1. 前言

某重工公司開發的半收縮包裝機的處 理能力為70箱/分，是能同瓦楞板紙箱包裝機 (M-70)組合的，從集成到包裝構成流水線的 高速機。

薄膜和托盤采用獨創的熱培化塗敷接 台'薄膜釆用小型切斷刃進行自動切斷1收 縮爐釆用遠紅外線陶瓷加熱器放射爐.是可 進行區域溫度控製的節能爐。

2. 半熱收縮包裝形態和包裝工序

表1列出半收縮包裝形態和老包裝形態 的比較。半收縮包裝的外觀優良，輸送性 也好。

表2列出半收縮包裝工序和技術關鍵 點。主要工序有薄膜卷纏、薄膜和瓦楞板紙 托盤的接合、薄膜的切斷及熱收縮。以下， 是開發的關鍵要點：

1. 由於用70箱/分的高速包裝,所以有 穩定的輸送技術！

<2)有不發生鬆弛的緊密的薄膜卷號 技術；

<3)薄膜和瓦楞板紙有異種材料的高速 接合技術和接合強度的可靠性；

(4)能連續地將薄膜和各托盤進行高精

雙1 包裝形態和特征

衰2      半收縮包裝工序和技術關鍵點

度地切離$

(5)開發的熱收縮妒熱效率高，能得到 外觀精良，收縮緊密的包裝。

3. 包裝技術

3.1接合技術

在半收縮包裝時，必須使薄膜和瓦楞板 紙托盤緊密接合。表3列出新開發機的接合 表3 接合方 方法，瓦楞板紙托盤和薄膜接合的必要條件 及接合飄度試驗評價。采用熱熔接或脈衝培 接的剪切強度高，但是剝離強度低；熱熔化 法的剪切強度和剝離強度都高〉而超聲波陪 接和高頻熔接的加壓力大，因而使瓦楞板紙 發生變形，所以不宜使用。

法和接合強度

據此判斷，從薄膜和瓦楞板紙托盤的接 合強度考慮，以選用熱熔化法最適宜。

3・2熱熔化接合技術

從熱熔化薄膜的收縮方向考慮，熱熔化 必須塗敷在托盤長度的兩邊。通常將托盤的 長度方向置於傳送帶的寬度上進行輸送。因 此，以往的塗敷方法如圖la所示，使托盤機 械到包裝機之間成90°回轉，將托盤的長度方 向作為塗敷時的行進方向，塗敷後再旋轉

90°,然後送入包裝機，構成“回轉塗敷法，

這個卷方法，因熱熔化噴槍到托盤塗敷 麵的噴射距離（L）短，所以釆用普通的技術 進行塗敷時，路線就長。另外，在高速運行 旋轉時，由於飲料麓可能自托盤飛出，所以 速度是有限製的，考慮以不使托盤旋轉危及 操作為條件，將升發速度控製在70箱/分。適 應這一條件的新的“直接塗敷法”的原理如圖 1 ）所示.圖2示出直接塗敷法的程序.

直接塗敷法是將4個無熔化噴槍，斜置 在托盤的行進方位，並和傳送帶同步行進， 將熱熔化液傾斜地從四角噴向托盤的前後兩 麵.在下流麵《前麵），行進的噴槍由托盤中 央向兩側麵塗敷,在上流麵〈後麵），噴槍則 由托盤兩端向中間塗敷。這樣，“直接塗敷 法”的噴射距離就增加。而且由於噴射距離可 變，也就改善了以前老方法的缺陷。下麵介 紹這些缺陷及其改善狀況，

（1）彎曲繩狀筋（條狀突起）的產生《因 噴射熱熔化糊液，其粘著軌跡與距離L有成 比例的變化，因而產生曲線的現象〉

圖3所示為熱熔化繩狀筋的彎曲量。其 大小與噴射初速度v及距離L有關.初速度 v大，繩狀筋的彎曲量就小=但是當塗敷麵 受到噴射壓力時，會發生熱熔化的飛濺現象. 反之，若初速度V小，繩狀筋的彎曲量大。 因此，對繩狀筋彎曲量小及外觀好的噴射條 件〈包括噴嘴直徑、噴射初速度）進行了探討。 圖3所示為初速度20—25 m/s時的一個噴射 實例，在L<30Omm時，繩狀筋彎曲量在 1mm以下，外觀形狀也良好。

圖3 熱熔化繩狀筋的彎曲量 （恨如噴射隴離增大， 埋狀筋彎曲量也增大〉

<2）繩狀筋尖端的鉤現象（熱熔化尖端 下降構成的鉤狀現象）

圖4所示為鉤現象的調査結果。使用以 往的熱熔化噴槍時，隨著噴射距離的增大， 鉤量F也增大。使用經過改進後的噴槍，鉤 -:af很小，實用上沒有問題。由於這種改進 後的噴槍，其噴嘴的開用速度快，所以在噴 射開始時，閥部壓損是極小的。

圖a 熱壕化繩狀筋尖端的釣現象 （通過使用高應答性的 噴槍能防止鉤現象）

（3）其它

通過改變塗敷肘熱唇化料漿的種類和劣 化度，驗證了新機的穩定性和實用性。

3.3薄膜切斷技術

用熱熔化法使薄膜和托盤接合後，還必 須進行切離，以往的切斷方法，常用的有如 下3種|

<1）將薄膜卷纏在托盤上，在運送杆內. 藏有閘刀式剪切機的切斷刃，通過切斷刃的 上下運動進行切斷,

（2）      在運送傳送帶的下方裝有凸輪，切 斷刃通過凸輪的運動進行切斷,

（3）     采用激光的切斷方法。

圖5所示是“小型切斷刃的自動切斷方 式二該方式的結構簡單，且切斷可靠。

圖5 自動薄膜.切斷法（內藏在運 送杆內的切斷刃，通過導軌 在寬度方向自動切斷）

內就在各運送稈內的小型切斷刃用旋轉 軸和凸輪推稈連接,切斷時凸輪推杆和導軌 連接，隨著托盤的前逬.切斷刃在托盤的蜜 度方向自動行走，切斷薄膜。其後通過反轉 用導軌，使切斷刃回複到初期位置。另外， 在切斷開始時，由於薄膜的錯動，切斷麵容 易發生明顯的凹凸現象。因此,在運送稈上， 安裝了能自動開閉的薄膜壓板，以防止薄騰 的偏離。

釆用激光自動切斷時，切斷刃必須內藏 在各個運送杆內。所以要求刀刃小型，更換 容易,用小功率就能可靠切斷。

<1）切斷刃的選定

切斷刃要容易得到，操作費用要低，按 市售的鐵刀選定4種規格用於試驗，以評價 蜂利度和壽命。4種鐵刀是鋸齒刃（1.5mm 厚）1種，平刃<0.5~0.1 mm厚）3種。

切斷評價試驗證明，平刃鐵刀比鋸齒說 刀的效果好，所以選定平刃挽刀作切斷刃。

<2）切斷麵的直線性

假如運送杆卷纏的薄膜鬆弛，切斷麵的 凹凸量就大，外觀就差。假定薄膜卷纏時的 鬆弛度為B,那麽，切斷刃的安裝角度& 與切斷麵的直線性就有圖6所示的關係。

場斷刃安裝角Ce C）

圖6 切斷安裝南和切斷麵的直線性（如

C₉ = 30°~60^o_t凹凸量在2mm以內）

4.收縮技術

4.1薄膜的熱吸收特性

這次使用的薄膜是具有單向熱收縮的低 密度聚乙烯薄膜（LDPE材料，50nm厚）。

圖7所示為LDPE薄膜的熱吸收特性. 表達了波長和紫外線穿透率的關係。在波長 A = 3.5及k = 6〜8呻 的遠紅外線區域，穿透 率低，熱收縮特性優良。因此，選定遠紅外 線加熱器作為LDPE薄膜收縮加熱之用。

4.2加熱器的選定

圖8所示為遠紅外線加熱器的波長和放 射率的關係。當3種加熱器中的N型波長%》 2.5 nm以上時，其放射率高。圖7所示為 LDPE薄膜的熱吸收特性的匹配關係。

表4列出了 3種陶瓷加熱器和兩種遠紅 外線加熱器的功率密度，薄膜溫升率，薄膜 熱吸收率的數據。N型陶瓷 加熱器的薄膜溫升率比其它 陶瓷加熱器都高，功率密度 和耐熱性也都優良。

4.3收縮爐的製作 圖9所示是收縮爐的結 構。其特點如下：

（1）遠紅外線放射收縮 爐：采用遠紅外線陶瓷加熱 器配置在爐的兩側麵和頂麵 上，構成放射式收縮爐； 區域溫度調節，構成節能型的收縮妒,

（3）尺寸變換性：可按飲料罐的尺寸對加熱器進行最優配備。

4. 調溫方法，由置入加熱器內的熱電 偶進行溫度檢測，用可控矽進行無級調溫。 另外，還有防止過熱的監控功能。

4. 開發機的犠監結果

圖10所示是高速半收縮包裝機(HS- 70)的外觀。表5中所列是主要的技術數據. 該機的試驗結果如下：

5.1開發機的試驗結果

圖U所示是開發機的結構及被包裝罐的 尺寸。在高速恒節距的傳送帶上進行熱熔化。

表4      收眉妨用琳熱器的選定

*曲脫溫升率，轉膜吸&溫度上升/加熱審智入功率"C/mm/W：