《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第二篇 包裝技術與工藝
第七章 防震包裝技術
第二節 常用防震包裝的材料及其性能要求
三、幾種主要的防震材料
(一)泡沫塑料泡沫塑料可定義為具有細孔海綿狀結構的發泡樹脂材料。通常是將氣體導入并分散在液體樹脂中,隨后將發泡的材料固化。
泡沫塑料有多種,如聚乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料等熱塑性樹脂泡沫塑料,又如各種熱固性酚醛樹脂、尿醛樹脂、環氧樹脂制成的泡沫塑料。
泡沫塑料的性能決定于本身材質和發泡程度及泡沫性質。泡沫性質取決于氣泡結構,氣泡結構分為兩種,其一是獨立氣泡,一個個氣泡各成薄壁獨立狀;其二是連通氣泡,各氣泡相互連通成一體。
一般塑料發泡體的氣泡直徑平均為50~500μm,氣泡膜厚度在1~10μm之間,在1cm3的泡沫塑料中有800~80000萬個氣泡。熱塑性塑料發泡,往往使用各種發泡劑,發泡劑不同,用量不同,會得到不同發泡倍率和不同氣泡結構。表2-7-9所示為幾種主要泡沫塑料的性質比較。
泡沫塑料的發泡方法主要有兩種,即化學發泡法和物理發泡法。化學發泡方法是采用化學發泡劑發泡的方法。化學發泡劑在熱的作用下會分解產生一種或幾種氣體,聚合物借此氣體發泡。大部分熱塑性泡沫塑料都可使用化學發泡劑,它是最重要的泡沫塑料發泡劑,如偶氮化合物、亞硝基化合物、肼類和酰肼類等有肌物化學發泡劑以及碳酸氫鈉、碳酸胺等無機化學發泡劑。物理發泡法則包括惰性氣體發泡法(如N2、CO2等)、低沸點液體發泡法、機械攪拌法三種。強烈攪拌聚合物的溶液、乳液或懸浮液,使之產生泡沫,然后經膠凝和固化便得到泡沫塑料。
表2-7-9 幾種主要泡沫塑料性質比較
性質\塑料名 |
聚乙烯 |
軟聚氨酯 |
聚苯乙烯 |
軟質聚氯乙烯 |
密度(g/cm3) |
0.4~0.03 |
0.06~0.02 |
0.03~0.16 |
0.10~0.05 |
氣 泡 |
獨立 |
連續 |
獨立 |
獨立 |
機械強度 |
強 |
弱 |
脆 |
較強 |
吸水性 |
極少 |
吸水 |
較少 |
較少 |
最高使用溫度(℃) |
85 |
120 |
80 |
60 |
耐藥品性 |
極好 |
好 |
差 |
差 |
耐燃性 |
可燃 |
可燃(有毒氣) |
可燃(有毒氣) |
自熄(有毒氣) |
柔軟性 |
較硬 |
軟 |
硬 |
較軟 |
耐候性 |
好 |
差 |
差 |
差 |
沖擊特性 |
好 |
不好 |
不好 |
較好 |
(二)氣墊薄膜
氣墊薄膜是另一種類型的合成緩沖材料。在兩層塑料薄膜之間采用特殊的方法封入空氣,使薄膜之間連續均勻地形成氣泡。氣泡有圓形、半圓形、鐘罩形等形狀。兩層薄膜中,制成凸起氣泡的一層較薄,另一片基層較厚,呈平板狀結構。一般地,基層比成泡層厚一倍左右。根據緩沖要求不同,也可制成三層的氣墊薄膜,它的緩沖效果比兩層更佳。
這種氣墊薄膜,由于封入了大量的空氣,比重極小,一般在0.008~0.03g/cm3之間,這種膜也可以著色及印刷。
制造氣墊薄膜,最好采用擠出復合法,也可以采用吹塑復合法。
擠出復合是用擠出機生產氣墊薄膜的方法。在一個擠出機內同時擠山兩片膜,這兩片膜可以各自調整其厚度。其中一片膜在真空輥筒上成泡,例如在長550mm的輥筒上打三千多個直徑10mm的小孔,在輥筒內抽真空,在此片上就形成了凸起的泡,此片膜稱為泡膜,泡膜與另一片在出模口呈熔融狀態的基膜趁熱復合,經牽引、卷曲即制成氣墊膜成品。如果再復合一層,即得到三層氣墊膜產品。
吹膜復合法是先吹出薄膜,由于用了壓縮空氣,所以薄膜溫度下降,因此必須再加熱才能成型并復合。采用吹塑成型法時,由于溫度冷熱變化較大,必須嚴格控制溫度及其他工藝條件,否則會使泡與泡之間易串通或不易成型。
在氣墊薄膜中封入大量的空氣,使得它能有效地吸收沖擊能量,并且有良好的彈性和隔熱性,氣墊薄膜不吸潮,耐腐蝕,并且不腐蝕被包裝物,加工性好,能熱封,可以制成袋套、墊、筒等各種形狀的緩沖材料容器,廣泛用于儀表、儀器、工藝品等產品的包裝。氣墊薄膜是目前唯一的透明的緩沖包裝材料,因此常用于銷售包裝。
氣墊薄膜不適合于包裝重量較大、負荷集中及形狀尖銳的產品,否則壓破或刺破氣泡會使其失去緩沖作用。
(三)獸毛填充橡膠防震材料
把豬毛、馬毛、合成纖維等用天然橡膠作為彈性粘合劑將其粘合,制成防震膠墊,即獸毛填充橡膠防震材料。由于組成的纖維和粘合劑都具有彈性,制造時又使其具有很大的空隙率,所以吸收沖擊能量能力很強。
這種防震材料根據其密度不同,可以制成從超軟質到超硬質范圍內的各種品種,并有縱橫方向的區別,比重在0.043~0.1g/cm3之間。
這種防震材料適合于包裝儀器儀表和精密機械時采用,也可作為軍用包裝的防震材料。根據內裝物的重量、脆硬程度和接觸面積等條件選擇不同品種的防震膠墊。
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