Обработка экспериментальных данных.

1. В зависимости от действующей нагрузки при сварке образцов по формуле (1) рассчитать давление осадки Р _осадки.

2. По результатам испытаний на расслаивание или сдвиг по формулам (2) и (3) рассчитать разрушающее напряжение  _рас и _сдвиг.

3. Построить графические зависимости прочности сварных соединений от давления осадки при постоянном значении времени сварки.

4. Построить графические зависимости прочности сварных соединений от времени сварки при постоянном значении давления осадки.

5. По результатам испытаний образцов определить оптимальные параметры сварки.

Контрольные вопросы.

1. Что представляют собой монопленочные упаковочные материалы?

2. Что представляют собой многослойные пленочные упаковочные материалы?

3. Что такое комбинированные пленочные упаковочные материалы?

4. Какие способы герметизации пленочной упаковки применяются?

5. Что такое термоконтактная сварка полимерных материалов?

6. Какой способ термоконтактной сварки применяется при герметизации пленочных упаковок?

7. Назовите основные технологические параметры при сварке пленочных материалов?

8. Чем отличается процесс сварки комбинированных пленочных материалов от сварки монопленочных?

Лабораторная работа № 2.

Технология изготовления упаковки из термоусадочных полимерных пленочных материалов.

Цель работы: Изучение технологического процесса изготовления упаковки из термоусадочных полимерных пленочных материалов. Исследование влияния технологических режимов термоусадки (температуры, времени), толщины пленки и размеров упаковочного чехла на качество упаковки.

Оборудование, приборы, принадлежности: термоусадочные машины для упаковки различных изделий, продуктов и товаров народного потребления в термоусадочную пленку, линейка, толщиномер, термоусадочные пленки из различных полимерных материалов.

Предварительная подготовка.

1. Изучить технологию изготовления различных типов термоусадочных пленочных материалов (рукавных пленок, облученных усадочных пленок, двухосноориентированных пленок).

2. Изучить технологию упаковки изделий в термоусадочные пленки.

3. Ознакомиться с техническими данными, конструкцией машин для термоупаковки.

Методические указания.

Все ориентированные пленки могут быть отнесены к усадочным материалам, т.к. при их тепловой обработке всегда реализуется значительная усадка в одном или двух направлениях.

В качестве термоусадочных пленок используют как одно-, так и двухосноориентированные пленки.

Для изготовления термоусадочных пленок широко используют пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ) и полиолефины (полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП)). Пленки из полиолефинов по сравнению с пленками их ПВХ более пригодны для упаковки пищевых продуктов, т.к. не содержат пластификаторов, а также, в силу повышенной теплостойкости (особенно ПП) допускают высокотемпературную стерилизацию содержимого упаковок.

Все термоусадочные пленки из полиолефинов, выпускаемые в промышленном масштабе можно разделить на несколько типов:

• Тип I- рукавные пленки, полученные экструзией с раздувом при повышенных коэффициентах раздува (3,5  4,5). Усадка таких пленок в продольном и поперечном направлениях различна и составляет до 15 – 40%.

• Тип Iа – рукавные пленки из ПЭНП, которым придается способность к повышенной усадке в продольном направлении за счет дополнительной продольной вытяжке. Такие пленки обычно имеют усадку в поперечном направлении около 10%, а в продольном до 60 – 70%.

Пленки типа 1 и 1а самые дешевые термоусадочные материалы.

• Тип II – усадочные пленки, полученные с использованием облучения высокой энергии. Предварительное облучение обеспечивает определенную степень сшивания макромолекул полимера с образованием пространственно – сетчатой структуры, что позволяет осуществлять биаксиальную ориентацию с последующей ее фиксацией в процессе охлаждения. Для изготовления таких пленок, обладающих хорошей прозрачностью, чаще всего используют полиэтилен высокой плотности (ПЭВП).

Пленки типа II дороже, чем I, но наряду с высокой способностью к усадке (50% и выше) они не боятся местных перегревов в термоусадочных камерах и выдерживают повторный цикл термообработки без существенного снижения напряжения усадки.

• Тип III – двухосноориентированные пленки из ПП, обладающие хорошей прозрачностью, поверхностным глянцем и большей теплостойкостью, чем пленки из ПЭВП.

Относительная усадка пленочного материала рассчитывается по соотношению:

(1)

где: L₀ – первоначальный размер образца; L – размер образца после усадки.

Процесс упаковки изделий и продуктов в термоусадочную пленку осуществляется по следующей технологической схеме (Рис.1):

Подлежащий упаковке предмет (коробка, штучное изделие и др.) помещают на поверхность полотна пленки и обертывают его полотном 2. По выполнении поперечных и продольных сварных швов 3 и 4 изделие оказывается внутри свободного мешка – «чехла», (при использовании в качестве упаковочного материала рукавной пленки формирование продольных шов не требуется).

1

2

3

4

5

6

Рис. 1 Технологическая схема процесса термоусадочной упаковки

1 - рулон с пленкой; 2 - формирование упаковочного чехла; 3 - сварка поперечных швов; 4 - сварка продольных швов; 5 - камера термоусадки; 6 - готовая упаковка.

При прохождении термокамеры 5 «чехол» дает усадку и изделие плотно обжимается пленочным материалом. Высококачественная упаковка требует тщательного термостатирования камеры и равномерной со всех сторон подачи нагретого воздуха.

К технологическим параметрам процесса термоусадки относится температура нагрева материала в камере – температура усадки Т_ус и время нахождения в камере – время усадки t_ус.

Время усадки модно изменять за счет изменения скорости движения ленточного транспортера.