自從引入托盤收縮膜包裝這一產(chǎn)品冗荸，高性能膜的層數(shù)一直在穩(wěn)步上升。但要形成一個穩(wěn)定的承載單元利耍，到底需要多少層的薄膜蚌本？Polifilm Extrusion公司向自己提出了這個問題，并且比較了11隘梨、13程癌、55層膜的性能。
形成穩(wěn)定承載單元的高性能收縮膜（來源：Polifilm）
聚烯烴收縮膜對于全球貿(mào)易中貨物的三級包裝至關(guān)重要轴猎。只有當(dāng)包裝好的商品被一起置于某個單元上——通常以歐式托盤的形式出現(xiàn)——才能滿足穩(wěn)定安全承載單元的需要席楚。收縮膜的主要任務(wù)之一是將承載單元牢固地捆綁在一起，以便讓承載貨物經(jīng)受住運輸和儲存過程的考驗而不被損壞税稼。薄膜的機械特性對于確保承載單元的牢固至關(guān)重要烦秩，但是垮斯，收縮膜除了需要具有高保持力外，還要有結(jié)合能力只祠，以便貨物捆綁在一起時兜蠕，各層間的結(jié)合足夠牢固。
收縮膜的任務(wù)是把貨物作為一個承載單元組合在一起抛寝，使包裝的貨物和托盤之間形成一個穩(wěn)定的連接熊杨，并防止貨物從托盤上滑動、移位盗舰、散開晶府，并保護它們不受潮濕的影響。
承載單元類型和收縮膜包裝方式
使用收縮膜時钻趋，應(yīng)注意托盤的類型和需要進行收縮包裝的物品川陆。這需要預(yù)先知道承載單元的形狀（圖1）：是平直的，或者與托盤平齊（A類）蛮位、物體上下是否有突出（B類）较沪、或者需要包裝的物品在托盤上顯得形狀不規(guī)則（C類）。重量和形狀的穩(wěn)定性對承載單元影響重大失仁。因此尸曼，最具有決定性的問題是，托盤上的物品是否能保持形狀尺寸穩(wěn)定萄焦、相對堅固控轿，或者很柔軟，在很強的壓縮力下會變形拂封。
圖1 不同形狀的承載單元：平直結(jié)構(gòu)茬射，與托盤平齊（左側(cè)A）、上方或下方有突出部位(中間B）烘苹、極其不規(guī)則擺放的商品（右側(cè)C)（來源：Polifilm）
除了承載單元種類很多外，市場上還有很多不同的收縮包裝產(chǎn)品和方法片部。根據(jù)包裝過程的不同镣衡，有全自動、半自動收縮包裝機以及手工收縮包裝機档悠。這些設(shè)備在收縮包裝過程中的速度廊鸥、預(yù)拉伸和薄膜負載不一樣。因此飲料瓶收縮包裝用全自動包裝生產(chǎn)線上的自由臂包裝機比半自動旋轉(zhuǎn)臺收縮包裝機的速度高出許多辖所。每種系統(tǒng)采用特殊的預(yù)拉伸單元惰说，來確定預(yù)拉伸，并為特定的作業(yè)做準(zhǔn)備（圖2）缘回。當(dāng)薄膜的拉伸超過了峰點吆视，達到了再拉伸就會造成握持力增加的區(qū)域典挑。此時，聚合物鏈朝向了拉伸方向（機器方向啦吧，MD）您觉，因此表現(xiàn)出了最大的握持力。這也是為什么需要定制薄膜授滓，以便在特定的收縮包裝技術(shù)中獲得物品和托盤特定結(jié)合所需的特性琳水。
圖2 收縮膜的伸長表現(xiàn)，主要伸長區(qū)（A）般堆、峰點（C）和工作區(qū)（D）(來源：Polifilm)
收縮膜的類型
總的來說在孝，收縮膜可以根據(jù)以上的要求，在以下類型中進行區(qū)分（圖3）：
◆ 伸長率低淮摔、握持力強私沮；
◆ 伸長率中等，握持力中等噩咪；
◆ 伸長率很高顾彰。
圖3 薄膜在低斷裂伸長率和高握持力；中等斷裂伸長率胃碾、中等握持力和極高斷裂伸長率時的拉伸強力-斷裂伸長示意圖（來源：Polifilm）
但是否大多數(shù)薄膜都需要有很多層呢涨享？在市場上，關(guān)于收縮膜到底應(yīng)該有多少層才能獲得穩(wěn)定承載單元的討論很多仆百。過去厕隧，主要采用單層和三層薄膜，現(xiàn)在俄周，5吁讨、7、9層是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)峦朗。但是建丧，現(xiàn)在的趨勢是11層或13層，并且已經(jīng)有能夠加工27波势、33或者高達55層的系統(tǒng)翎朱。
有些依然在市場上流通的術(shù)語，比如多層或單層薄膜尺铣，并沒有進行很好的定義拴曲，因為沒有統(tǒng)一可遵循的什么叫多層、什么叫單層薄膜的定義凛忿。一個很關(guān)鍵的問題是澈灼，是否層數(shù)越多，性能就越高？例如叁熔，若薄膜厚度相同委乌，55層膜是否就比13層膜的性能更好？為了便于更進一步討論者疤，假定這個13層和55層薄膜是采用相同的最新流延膜生產(chǎn)線生產(chǎn)的福澡。
考察多樣性和復(fù)雜性
與奧地利蘭精公司的SML Maschinengesellschaft mbH和美國密歇根州米德蘭市的陶氏包裝及特種塑料公司一起合作，Polifilm生產(chǎn)出了厚度為12驹马、15革砸、23µm的薄膜。SML PowerCast XL生產(chǎn)線連接著7臺擠出機（2x90/33糯累；5x75/33）算利，一支直徑為1600mm、幅寬為5000mm的冷卻輥泳姐，以及自動寬槽模具（4800）效拭，最高速度為850 m/min。兩條相同的生產(chǎn)線只有進料段部分的結(jié)構(gòu)是不一樣的（圖4見層的分離）胖秒。
圖4 共擠13和55層薄膜的層結(jié)構(gòu)：擠出機A缎患、D~G，各層厚度占總厚度的10%阎肝，擠出機B和C挤渔，各層厚度占25%（來源：Polifilm）
厚度如圖所示，幅寬為500mm的收縮膜采用同樣的工藝參數(shù)進行加工风题。配方中的拉伸和握持力有差異判导，以反映商業(yè)用途的需要（表1）。陶氏聚乙烯薄膜如Elite AT 6111（采用Elite AT技術(shù)加工成的乙烯-辛烯共聚物）滿足了高性能薄膜的要求沛硅。
表1 12層和55層產(chǎn)線上測試的配方概述（來源：Polifilm）
測試
比利時Deerlijk的ESTL 公司的FPT-750薄膜測試系統(tǒng)被用于測試薄膜（圖5）眼刃。按照不同的預(yù)拉伸、測試速度摇肌，測試了可能的最大預(yù)拉伸斷裂伸長擂红、穿刺和抗震性能。選用了常規(guī)的4000 mm/s包覆速度围小。
圖5 測試設(shè)備和過程：來自ESTL（左）的FPT-750昵骤，以及在測試托盤（中）上做的實際穿刺測試和盤式測試（右）（來源：Polifilm)）
用來自美國密歇根州懷俄明市Highlight Industries 有限公司的旋轉(zhuǎn)臺式包覆機對測試托盤進行了實測。薄膜采用標(biāo)準(zhǔn)的包覆程序進行包覆吩抓，并根據(jù)對托盤四角和表面的握持力涉茧，以及按照包裝計劃所選用的收縮膜的抗穿刺性能評估了薄膜的性能赴恨。
另外疹娶，還在實驗室內(nèi)對薄膜進行了落錘實驗(ASTM項下DD試驗，1709-01)伦连，并沿著機器方向進行了埃爾門多夫撕裂試驗雨饺。
圖6 13層和55層薄膜的拉伸強力-斷裂伸長圖钳垮。a) 厚度為12、15额港、23μm的易流動薄膜饺窿；b)12、15 μm的高強薄膜移斩；c)高斷裂伸長薄膜肚医，厚度15、 23 μm （來源：Polifilm）
評估
利用上述描述的生產(chǎn)和測試方法向瓷，測得了3800個數(shù)據(jù)點肠套，并根據(jù)表1評估了配方。對不同類型和厚度的13層和55層薄膜的特征（抗穿刺猖任、抗震你稚、撕裂強度、斷裂伸長朱躺、落錘性能刁赖、埃爾門多夫撕裂性能、應(yīng)用測試和握持力等）進行了對比长搀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)宇弛，不管是13層還是55層，統(tǒng)計偏差顯示的差異不明顯盈滴。
比較極限測試程序記錄的拉伸強力和斷裂伸長率涯肩， 可以得到相似的結(jié)果。在13巢钓、55層薄膜生產(chǎn)線的“極限曲線”中病苗，比較了一種厚度、一種配方的易于流動薄膜（圖6a）和強力薄膜症汹。
不同層結(jié)構(gòu)的薄膜的斷裂伸長率或握持力沒有發(fā)現(xiàn)有顯著的差別硫朦。將握持力與薄膜厚度相對應(yīng)，進行標(biāo)準(zhǔn)化背镇，得到了依厚度變化的曲線咬展，這樣，具有不同厚度的薄膜可以直接進行比較瞒斩。不同層結(jié)構(gòu)的高斷裂伸長率的薄膜也沒有顯著的差異（6c）破婆。
圖7 15微米厚的11層、13層和55層的高伸長率薄膜的拉伸力 - 伸長率圖（來源：Polifilm）
在進一步的測試中胸囱，考察了相似配方以相似生產(chǎn)條件祷舀，在SML 11層生產(chǎn)線上的表現(xiàn)。此處，記錄到的特性值再次幾乎與13層和55層生產(chǎn)線的記錄一樣（圖7）裳扯。
結(jié)論
廣泛的測試顯示抛丽，用于固定承載單元的收縮膜可以在最新一代的11、13以及55層流延膜生產(chǎn)線上生產(chǎn)饰豺，在厚度相同的情況下亿鲜，性能一樣。而且冤吨，在這項工作中還發(fā)現(xiàn)蒿柳，成功還有賴于所用的原材料、薄膜配方以及工藝參數(shù)漩蟆。對于生產(chǎn)線的把控能力及其清潔程度也對確保穩(wěn)定一致的質(zhì)量非常重要其馏。
決定性能的是符合特定應(yīng)用的配方，具體需根據(jù)產(chǎn)品而論爆安。為了服務(wù)日益增長的運輸市場所需要的穩(wěn)固叛复、可持續(xù)承載單元的安全性的需要，了解包裝運輸過程和高度一致質(zhì)量是必不可少的扔仓。（文章來源于網(wǎng)絡(luò)）
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