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淺談包裝的跌落性能及影響因素

淺談包裝的跌落性能及影響因素

發布時間:2018-10-15 15:37????瀏覽量:
淺談包裝的跌落性能及影響因素,跌落性是包裝袋的主要內在性能,主要是防止在包裝運輸、搬運、貨架流通過程中,因包裝袋破損導致內裝物受損的情況。根據物理學原理,動態沖擊過程中產生的沖量Ft=M(V1-V0), 式中F為所受到的沖擊力;t為沖擊力的作用時間;M為物體的質量;V1,V0分別代表受到沖擊后的速度和受到沖擊前的速度。
越重的物品包裝,從越高的距離跌落,產生的沖擊能量越高,對包裝袋的強度要求也越高。而聚合物材料的延展性越好,在受到沖擊時,由于材料的延伸變形會造成作用時間的延長,并且吸收了部分能量,從而使得對封口部分沖擊力變小,減少了破包的可能。因此純PE袋子的耐跌落性要高于OPP//PE,OPET//PE等復合袋。
跌落性實質上是包裝袋力學性能好壞的綜合表現,當包裝袋從一定的高度跌落,在其接觸到地面的一瞬間,包裝袋內的物體仍有保持相同的下落速度的趨勢,這樣內裝物由于慣性的作用向四周散開,從而對包裝袋的封口位置(往往是整個袋子強度薄弱的地方)形成沖擊,如果此時包裝袋由于自身的強度和形變能吸收掉內容物的沖擊能量,則包裝袋能保持完好,否則會發生破袋現象。


 

淺談包裝的跌落性能及影響因素

 

一般實驗室測試封口剝離時,拉伸速度比較慢300-500 mm/min,這實際反映的是靜態的力量,與實際使用中發生的沖擊過程完全不同。一般是拉伸速度越高,封口強度越高,但封口破壞能量將降低,包裝的封口表現為一定的脆性,這就是實際使用包裝過程中發生脆性斷裂的原因。根據經驗,要達到2000 mm/min及更高拉伸速度才能測試其封口的耐沖擊性能,才能反映實際使用效果。
包裝袋的跌落性能與內容物質性質有很大的關聯,不同的內容物其耐跌落性能差異很大,內容物的性質中有兩點與包裝袋的跌落性關系zui大:
1. 內容物的相對流動性
內容物的相對流動性越強,則在跌落時由于內摩擦力消耗的能量就相對較少,其對封口位置的沖擊能量也就越大。如相同材質的包裝袋盛裝相同的內容物(如粉末),有無內包裝使得其跌落性是不一樣的,因為內包裝相對而言限制了內容物在跌落時的瞬間流動性,減少了對封口位置的沖擊。
2. 內容物的相對密度
內容物的密度大小,決定了相同質量的內容物的體積大小,也決定了包裝袋的尺寸大小。相同材質,其包裝袋的尺寸較大,其跌落時包材的形變量也較大一些,能吸收的能量也較多。這就是相同材質的包裝,盛裝密度低的內容物,其耐跌落性要好一些的原因。
需要說明的是包裝袋的熱合強度與包裝袋跌落性是不同的概念,兩者之間沒有直接的相關性。例如:OPA15//CPP60與BOPP18//PE60兩種不同的材料,其熱合強度前者要比后者高出許多,但前者的跌落性是比較差的,一般沒有后者的跌落性良好。有客戶在使用OPA15//CPP包裝膜時,內容物400g,發現包裝袋不抗跌落,高度低于1 m,后來裝等量的水試驗跌落,試驗高度在0.8 m,1 m時即出現破包現象。CPP的低溫脆性決定了其不耐跌落,后將CPP換成PE,問題就解決了。
影響復合包裝袋破袋的因素有很多,主要有以下幾個方面:
1. 復合膜的剝離強度
如果復合膜的剝離強度過低,難以達到多層復合材料同時受力的要求,造成力不能更好地分散,那么在跌落過程中,就會造成破袋。另外,在高溫蒸煮袋中,由于有的粘合劑耐熱性不好,尤其在一些復雜結構如BOPA15//Al7//CPP70中,在高溫蒸煮時,也會造成在封口邊處的破裂,復合膜脫層的現象。
2. 制袋工藝方面
制袋的溫度過高,造成熱封處的熱封材料性能下降;制袋的壓力過大,造成熱封處的熱封材料被擠出,封合的熱合強度降低,從而造成包裝袋在跌落時的破袋。制袋的熱封條過于鋒利或有機械飛刺,也會損傷袋子的熱封邊緣,從而造成破袋現象。
3. 材料方面
包裝材料要具有足夠的厚度,厚度不夠將會造成復合膜的強度不足,從而造成破袋問題。注意材料中再生料的加入,再生料各方面性能都會降低,加入過多,直接影響性能,造成破袋。在PE膜的制造過程中,加入LLDPE和mPE以提高PE的強度和柔韌性,從而可以減少破袋。如果在低溫冷凍環境中使用的包裝,建議選用耐低溫的包裝材料如BOPA來生產復合膜,否則容易造成低溫冷凍環境中復合膜發生脆裂。
4. 其他
在包裝一些重包裝或粉末類物品如鹽、洗衣粉等時,在灌裝完該類物品后熱封前,應盡量將袋內的空氣排出,以減小包裝袋壁的受力,讓固體直接受力,減少袋的破損。
5. 韌性強度與跌落性的關系
在測定包裝熱合強度時,力值形變曲線的積分面積的大小基本代表了包裝材料在拉伸過程中所能吸收能量的大小。雖然包裝材料的拉伸形變曲線并不能模擬出其跌落時的受力形變曲線,但在一定程度上還是能反映出其跌落性能。另外,溫度對包裝的跌落性有明顯的影響。例如,冬天OPP//CPP材料的有些包裝袋出現破損率升高的現象,再則低溫的貯藏環境對包裝的力學性能也是一個較大的考驗。
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