包裝工藝學之專用包裝工藝PPT課件

1、第三篇 專用包裝工藝工程技術學院包裝工程專業(yè): 王桂英 第十章 防護包裝工藝 第一節(jié) 防潮包裝 第二節(jié) 防水包裝 第三節(jié) 防偽包裝 本章重點:防潮包裝、防水包裝第十章 環(huán)境防護包裝工藝環(huán)境防護包裝: 防止環(huán)境對包裝內容物的影響而采取一定的防護措施的包裝。 防潮包裝: 針對自然環(huán)境因素；防護包裝 防水包裝: 針對自然環(huán)境因素； 防偽包裝: 針對社會環(huán)境因素；第一節(jié) 防潮包裝 一、包裝產品與水蒸汽的關系采用防潮包裝的目的：隔絕大氣中的水分對被包裝產品的作用，避免其變質、發(fā)霉、受潮、生銹等。防潮包裝與包裝產品的吸濕特性和包裝所處的外界條件有關。1、水蒸氣的來源-主要來自大氣。 相對濕度RH RH=(

2、p/p0) 100% RH 相對濕度 p 空氣中水蒸氣分壓力 p0 飽和水蒸氣壓力由右表可以看出,在相對濕度一定的條件下,溫度,大氣中含水量；溫度,大氣中水蒸氣達到過飽和狀態(tài)產生水分凝結，或相對濕度升高。 2、包裝產品的吸濕特性(1) 什么樣的產品要進行防潮包裝？ 容易吸收水分或表面吸附水分，引起潮解、長霉和腐蝕的產品。(2) 水分活性(Water Activity) 引起食品腐敗的最低水分含量，也就是微生物生長、繁殖所需要的最低水分含量，稱作水分活性。 Aw = P/P0 = nA/(nA+nB) P 溶液的蒸汽壓，食品中的水蒸氣分壓; P0溶劑的蒸汽壓，純水的蒸汽壓; nA 溶劑的摩爾分數(shù)

3、； nB 溶質的摩爾分數(shù)，食品中的砂糖、鹽和其它可溶性調味品。水分活性（Water Activity, Aw）食品中被微生物利用的實際含水量。Aw值反映了溶液和作用物的水分狀態(tài)，每種微生物只能在一定的Aw值范圍內生長。AW微生物生長能力0.980.99大多數(shù)微生物生長0.800.8512周內，霉菌等引起變質0.70較長時間防止微生物生長0.65極少數(shù)微生物有生長可能，較長期不變質 二、防潮包裝原理1、防潮包裝的目的與方法(1) 防潮包裝的概念 就是采用防潮包裝材料對產品進行包裝，隔絕外界濕氣對產品的影響，同時使包裝內的空氣保持干燥，達到被包裝物品處于臨界相對濕度以下，以達到防潮目的包裝。 (2

4、)為什么要進行防潮包裝？ 防止產品脫濕而變質； 防止產品受潮而發(fā)霉； 防止金屬極其制品的變色和生銹； 防止易吸濕產品潮解。(3) 防潮包裝方法 靜態(tài)干燥法：采用干燥劑，適合中小包裝或有限期的包裝； 動態(tài)干燥法：采用降濕機械，適合大型包裝和長期儲存包裝； (1) 包裝材料的滲透率 就是在單位面積上、單位時間內水蒸氣和氣體的滲透量，對于水蒸氣，單位為Qwv=g/(m224h)；對于氣體，單位為Qg=cm3/(m224h)，滲透率與阻隔性成反比。 (2)滲透機理 d 包裝材料厚度； P1,P2 氣體在高、低壓側 的壓強； C1,C2氣體濃度，C1為高 濃度；C2為低濃度。 2、滲透機理 根據(jù)費克第一

5、擴散定律和亨利定律，則有： m=DS(p1-p2)/d P=DS其中：m 單位時間，單位面積上的滲透量， 對水蒸氣為：g/(scm2)； 對于氣體，單位為： cm3/(scm2); p1,p2包裝材料兩側的壓強，p1為高側,p2為低側 壓強,kPa； d 包裝材料的厚度,cm； D 水蒸氣或氣體在包裝材料中的擴散系數(shù)，cm2/s; S 水蒸氣或氣體在包裝材料中的溶解度系數(shù)，單位 為g/(cm3kPa)或cm3 /(cm3101.325kPa); P - 水蒸氣或氣體透過包裝材料的滲透系數(shù)，單位 為gcm/(cm2skPa)或 cm3cm/(cm3s101.325kPa); 3、滲透系數(shù) 在防潮

6、包裝設計中，主要考慮水蒸氣的滲透系數(shù)，也稱透濕系數(shù)，以Pwv（wv: water vapor)表示。 Pwv = Pwv40p4090K/ p -10-100時飽和水蒸汽壓強值（KPa) 各種薄膜在不同溫度下的K值 包裝用塑料薄膜在不同溫度下的透濕率與透濕系數(shù)借助于物理化學中化學反應動力學的理論，研究在滲透中各個因素（溫度、濕度、濃度、壓力、材料等等）對滲透速度的影響。以溫度對反應速度影響為例。(1)經驗公式 范特霍夫規(guī)則 PT+10/PT=24(2)定量公式（阿侖尼烏斯方程） Pwv=P0exp(-E/(RT) 其中：P0 - 指前因子 E 活化能, Jmol-1 T 熱力學溫度，K4、滲透

7、反應動力學 R 摩爾氣體常數(shù)，8.314Jmol-1K-1 結論：在一定溫度條件下，滲透系數(shù)是一個常數(shù)；從阿倫尼烏斯方程可知，溫度對滲透系數(shù)有顯著影響；活化能越高，滲透系數(shù)越小，滲透反應速度就越慢；反之亦然。在選擇包裝材料時，應選擇活化能較高，滲透系數(shù)較小的材料。 (4)活化能較大，溫度對滲透系數(shù)的影響越顯著；活化能較小，溫度對滲透系數(shù)的影響也較小； (5)指前因子P0與活化分子發(fā)生滲透反應的速度有關。三、防潮包裝的設計與計算 防潮包裝的分類1、第一類防潮包裝的設計與計算 采用干燥劑和透濕率低的防潮包裝材料。保護產品質量，防止產品增加水分，加入干燥劑防止被包裝物品吸收或排除水分，采用低透濕率的

8、防潮包裝材料 常用干燥劑類型：吸附型（硅膠、泡沸石Al2O3+SiO2、分子篩和鋁凝膠活性氧化鋁）和潮解型（生石灰）。各種干燥劑 (1) 采用較低透濕率材料包裝時，干燥劑用量計算 =（K1ARM+K2D)/K0 其中： -干燥劑用量，kg; A -防潮包裝總面積，m2; R -防潮包裝材料的透濕率，g/(m224h)； M -包裝儲運的最長保護期限，月； D -襯墊材料的質量，kg; K0 干燥劑的吸濕率關系系數(shù)（ K0 = Kb / Ka， Ka為細孔硅膠在25、相對濕度為60%時的 吸濕率，為30%； Kb為其它干燥劑在同樣溫 度、同樣條件下的吸濕率 )； K1 儲運地區(qū)氣候的溫、濕度關系

9、系數(shù)； K2 襯墊材料吸濕率關系系數(shù)。 (2) 采用較透濕率為零的材料作包裝時，干燥劑用量 計算 =（eV/950+K2D)/K0 其中：-干燥劑用量，kg; e-包裝場所絕對濕度，kPa; V-包裝件的容積，m3； K0 干燥劑的吸濕率關系系數(shù)（ K0 = Kb / Ka， Ka為細孔硅膠在25、相對濕度為60%時的 吸濕率，為30%； Kb為其它干燥劑在同樣溫 度、同樣條件下的吸濕率 )； K2 襯墊材料吸濕率關系系數(shù)。 當包裝場所的絕對濕度單位用g/m3時，可用下式計算 =（aV/70+K2D)/K0 其中：-干燥劑用量，kg; a -包裝場所絕對濕度，g/m3。 對小批生產的小容器，可

10、用下式計算： =V/（2K0）(3)干燥劑用量計算實例 例10-1: 采用厚度為0.08mm的低密度聚乙烯薄膜,(透濕率為11g/m224h)包裝一臺儀器,包裝的全表面積為1m2,儲運時間為5個月,其中在溫帶地區(qū)(平均溫度為20,平均相對濕度為75%),儲運3個月,在熱帶地區(qū)(平均溫度為30,平均相對濕度為90%),儲運2個月,內裝物品帶有瓦楞紙箱吸濕性襯墊材料1kg,問需要多少干燥劑? 2、第二類防潮包裝設計與計算(1) 根據(jù)被包裝產品的性質、防潮要求、儲存期限、形體特征和使用特點來合理選用防潮包裝，設計包裝容器和包裝方法。(2)根據(jù)給定的包裝材料,按照被包裝產品的條件，驗算是否能滿足儲存期

11、限的要求。用透濕系數(shù)Pwv.表示的儲存期公式： T=qwv.d/Pwv.(P1-P2) A(s)用透濕率Q40表示的儲存期公式： T=qwv./A Q40(h1-h2)K (天） 例10-1: 某種濕敏感性產品，干燥時重為200g，裝入厚度為0.03mm的聚偏二氯乙烯（PVDC)塑料袋中,包裝的全表面積為1300cm2；該產品干燥時含水量為3%，允許最大含水量為8%；如果儲存在平均溫度為22和相對濕度為70%的環(huán)境中,計算儲存期是多少天？ 用兩種方法計算 (1)用透濕系數(shù)計算 T=qwv.d/Pwv.(P1-P2) A(s) 10-14a 確定在22時的透濕系數(shù)Pwv.22 Pwv22 = P

12、wv40P4090K/ P 由表10-4可知，0.03mm的PVDC,在40 和90%RH的 環(huán)境條件下，其透濕系數(shù)為： Pwv40=0.1310-11g.cm/cm2.s.kPa由表10-2可知，在40時的飽和水蒸氣壓強為： p40=.36kPa用插值法求得22時的飽和水蒸氣壓強為 p22=2.670kPa由表10-3插值法求得在22時的K值為： K=0.16510-2用上面的數(shù)值代入10-14a中得： Pwv22=0.05310-11g.cm/cm2.s.kPa 該產品的容許透濕量量為： qwv.22=200（8%-3%）=10g 求包裝材料兩側水蒸汽分壓差： a.包裝外側分壓差p1。由表

13、10-2可知，22飽和水蒸氣的壓強為p22=2.670kPa，相對濕度為70%時，水蒸氣的壓強為p1 =2.670 0.7=1.869kPa b.包裝內部分壓p2。由產品的吸濕曲線圖10-6可知，平衡含水量8%時的相對濕度為67%，含水量3%時的相對濕度為20%， 因此，包裝內的相對濕度為（67+20）%/2=43.5%,水蒸氣的分壓為 p2 =2.670 0.435=1.161kPa c.包裝兩側的壓差為p1 - p2 =0.708kPa 代入 T=qwv.d/Pwv.(P1-P2) A(s) 得： T=100.003/(0.05310-110.7081300) T= 711.795 day

14、 T2年(2)用透濕量計算 T=qwv./A Q40(h1-h2)K 因為Q40=2.5g/m2.24h,代入上式得： T=10/0.132.5(70-43.5)0.16510-2 T= 703.699 day T2年 3、加速試驗的應用 為判斷包裝材料對水蒸氣的阻隔性能，要在使用環(huán)境條件下進行環(huán)境儲存試驗，這種試驗雖然可靠，可花費時間太長。因此采用在高溫、高濕條件下進行加速試驗。一般是在溫度為401和相對濕度為（902）% 的條件下進行試驗，測得被包裝物含水量達到額定的數(shù)值時所需的時間，設為t40,而在任意溫度所預定的時間為t，那么： t= t40（90-h2)/K(h1 -h2)90 (d

15、ay) t40 溫度為40時的時間； K 不同材料的值； h1%、h2 % -包裝外部和內部的相對濕度。 第二節(jié) 防水包裝一、防水包裝的重要性 1、什么是防水包裝？ 防水包裝是指防止因水浸入包裝件而影響內裝物質量所采取一定防護措施的包裝。防水包裝屬于外包裝，但對某些要求不高的商品包裝時，可用內包裝作防水處理。但防水包裝和其它包裝不能互相替代。2、防水包裝的重要性 (1)避免產品在流通過程中受到雨水的侵蝕； (2)保護產品的性能和使用價值。二、防水包裝方法 1、防水包裝材料：外殼框架壁板材料、內襯防水材料、密封材料、防水涂料和外覆蓋材料等。 (1) 包裝的外殼壁板材料：確保包裝的強度。 木材：各

16、種木材、膠合板和硬質纖維板。 金屬板：低碳鋼板、鋁或鋁合金材料等。 瓦楞紙箱：表面經過防水處理。(2) 內襯材料：確保防水性能。 紙類：石油瀝青紙、防潮級柏油紙、蠟劑浸漬紙、石蠟紙。 塑料類：各種塑料薄膜以及涂布的、復合的薄膜等，如，LDPE、HDPE、PVC、PS、PU、PVA、CPP和塑料瓦楞板和泡沫板等。 復合材料：鋁塑復合膜、紙塑復合、布塑復合等復合材料。 (3) 密封材料：壓敏膠帶、防水膠黏帶、防水黏結劑、密封用橡膠等。 (4) 防水涂料：石蠟、清漆等。 (5) 外覆蓋材料：防水蓬布等。2、防水包裝方法(1) 防水等級：根據(jù)包裝儲運的環(huán)境條件和耐受浸水或噴水實驗的等級來劃分的。 (2

17、) 防水包裝的一般方法：根據(jù)包裝儲運的環(huán)境條件和耐受浸水或噴水實驗的等級來劃分的。 、級防水包裝：金屬材料、硬質塑料容器或玻 璃容器。 級防浸水及防噴淋包裝：封閉木箱或花格箱，內壁襯防水阻隔材料。 防凝露的防水包裝 (3) 防水包裝的特殊密封工藝 金屬容器的密封 蠟封防水密封結構 防偽和顯示偷換物包裝都是為了防止偽造、假冒、盜竊商品的包裝。主要分為以下幾類：1、激光全息防偽技術：利用激光進行全息照相的技術。 第二節(jié) 防偽包裝技術防偽商標圖片 激光防偽商標圖片 2、特種油墨防偽技術(1)可逆變油墨防偽技術：當視角改變60時，可以看到原來的圖案的顏色發(fā)生了改變。(2)無色（隱形）熒光與磷光油墨防偽

18、技術：印品在紫外線的照射下，可顯現(xiàn)發(fā)光的暗記，隱蔽性極好。(3)有色熒光與磷光油墨防偽技術：印品中的某一顏色在紫外線的照射下，磷光效應明顯,隱蔽性強,不易仿制。(4)熱變(熱敏)油墨防偽技術：有可逆和不可逆的兩種,加熱后，會變成紅色、綠色或黑色3種。(5)金屬油墨防偽技術：用特制的有色或無色的金屬油墨印在特定位置上，鑒別時用含鉛、銅等的金屬制品輕劃，就可顯出劃痕以辯真?zhèn)巍?(6)塑料凹印熒光防偽技術：塑凹熒印油墨在日常光線下不顯色，在紫外燈下可發(fā)光，隱蔽性強，不影響裝潢的整體畫面設計，是唯一用于紙張以外的防偽。3、金屬隱形防偽技術 適用于金屬或硬質包裝的防偽商標，在陽光或聚光照射下能將圖紋暗記

19、反映出來，防偽性能好并具有裝飾美化商品的效果，廣泛用于名酒的金屬瓶蓋上。4、制版與印刷防偽技術 印版防偽：雕刻凹版，特殊印版等； 圖文防偽：精密細致的底紋、縮微文字、隱型文字。 印刷防偽：彩虹印刷、補色印刷、對印、疊印、多 色接線印刷等。 5、綜合防偽技術 將上面的防偽技術結合起來使用的一種防偽技術。6、條形碼防偽技術 有不變的條形碼和可變條形碼兩種。7、激光編碼防偽技術 也稱激光“燒字”，用于包裝的生產日期、產品批號等的印刷。被印物通常是塑料、玻璃及有鍍層的金屬。 酒類最新防偽技術大觀 1、每瓶酒都有一個指紋紋理防偽標簽； 即在白色紙漿中按比例摻進有色纖維，經過特殊 方法制造成肉眼可見的、紋

20、理圖案清晰的紋理紙，然 后通過特殊技術把紋理紙印制成防偽標簽，每一枚標 簽印制成后，企業(yè)防偽中心運用圖像采集系統(tǒng)將自然 紋理拍攝登記，編號建檔，并存儲到計算機識別系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫中，供需求者查詢真?zhèn)?。由于每個標簽的自然 紋理都是獨一無二的，在這一點上和人類的指紋類似，所以紋理防偽標簽也可以看作酒包裝的“指紋”。劍南春酒就在采用這一防偽技術。 2、商標上的萬花筒激光全息圖象標簽 ； 目前最新的成果是從全息圖上呈現(xiàn)隱藏圖像。 3、名酒也發(fā)身份證電話電碼標簽 電碼電話防偽屬我國首創(chuàng)，它采用的是密碼防偽的辦法，即在防偽標志上隱藏一組密碼，消費者撕開（或刮開）防偽標志，就可看到這組密碼，然后撥通查詢電話，鍵

21、入密碼，瞬間即可與全國聯(lián)網(wǎng)的防網(wǎng)數(shù)碼中心檢索核對。同一組密碼第二次輸入，電腦即答復已被查詢，密碼作廢。這樣每一件產品針對一組密碼，既不相同也無順序，這就如同給每一件產品發(fā)了一個身份證，要識別真假，只需通過電話核對一下即可。水井坊酒就在采用此項防偽技術。4、受傷總是這么輕易易碎紙標簽易碎標簽是用非常容易被撕碎的材料制成的。撕掉后，該標簽不可能用另外一個標簽替換。若要撕掉標簽，只會使標簽被撕碎，產品授權使用者由此很容易就知道標簽是否被竊啟過?？蛻粢部少徺I不帶連續(xù)編號的標簽，然后自己給標簽編碼。對于客戶需要標上條形碼的產品，條形碼標簽也可用作易碎標簽。 5、核子時代的商標重離子微孔（核徑跡）防偽技術

22、 重離子微孔（核徑跡）技術是原子能科學技術與其他學科應用技術相結合而產生的高新防偽技術。其基本原理是：利用反應堆產生的熱中子轟擊特定的鈾靶，使鈾發(fā)生裂變，用其裂變碎片穿透PET塑料薄膜，或者用加速器加速的重離子照射塑料薄膜，在塑料薄膜中裂變碎片（或重離子）通過的路徑上，造成電離損傷，留下痕跡。這些痕跡通過化學處理，可以形成微孔，微孔很小，通常為5微米，為一根頭發(fā)絲的百分之一左右，每平方厘米可以有幾百萬個。然后用微孔制成商標圖案。利用光通過微孔時產生的折射和散射作用，有微孔處為乳白色，無微孔的地方透明，可以制成在視覺上呈現(xiàn)為乳白色的顯性圖案。同時，也可以通過特殊的工藝，制成人眼看不見的隱性圖案。

23、這類產品可以采用用彩色筆涂抹和抹水等手段，很方便地為消費者識別 6、商品上的紋身激光噴碼技術 激光以極高的能量密度聚集在被刻標的物體表面，在極短的時間內，將其表層的物質氣化，并通過控制激光束的有效位移，精確地灼刻出精致的圖案或文字。激光標記清晰永久，不可擦涂和更改。同時激光標記的不可擦涂性使其也具有一定的防偽效果，有許多企業(yè)已經開始利用激光打標來進行防偽，并取得了良好的效果。這項技術也是標記地區(qū)代碼的最佳選擇。7、立體化防偽酒類防偽的未來方向 隨著技術的不斷進步，綜合各種防偽手段的立體化防偽技術逐漸成為酒類防偽的未來方向。這方面具有代表性的是五糧液的三層防偽體系：最外層包裝采用的是一次性成型技

24、術生產的PET聚酯盒，盒口是一次性扭折防偽封口蓋。當酒瓶取出時，PET聚酯盒被破壞，無法再次使用，組成了第一道防偽屏障。 第二道防偽是在酒瓶表面標識上。五糧液引進了意大利高溫烤標技術來制作頸標，并采用了金膏邊線，提高了貼標技術難度，同更加精美牢固。酒瓶的胸徽則采用了德國模內轉移技術，使五糧液徽標圖案更閃亮、更富立體感。 第三道防偽是在瓶蓋上。五糧液集團引進了目前世界上最先進的美國3M公司的回歸反射防偽膠膜技術。這項技術利用了光的回歸反射原理，在五糧液專用防偽酒瓶蓋上，用光把直徑為0.06mm的玻璃微珠，涂布在可視印刷品的表面上，形成特定的五糧液廠徽圖案，并對印刷品的可視部分起到保護作用。 Th

25、ank You!Your company slogan東北林業(yè)大學工程技術學院包裝工程專業(yè): 王桂英5、世上最美好的事是：我已經長大，父母還未老;我有能力報答，父母仍然健康。6、沒什么可怕的，大家都一樣，在試探中不斷前行。7、時間就像一張網(wǎng)，你撒在哪里，你的收獲就在哪里。紐扣第一顆就扣錯了，可你扣到最后一顆才發(fā)現(xiàn)。有些事一開始就是錯的，可只有到最后才不得不承認。8、世上的事，只要肯用心去學，沒有一件是太晚的。要始終保持敬畏之心，對陽光，對美，對痛楚。9、別再去抱怨身邊人善變，多懂一些道理，明白一些事理，畢竟每個人都是越活越現(xiàn)實。10、山有封頂，還有彼岸，慢慢長途，終有回轉，余味苦澀，終有回甘。

26、11、人生就像是一個馬爾可夫鏈，你的未來取決于你當下正在做的事，而無關于過去做完的事。12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果兩者你都不占絕對優(yōu)勢，那你就選擇善良。13、時間，抓住了就是黃金，虛度了就是流水。理想，努力了才叫夢想，放棄了那只是妄想。努力，雖然未必會收獲，但放棄，就一定一無所獲。14、一個人的知識，通過學習可以得到;一個人的成長，就必須通過磨練。若是自己沒有盡力，就沒有資格批評別人不用心。開口抱怨很容易，但是閉嘴努力的人更加值得尊敬。15、如果沒有人為你遮風擋雨，那就學會自己披荊斬棘，面對一切，用倔強的驕傲，活出無人能及的精彩。5、人生每天都要笑，生活的下一秒發(fā)生什么，我們誰也不知道。所以，放下心里的糾結，放下腦中的煩惱，放下生活的不愉快，活在當下。人生喜怒哀樂，百般形態(tài)，不如在心里全部淡然處之，輕輕一笑，讓心更自在，生命更恒久。積極者相信只有推動自己才能推動世界，只要推動自己就能推動世界。6、人性本善，純如清溪流水凝露瑩爍。欲望與情緒如風沙襲擾，把原本如天空曠蔚藍的心蒙蔽。但我知道，每個人的心靈深處，不管烏云密布還是陰淤蒼茫，但依然有一道彩虹，亮麗于心中某處。7、每個人的心里，都藏著一個了不起的自己，只要你不頹廢，不消極，一直悄悄醞釀著樂觀，培養(yǎng)著豁達，堅持著善良，只要在路上，就沒有到達不了的遠方！8、不要活在別人眼中，更不要活在別人嘴中