詳細解析拉伸包裝技術

拉伸包裝是20世紀70年代才開始采用的一種新包裝技術，它是由收縮包裝發展而來的。拉伸包裝是依靠機械裝置在常溫下將彈性薄膜圍繞被包裝件拉伸、緊裹，并在其末端進行封合的一種包裝方法。由于拉伸包裝不需進行加熱，所以消耗的能源只有收縮包裝的1/20。拉伸包裝可以捆包單件物品，也可用于托盤包裝之類包裝，代替小型集裝箱。由于它可降低批量貨物運輸包裝成本百分之30以上，因而被廣泛用于五金、礦產、化工、醫藥、食品、機械等多種產品的整集包裝上;在倉庫儲存領域，國外也較多地利用拉伸纏繞膜托盤包裝進行立體儲運，以節省空間和占地。   

1、拉伸薄膜

拉伸薄膜(也叫纏繞膜)在包裝過程中不需要進行熱收縮處理，適用于某些不能受熱的產品的包裝，有利于節省能源，便于集裝運輸，降低運輸費用。

1)拉伸包裝的性能指標

用于拉伸的塑料薄膜須具有一定的自粘性、韌性、拉伸率、應力滯留和需用拉伸范圍以及光學性能和熱封性能等。

①自粘性

薄膜之間接觸后的粘附性，在拉伸纏繞過程中和包裹之后，能使包裝產品緊固而不會松散。自粘性受外界多種因素影響。如濕度、灰塵和污染物等。獲得自粘性薄膜的方法主要有兩種。一是加工表面光滑具有光澤的薄膜;二是使用增加粘附性的填加劑，使薄膜的表面產生濕潤的效果，從而提高粘附性。

②韌性

韌性是薄膜抗戳穿和抗撕裂的綜合性質。抗撕裂能力只指薄膜在受張力后并被戳穿時的抗撕裂程度。抗撕裂程度的危險值須取橫向的，即與機器操作方向垂直，因為在這個方向撕裂將使包裝件松散，即使縱向發生撕裂，包裝件仍能保持牢固。

③拉伸

拉伸是薄膜受拉力后產生彈性伸長的能力。縱向拉伸增加，然后將使薄膜變薄，寬度縮短。雖然縱向拉伸是有益的，但過度拉伸常常是不可取的。因為這將使薄膜變薄，易撕裂，同時增加了施加于包裝件的張力。

④應力滯留

應力滯留是指在拉伸包裹過程中，對薄膜施加的張力能保持的程度。

⑤許用拉伸

許用拉伸是指在一定用途的情況下，能保持各種須的特性所能施加的大拉伸。許用拉伸隨不同用途而變化。許用拉伸越大薄膜用量越少，包裝成本也越低。

除上述指標外，光學性能和熱封性能，對某些特殊包裝件是重要的。

選用什么樣的纏繞膜，用多大厚度的拉伸膜要根據商品的類型、形狀來決定。商品結實、強度高、重量大，應選擇強度尤其是拉伸強度和耐撕裂強度高的塑料薄膜和厚度較大的薄膜(如50μm厚的)拉伸率也可大一點，如可達到百分之150～170。對于易碎品、食品、重量輕的則相反，應選用厚度15～30μm，拉伸率百分之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、LDPE、EVA和LLDPE。

PVC薄膜成本低，使用的早，自粘性較好，拉伸性和韌性均好，但應力滯留性差。LDPE拉伸率較低，自粘性和抗戳穿強度較差。EVA薄膜自粘性、拉伸性和韌性、應力滯留性均好。LLDPE薄膜綜合特性是較好的。

3)托盤機構包裝的拉伸形式

拉伸膜的包裝都須經過拉伸，托盤機械包裝的拉伸形式有直接拉伸和預拉伸(如圖1所示，圖中(a)表示直接拉伸，(b)表示預拉伸)。

直接拉伸是在托盤與膜之間完成拉伸。這種拉伸方法拉伸倍率低(約百分之15～20)，若拉伸倍率超過百分之55～60，超過了薄膜原有的屈服點，膜寬也減少了，穿刺性能也損失掉，膜很容易斷。且在百分之60拉伸率下，拉力還很大，對于輕的貨物，很可能使貨物變形。

預拉伸又分為兩種，一種是輥預拉伸，一種是電動拉伸。

預拉伸都是由僅次于膜卷的兩根輥完成。輥預拉伸的兩根輥是由齒輪單元連結在一起，拉伸倍率可以依齒輪比不同而不同。拉力由轉盤產生。由于拉伸是在短距離內產生，輥和膜之間的摩擦力有大，所以膜寬不縮，薄膜原有的穿刺性能也保持下來了。實際纏繞時沒有拉伸發生，減少了由于尖銳的邊或角造成的斷裂，這種預拉伸可以使拉伸倍率提高到百分之110。

電動預拉伸的拉伸機理與輥預拉伸相同，不同的是兩輥由電帶動，拉伸完全與托盤的轉動無關。所以適應性更強，輕的、重的、無規則的貨物都適用，由于包裝時張力低，所以這種方法預拉伸倍率高達百分之300，大大地節約材料降低成本。適合膜厚15μm～24μm。

2、拉伸包裝主要使用形式

密封包裝。這種包裝類似于收縮膜包裝，膜繞著托盤把托盤全包起來，然后兩個熱爪子把兩端的膜熱封起來。這是纏繞膜較早的使用形式，并由此發展了更多的包裝形式。

全寬包裝。這種包裝要求膜寬足夠覆蓋托盤，托盤的形狀規則，所以使用起來有它的局限性，適合薄膜厚度為17μm～35μm;

手工包裝。這種包裝是纏繞膜包裝中較簡單的一種，膜裝在一個架上或由手持，由托盤轉動或膜繞托盤轉。主要用在包好的托盤破損后的重新包裝，及普通的托盤包裝。這種包裝速度慢，適合的薄膜厚度為15μm～20μm;

托盤機械包裝。這是一種普遍和應用廣泛的機械包裝形式，由托盤旋轉或膜繞托盤旋轉，薄膜固定在支架上可上下移動。這種包裝能力很大，每小時約15～18盤。適合的膜厚約15μm～25μm;

臥式機械包裝。不同于其它包裝，由膜繞著物品轉，適合于長的貨物包裝，如地毯、板材、纖維板、異性材等;

紙筒的包裝

這是纏繞膜的新的用途之一，比起老式的紙筒包裝，用纏繞膜包裝更好。適合的膜厚為30μm～120μm;

小物品的包裝。這是纏繞膜的新包裝形式，既減少材料消耗，還可以縮減托盤的存放空間，在國外，這種包裝初介紹于1984年，僅僅一年后，市場上就出現了許多這樣的包裝，此包裝形式具有巨大的潛力。適合膜厚15～30μm;管和電纜的包裝。這是纏繞膜在特殊領域應用的一個例子，包裝設備安裝在生產線之后，完全自動拉伸膜既可以代替帶子捆住材料，又可以起保護作用。適用的厚度為15～30μm。

3、拉伸包裝工藝

拉伸包裝方法按照其用途可分為銷售包裝方法和運輸包裝方法兩類。不同類型的產品，所用的包裝機械也不同，因而又有多種不同的包裝方法。

1)銷售包裝用途

根據自動化程度不同可分為手工拉伸包裝、半自動拉伸包裝和全自動化拉伸包裝三種方法。

①手工操作方法

一般由人工將被包裝物放在淺盤內，特別是脆而軟的產品和多件包裝的零散產品，如不用淺盤則容易損壞。但有些產品(如小工具等)本身具有一定的剛性和牢固程度，可不用淺盤。

②半自動操作

將包裝工作中的一部分工序機械化或自動化，可節省人力，提高生產效率。包裝形態主要是帶淺盤的包裝。

包裝的重要環節是卷包和拉伸，要使這些工序機械化，機器構造的復雜程度須增加，價錢也必然同時提高，而通用性卻有所削弱。雖然能節省一部分人力，產量有所提高(生產率一般為15～20件/min)，但從總體上測算不一定合算。如果僅將供給、輸出和熱封部分自動化，包裝速度也不會提高多少。所以，半自動操作在實際應用中使用得較少。

③全自動操作

手工操作雖然有很多優點，但工人勞動強度大，動作單一而頻繁，而且生產率低，成本高。因此，手工操作從而推動了全自動包裝發展迅速。

目前，全自動拉伸包裝機所采用的包裝工藝大致可分為兩種:上推式操作法，主要用于銷售包裝;連續直線操作法，因包裝體積較大、產品較高時不夠穩定，所以使用上受到一定局限性。

2)運輸包裝用途

拉伸包裝用于運輸，比傳統的木箱、瓦楞紙箱等包裝重量輕、成本低，因此應用廣泛。這種包裝多用于托盤包裝，有時也用于無托盤包裝。

根據薄膜幅面不同，拉伸包裝工藝方法有兩種：

①整幅薄膜包裝法

用于與貨物高度一樣或更寬一些的整幅薄膜包裝。這種方法適合包裝形狀方正的貨物，優點是效率高而且經濟。例如用普通船裝載出口貨物的包裝，沉重而不穩定的貨物，以及單位時間內要求包裝效率高的場合。缺點是要使用多種幅寬的薄膜。

②窄幅薄膜纏繞式包裝法

薄膜幅寬一般為50cm～70cm，

包裝時薄膜自上而下以螺旋線形式纏繞貨物，直至裹包完成，兩圈之間約有三分之一部分重疊。這種方法適合用于包裝堆積較高或高度不一致，以及形狀不規則或較輕的貨物。對于不同大小的產品而言，只需要一種規格的拉伸膜即可，因而成本較低。

根據拉伸包裝設備不同，拉伸包裝工藝方法也有兩種:

回轉式拉伸包裝工藝。將貨物放在一個可回轉的平臺上，把薄膜端部粘在貨物上，然后旋轉平臺，邊旋轉邊拉伸薄膜進行纏繞包裹，轉幾周后切斷薄膜，將末端粘在貨物上。這種方法所用設備有半自動的，即在開始時粘上薄膜，結束時切斷薄膜。

移動式拉伸包裝工藝。將貨物放在輸送帶上，由送進器或輥道推動向前，在包裝位置有一個龍門式的架子，兩個薄膜卷筒直立于輸送帶兩側，并裝有摩擦拉伸輥。開始包裝時，先將兩卷薄膜的端部熱封于貨物上，當貨物向前移動時，將薄膜包在其上，同時將薄膜拉伸，到達一定位置后，用封合器將薄膜收攏切斷，并將端部粘于貨物背后。

回轉式和移動式拉伸包裝設備都有自動與半自動兩種類型。半自動設備中，開始時粘結薄膜，結束時切斷薄膜，均由手工操作。