第1篇 第6章塑料在包裝中的應(yīng)用

第六章塑料在包裝中的應(yīng)用§6.1塑料薄膜概述

一般將厚度在0.25mm以下的片狀塑料稱為薄膜，而厚度在0.25mm以上的稱為片材。基本性能要求物理性質(zhì)要求透明、柔順，較好的機(jī)械強(qiáng)度；良好阻隔性、防潮、阻氣；化學(xué)性能穩(wěn)定、耐水、耐油脂；良好的機(jī)加工適應(yīng)性，能熱封制袋。塑料薄膜常用樹脂

PE PP PS PVC PVDC NY PET EVA 薄膜加工成型方法 擠出吹塑薄膜 擠出流延薄膜 壓延薄膜 溶液流延薄膜 拉伸薄膜 共擠出復(fù)合薄膜 涂布薄膜塑料薄膜的成型方法1、擠出吹塑成型―筒膜

薄膜擠出吹塑成型工藝1-擠出機(jī)2-芯棒3-泡狀薄膜4-導(dǎo)向板5-牽引輥6-卷取輥7-折疊導(dǎo)板8-冷卻環(huán)9-冷卻空氣入口10-模頭11-壓縮空氣入口特點(diǎn)：設(shè)備簡單緊湊，投資少； 吹塑成型過程中薄膜縱橫兩向都有一定程度的拉伸定向（吹脹比2～3），薄膜強(qiáng)度高；更換機(jī)頭模具，可生產(chǎn)大直徑管膜。

廣泛用于PE、PVC、PP、NY等薄膜的制造缺點(diǎn)： 冷卻速度較慢而影響薄膜的透明度； 薄膜厚度偏差也較大。T型模法成型―平膜T型模法成型―平膜1、擠出機(jī)2、T型機(jī)頭3、4、5、6冷卻輥7拉伸部8、牽引輥9、卷取特點(diǎn)：

急冷定型、生產(chǎn)效率高； 薄膜具有強(qiáng)度高、光澤性好、透明度高等； 薄膜厚度均勻； 適用于結(jié)晶型樹脂且要求較薄的薄膜成型，如PE、PP、軟質(zhì)PVC、PVDC、NY、PC等薄膜制造。缺點(diǎn)： 縱向強(qiáng)度稍差； 存在縮頸。平擠拉伸成型

平擠拉伸成型工藝過程原理，擠出機(jī)將加熱塑化的原料從扁口機(jī)頭擠出成厚片坯料，然后經(jīng)一系列縱向拉伸輥?zhàn)骺v向拉伸，再送至拉幅機(jī)上進(jìn)行橫向拉伸；經(jīng)縱橫二次拉伸的定向薄膜，在高溫下熱定型，以消除內(nèi)應(yīng)力、降低收縮率、改善其強(qiáng)度和彈性。熱處理后將薄膜冷卻至室溫，以免成卷后使薄膜熱量難以散發(fā)而引起內(nèi)部結(jié)晶，影響薄膜性能。最后修邊并卷取薄膜。平擠拉伸成型的薄膜經(jīng)冷卻輥碾壓，其厚度偏差較小，包裝性能(機(jī)械強(qiáng)度、透明性、光澤度、阻隔性等)因拉伸定向而得到改善，且生產(chǎn)效率高。如果經(jīng)二次拉伸而不經(jīng)熱處理定型，其薄膜即為熱收縮薄膜。 主要用于：BOPET、BOPP、BOPS、BONY等薄膜生產(chǎn)。壓延法成型

使熱塑性塑料顆粒通過擠出機(jī)加熱塑化擠出成預(yù)成型薄膜，然后經(jīng)過幾個內(nèi)部加熱而相鄰逆轉(zhuǎn)的輥筒間隙，連續(xù)壓延制成成型薄膜，薄膜厚度取決于最后一組輥筒的筒隙，此法常用于PVC、PE、PP、ABS膜生產(chǎn)。流涎法成型先將樹脂溶于有機(jī)溶劑（PVA則以水作溶劑），制成濃度為10%～35%的溶液，并將其過濾、消泡，然后送入流涎機(jī)通過流涎咀使溶液流涎到滾筒或移動的鋼帶上蒸發(fā)干燥成一定厚度的薄膜。薄膜的厚度取決于聚合物樹脂溶液濃度，流涎量及流涎機(jī)速率。主要塑料薄膜的性能和用途1、單一薄膜在單一薄膜中，阻濕性能好的薄膜有PVDC、拉伸PP和PE；氣體阻隔性優(yōu)良的有PVA、PA、PVDC、EVAL。耐高溫性較好的有CPP、PA、PET、PVDC，適用于高溫殺菌食品的包裝。熱封性能較好的有PE、PP。

常用塑料包裝膜品種與性能（P159～160.表6－2）

常用單一薄膜性能比較

注：＊---優(yōu)；○---良；△---尚可；×---差。定向拉伸塑料薄膜將普通塑料薄膜在其玻璃化至熔點(diǎn)的某一溫度條件下拉伸到原長度的幾倍，然后在張緊狀態(tài)下，在高于其拉伸溫度而低于熔點(diǎn)的溫度區(qū)間內(nèi)某一溫度保持幾秒進(jìn)行熱處理定型，最后急速冷卻至室溫，可制得定向拉伸薄膜。經(jīng)過定向拉伸的薄膜，其抗拉強(qiáng)度、阻隔性能，透明度等都有很大的提高。

定向拉伸薄膜具有的性能除取決于塑料的品種、分子量大小、結(jié)晶度等材料因素和熱處理溫度、時間外，與拉伸程度有重要關(guān)系，其機(jī)械性能、阻透性能和耐熱耐寒性能等隨拉伸率的增大、分子定向程度的提高而提高。此外，拉伸薄膜的性能與拉伸方向也有關(guān)，單向拉伸薄膜在拉伸方向上強(qiáng)度增加，而未拉伸方向強(qiáng)度較低、易撕裂；雙向拉伸薄膜可分為非均衡拉伸和均衡拉伸兩種，均衡拉伸膜縱橫兩向性能相同，而非均衡拉伸膜性能有方向性。定向拉伸膜的缺點(diǎn)是延伸率降低，熱封性能變差，獨(dú)立使用時不易封口，使用時一般與PE等具有良好熱封性的薄膜復(fù)合。包裝上目前使用的單向拉伸膜有OPP、OPS、OPET、OPVDC等，雙向拉伸膜有BOPP、BOPE、BOPS、BOPA等。注：①落球沖擊法；②在120℃，15min條件下作熱收縮；③條件38℃，90%RH；④條件23℃，0%RH熱收縮薄膜

未經(jīng)熱處理定型的定向拉伸薄膜稱熱收縮薄膜。拉伸薄膜聚合物大分子的定向分布狀態(tài)是不穩(wěn)定的，在高于拉伸溫度和低于熔點(diǎn)溫度的條件下，分子熱運(yùn)動使大分子從定向分布狀態(tài)又恢復(fù)到無規(guī)則線團(tuán)狀態(tài)，使拉伸薄膜沿拉伸方向收縮還原。這種熱收縮性能被應(yīng)用于包裝食品，對被包裝食品具有很好的保護(hù)性、商品展示性和經(jīng)濟(jì)實用性。目前使用較多的收縮薄膜是PVC、PE、PP，其次有PVDC、PET、EVA和氯化橡膠等。

常用的兩類熱收縮包裝膜特性

彈性（拉伸）薄膜彈性（拉伸）薄膜是一種具有特殊性能的薄膜，具有較大的延伸率而又有足夠的強(qiáng)度，有良好的拉伸彈性和彈性張力。

拉伸薄膜的性能指標(biāo)（1）自粘性指薄膜之間接觸后的粘附性，在拉伸纏繞過程裹包之后，能使新包裝商品緊固而不會松散，自粘性受外界環(huán)境中濕度、灰塵和污染物等多種因素影響。（2）韌性是薄膜抗戳穿和抗撕裂的綜合性質(zhì)。（3）許用拉伸指在一定用途情況下，能保持包裝必需的特性所能施加的最大拉伸。（4）應(yīng)力滯留指在拉伸裹包過程中，對薄膜施加的張力能保持的程度。對乙烯—醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯薄膜，常用的應(yīng)力滯留程度是將薄膜原始長度拉伸至130％，在16小時中松弛至60～65%，聚氯乙烯薄膜則松弛至25%。包裝上有：PVC、EVA、LDPEI、LLDPE，其中EVA和LLDPE膜彈性好，自粘性也好，是理想品種。§6.2塑料包裝容器概述塑料包裝容器

質(zhì)輕、透明、外形美觀一定的機(jī)械強(qiáng)度，不易破碎，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕性好．易于成型加工，生產(chǎn)能耗低等優(yōu)異性能．廣泛應(yīng)用在化工產(chǎn)品、食品、飲料、化妝品、醫(yī)藥品等產(chǎn)品的包裝，在許多方面已取代或部分取代了木質(zhì)容器、金屬容器、玻璃、陶瓷容器等。塑料包裝容器的種類，通常可按以下幾種方法進(jìn)行分類：

(1)按化學(xué)組成塑料容器可分為PE、PP、PS、PVC、PET、NY、PC、PF、UF容器等。

(2)按成型方法可將塑料容器分為吹塑、注射、擠出、模壓、熱成型、旋轉(zhuǎn)、纏繞

成型容器等。

(3)按容器的形狀和用途塑料容器可分為箱盒類、瓶罐類、袋類、軟管類等。塑料包裝容器的成型方法1、擠出成型擠出過程螺桿頭部形狀注射成型中空吹塑熱成型將熱塑性塑料片材或管狀材料加熱至高彈態(tài)，采用適當(dāng)?shù)哪＞呋驃A具，在壓力作用下使其貼近模具的型面，經(jīng)過冷卻獲得制品的方法工藝特點(diǎn)（1）制品適應(yīng)性強(qiáng)：大小厚薄均可生產(chǎn)；（2）制品應(yīng)用范圍廣：日用化工、藥物包裝、電子儀表外殼。材料有：PS、PET、PVC、ABS、HDPE、PP、PA、PC等（3）設(shè)備投資少（4）模具加工容易。常用塑料包裝容器1、包裝常用塑料瓶目前包裝上應(yīng)用的塑料瓶品種有：PE、PP、PVC、PET、PS和PC等。

硬質(zhì)PVC瓶

硬質(zhì)PVC瓶無毒、質(zhì)硬、透明性很好，食品上主要用于食用油、醬油及不含氣飲料等液態(tài)食品的包裝。無毒食品級硬質(zhì)PVC安全指標(biāo)：樹脂中的VC單體的含量小于1mg/kg.25℃.60min、正庚溶出試驗的蒸發(fā)殘留量小于150mg/kg。PVC瓶有雙軸拉伸瓶和普通吹塑瓶兩種。雙軸拉伸PVC瓶其阻隔性和透明度均比普通吹塑PVC瓶好，用于碳酸飲料包裝時的最大CO2充氣量為5g/L，在3個月內(nèi)能保持飲料中的CO2含量；但拉伸PVC瓶的阻氧性極為有限，不宜盛裝對氧較敏感的液態(tài)食品。PE瓶

PE瓶主要有LDPE瓶和HDPE瓶，在包裝上應(yīng)用很廣，但由于其不透明和高透氣性、滲油等缺點(diǎn)而很少用于液體食品包裝。PE瓶的高阻濕性和低價格使其廣泛用于藥品片劑包裝，也用于日用化學(xué)品包裝。PET瓶

PET瓶一般采用注—拉—吹工藝生產(chǎn)，是定向拉伸瓶的最大品種，其特點(diǎn)為高強(qiáng)度、高阻隔性、透明美觀，阻氣、保香性好，質(zhì)輕（僅為玻璃瓶的1/10），再循環(huán)性好；在含氣飲料包裝上幾乎全部取代了玻璃瓶。PET瓶雖具有高阻隔性，但對CO2的阻隔性還不充分。采用PVDC涂制成PET-PVDC復(fù)合瓶，能有效地提高其阻隔性而用于富含營養(yǎng)物質(zhì)食品的長期貯存。PS瓶和PC瓶

PS瓶最大的特點(diǎn)是光亮透明、尺寸穩(wěn)定性好、阻氣防水性能也較好，且價格較低，因此可適用于對O2敏感的產(chǎn)品包裝，但應(yīng)注意的是它不適合包裝含大量香水或調(diào)味香料的產(chǎn)品，因為其中的酯和酮會溶解PS。由于PS的脆性，PS瓶只能用注—吹工藝生產(chǎn)。PC瓶具有極高的強(qiáng)度和透明度，耐熱、耐沖擊、耐油及耐應(yīng)變，但其最大的不足就是價格昂貴，且加工性能差，加工條件要求高，故應(yīng)用較少。國外在食品包裝上用作小型牛奶瓶，可進(jìn)行蒸汽消毒，也可采用微波滅菌，重復(fù)使用15次。PP瓶

PP瓶的加工性能較差。采用擠—吹工藝生產(chǎn)的普通PP瓶，其透明度、耐油性、耐熱性比PE瓶好，但它的透明度、剛性和阻氣性均不及PVC瓶，且低溫下耐沖擊能力較差，易脆裂，因此很少應(yīng)用。采用擠（注）—拉—吹工藝生產(chǎn)的PP瓶，在性能上得到明顯改善，有些性能還優(yōu)于PVC瓶，且拉伸后重量減輕，節(jié)約原料30%左右，可用于包裝不含氣果汁飲料及日用化學(xué)品。塑料箱塑料周轉(zhuǎn)箱是最具有塑料包裝箱特色的一類塑料箱，具有體積小、重量輕、美觀耐用，易清洗、耐腐蝕、易成型加工，使用管理方便、安全衛(wèi)生等特點(diǎn)，被廣泛用作啤酒、汽水、生鮮果蔬、牛奶、禽蛋、水產(chǎn)品等的運(yùn)輸包裝。塑料周轉(zhuǎn)箱所用材料大多是PP和HDPE。HDPE周轉(zhuǎn)箱的耐低溫性能較好；PP周轉(zhuǎn)箱的抗壓性能比較好。生產(chǎn)時加入抗氧劑、顏料，紫外線吸收劑等來改性，以提高塑料周轉(zhuǎn)箱的使用年限。目前，EPS發(fā)泡塑料周轉(zhuǎn)箱作為生鮮果蔬的低溫保鮮包裝，因其具有隔熱防震緩沖等優(yōu)越性而被廣泛應(yīng)用。鈣塑瓦楞箱利用鈣塑材料優(yōu)異的防潮性能，來取代部分特殊場合的紙箱包裝而發(fā)展起來的一種包裝。鈣塑材料是在PP、PE樹脂中加入大量填料如碳酸鈣、硫酸鈣、滑石粉等，及少量助劑而形成的一種復(fù)合材料（一般為50%樹脂+50%CaCO3等）。由于鈣塑材料具有塑料包裝材料的特性，具有防潮防水、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，故可在高濕環(huán)境下用于冷凍食品、水產(chǎn)品、畜肉制品的包裝，體現(xiàn)出質(zhì)輕、美觀整潔、耐用及尺寸穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。但鈣塑材料表面光潔易打滑，減震緩沖性較差，且堆疊穩(wěn)定性不佳，成本也相對較高。用于食品包裝的鈣塑材料助劑應(yīng)滿足食品衛(wèi)生要求，即無毒或有毒成分應(yīng)在規(guī)定的劑量范圍內(nèi)。§6.3泡沫塑料概述

泡沫塑料是內(nèi)部含有大量微孔結(jié)構(gòu)的塑料制品，又稱多孔性塑料。它是以樹脂為主體、加人發(fā)泡劑等其它助劑經(jīng)發(fā)泡成型制得的。泡沫塑料是目前產(chǎn)品緩沖包裝中使用的主要緩沖材料。另外也廣泛用作絕熱材料、運(yùn)動材料、過濾材料、絕緣材料、漂浮物等。

泡沫塑料的特點(diǎn)

(1)容重很低，可減輕包裝重量，降低運(yùn)輸費(fèi)用；

(2)具有優(yōu)良的沖擊、振動能量的吸收性，用于緩沖防震包裝能大大減少產(chǎn)品的破損；

(3)對溫、濕度的變化適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足一般包裝情況的要；

(4)吸水率低、吸濕性小，化學(xué)穩(wěn)定性好，本身不會對內(nèi)裝物產(chǎn)生腐蝕，且對酸、堿等化學(xué)藥品有較強(qiáng)的耐受性；

(5)導(dǎo)熱率低，可用