,价格也必然同时提高,而通用性却有所削弱。虽然能节省一部分人力,产量有所提高(生产率一般为15~20件/min),但从总体上测算不一定合算。如果仅将供给、输出和热封部分自动化,包装速度也不会提高多少。所以,半自动操作在实际应用中使用得较少。

  ③全自动操作

  手工操作虽然有很多优点,但工人劳动强度大,动作单一而频繁,而且生产率低,成本高。因此,手工操作从而推动了全自动包装发展迅速。

  目前,全自动拉伸包装机所采用的包装工艺大致可分为两种:上推式操作法,主要用于销售包装;连续直线操作法,因包装体积较大、产品较高时不够稳定,所以使用上受到一定限制。

  2)运输包装用途

  拉伸包装用于运输,比传统的木箱、瓦楞纸箱等包装重量轻、成本低,因此应用广泛。这种包装多用于托盘集合包装,有时也用于无托盘集合包装。

  根据薄膜幅面不同,拉伸包装工艺方法有两种:

  ①整幅薄膜包装法

  用于与货物高度一样或更宽一些的整幅薄膜包装。这种方法适合包装形状方正的货物,优点是效率高而且经济。例如用普通船装载出口货物的包装,沉重而不稳定的货物,以及单位时间内要求包装效率高的场合。缺点是要使用多种幅宽的薄膜。

  ②窄幅薄膜缠绕式包装法

  薄膜幅宽一般为50cm~70cm,

  包装时薄膜自上而下以螺旋线形式缠绕货物,直至裹包完成,两圈之间约有三分之一部分重叠。这种方法适合用于包装堆积较高或高度不一致,以及形状不规则或较轻的货物。对于不同大小的产品而言,只需要一种规格的拉伸膜即可,因而成本较低。

  根据拉伸包装设备不同,拉伸包装工艺方法也有两种:

  回转式拉伸包装工艺。将货物放在一个可回转的平台上,把薄膜端部粘在货物上,然后旋转平台,边旋转边拉伸薄膜进行缠绕包裹,转几周后切断薄膜,将末端粘在货物上。这种方法所用设备有半自动的,即在开始时粘上薄膜,结束时切断薄膜。

  移动式拉伸包装工艺。将货物放在输送带上,由送进器或辊道推动向前,在包装位置有一个龙门式的架子,两个薄膜卷筒直立于输送带两侧,并装有摩擦拉伸辊。开始包装时,先将两卷薄膜的端部热封于货物上,当货物向前移动时,将薄膜包在其上,同时将薄膜拉伸,到达一定位置后,用封合器将薄膜收拢切断,并将端部粘于货物背后。

  回转式和移动式拉伸包装设备都有自动与半自动两种类型。半自动设备中,开始时粘结薄膜,结束时切断薄膜,均由手工操作。

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