1. 前言

某重工公司开发的半收縮包装机的处 理能力为70箱/分，是能同瓦楞板纸箱包装机 (M-70)组合的，从集成到包装构成流水线的 高速机。

薄膜和托盘采用独创的热培化涂敷接 台'薄膜釆用小型切断刃进行自动切断1收 缩炉釆用远红外线陶瓷加热器放射炉.是可 进行区域温度控制的节能炉。

2. 半热收缩包装形态和包装工序

表1列出半收缩包装形态和老包装形态 的比较。半收缩包装的外观优良，输送性 也好。

表2列出半收缩包装工序和技术关键 点。主要工序有薄膜卷缠、薄膜和瓦楞板纸 托盘的接合、薄膜的切断及热收缩。以下， 是开发的关键要点：

1. 由于用70箱/分的高速包装,所以有 稳定的输送技术！

<2)有不发生松弛的紧密的薄膜卷號 技术；

<3)薄膜和瓦楞板纸有异种材料的高速 接合技术和接合强度的可靠性；

(4)能连续地将薄膜和各托盘进行高精

双1 包装形态和特征

衰2      半收缩包装工序和技术关键点

度地切离$

(5)开发的热收缩妒热效率高，能得到 外观精良，收缩紧密的包装。

3. 包装技术

3.1接合技术

在半收缩包装时，必须使薄膜和瓦楞板 纸托盘紧密接合。表3列出新开发机的接合 表3 接合方 方法，瓦楞板纸托盘和薄膜接合的必要条件 及接合飄度试验评价。采用热熔接或脉冲培 接的剪切强度高，但是剥离强度低；热熔化 法的剪切强度和剥离强度都高〉而超声波陪 接和高频熔接的加压力大，因而使瓦楞板纸 发生变形，所以不宜使用。

法和接合强度

据此判断，从薄膜和瓦楞板纸托盘的接 合强度考虑，以选用热熔化法最适宜。

3・2热熔化接合技术

从热熔化薄膜的收缩方向考虑，热熔化 必须涂敷在托盘长度的两边。通常将托盘的 长度方向置于传送带的宽度上进行输送。因 此，以往的涂敷方法如图la所示，使托盘机 械到包装机之间成90°回转，将托盘的长度方 向作为涂敷时的行进方向，涂敷后再旋转

90°,然后送入包装机，构成“回转涂敷法，

这个卷方法，因热熔化喷枪到托盘涂敷 面的喷射距离（L）短，所以釆用普通的技术 进行涂敷时，路线就长。另外，在高速运行 旋转时，由于饮料麓可能自托盘飞出，所以 速度是有限制的，考虑以不使托盘旋转危及 操作为条件，将升发速度控制在70箱/分。适 应这一条件的新的“直接涂敷法”的原理如图 1 ）所示.图2示出直接涂敷法的程序.

直接涂敷法是将4个無熔化喷枪，斜置 在托盘的行进方位，并和传送带同步行进， 将热熔化液倾斜地从四角喷向托盘的前后两 面.在下流面《前面），行进的喷枪由托盘中 央向两側面涂敷,在上流面〈后面），喷枪则 由托盘两端向中间涂敷。这样，“直接涂敷 法”的喷射距离就增加。而且由于喷射距离可 变，也就改善了以前老方法的缺陷。下面介 绍这些缺陷及其改善状况，

（1）弯曲绳状筋（条状突起）的产生《因 喷射热熔化糊液，其粘着轨迹与距离L有成 比例的变化，因而产生曲线的现象〉

图3所示为热熔化绳状筋的弯曲量。其 大小与喷射初速度v及距离L有关.初速度 v大，绳状筋的弯曲量就小=但是当涂敷面 受到喷射压力时，会发生热熔化的飞溅现象. 反之，若初速度V小，绳状筋的弯曲量大。 因此，对绳状筋弯曲量小及外观好的喷射条 件〈包括喷嘴直径、喷射初速度）进行了探讨。 图3所示为初速度20—25 m/s时的一个喷射 实例，在L<30Omm时，绳状筋弯曲量在 1mm以下，外观形状也良好。

图3 热熔化绳状筋的弯曲量 （恨如喷射隴离增大， 埋状筋弯曲量也增大〉

<2）绳状筋尖端的钩现象（热熔化尖端 下降构成的钩状现象）

图4所示为钩现象的调査结果。使用以 往的热熔化喷枪时，随着喷射距离的增大， 钩量F也增大。使用经过改进后的喷枪，钩 -:af很小，实用上没有问题。由于这种改进 后的喷枪，其喷嘴的开用速度快，所以在喷 射开始时，阀部压损是极小的。

图a 热壕化绳状筋尖端的釣现象 （通过使用高应答性的 喷枪能防止钩现象）

（3）其它

通过改变涂敷肘热唇化料浆的种类和劣 化度，验证了新机的稳定性和实用性。

3.3薄膜切断技术

用热熔化法使薄膜和托盘接合后，还必 须进行切离，以往的切断方法，常用的有如 下3种|

<1）将薄膜卷缠在托盘上，在运送杆内. 藏有闸刀式剪切机的切断刃，通过切断刃的 上下运动进行切断,

（2）      在运送传送带的下方装有凸轮，切 断刃通过凸轮的运动进行切断,

（3）     采用激光的切断方法。

图5所示是“小型切断刃的自动切断方 式二该方式的结构简单，且切断可靠。

图5 自动薄膜.切断法（内藏在运 送杆内的切斷刃，通过导轨 在宽度方向自动切断）

内就在各运送秆内的小型切断刃用旋转 轴和凸轮推秆连接,切断时凸轮推杆和导轨 连接，随着托盘的前逬.切断刃在托盘的蜜 度方向自动行走，切断薄膜。其后通过反转 用导轨，使切断刃回复到初期位置。另外， 在切断开始时，由于薄膜的错动，切断面容 易发生明显的凹凸现象。因此,在运送秆上， 安装了能自动开闭的薄膜压板，以防止薄腾 的偏离。

釆用激光自动切断时，切断刃必须内藏 在各个运送杆内。所以要求刀刃小型，更换 容易,用小功率就能可靠切断。

<1）切断刃的选定

切断刃要容易得到，操作费用要低，按 市售的铁刀选定4种规格用于试验，以评价 蜂利度和寿命。4种铁刀是锯齿刃（1.5mm 厚）1种，平刃<0.5~0.1 mm厚）3种。

切断评价试验证明，平刃铁刀比锯齿说 刀的效果好，所以选定平刃挽刀作切断刃。

<2）切断面的直线性

假如运送杆卷缠的薄膜松弛，切断面的 凹凸量就大，外观就差。假定薄膜卷缠时的 松弛度为B,那么，切断刃的安装角度& 与切断面的直线性就有图6所示的关系。

场断刃安装角Ce C）

图6 切断安装南和切断面的直线性（如

C₉ = 30°~60^o_t凹凸量在2mm以內）

4.收缩技术

4.1薄膜的热吸收特性

这次使用的薄膜是具有单向热收缩的低 密度聚乙烯薄膜（LDPE材料，50nm厚）。

图7所示为LDPE薄膜的热吸收特性. 表达了波长和紫外线穿透率的关系。在波长 A = 3.5及k = 6〜8呻 的远红外线区域，穿透 率低，热收缩特性优良。因此，选定远红外 线加热器作为LDPE薄膜收缩加热之用。

4.2加热器的选定

图8所示为远红外线加热器的波长和放 射率的关系。当3种加热器中的N型波长%》 2.5 nm以上时，其放射率高。图7所示为 LDPE薄膜的热吸收特性的匹配关系。

表4列出了 3种陶瓷加热器和两种远红 外线加热器的功率密度，薄膜温升率，薄膜 热吸收率的数据。N型陶瓷 加热器的薄膜温升率比其它 陶瓷加热器都高，功率密度 和耐热性也都优良。

4.3收缩炉的制作 图9所示是收缩炉的结 构。其特点如下：

（1）远红外线放射收缩 炉：采用远红外线陶瓷加热 器配置在炉的两侧面和顶面 上，构成放射式收缩炉； 区域温度调节，构成节能型的收缩妒,

（3）尺寸变换性：可按饮料罐的尺寸对加热器进行最优配备。

4. 调温方法，由置入加热器内的热电 偶进行温度检测，用可控硅进行无级调温。 另外，还有防止过热的监控功能。

4. 开发机的犠監结果

图10所示是高速半收缩包装机(HS- 70)的外观。表5中所列是主要的技术数据. 该机的试验结果如下：

5.1开发机的试验结果

图U所示是开发机的结构及被包装罐的 尺寸。在高速恒节距的传送带上进行热熔化。

表4      收眉妨用琳热器的选定

*曲脱温升率，轉膜吸&温度上升/加热審智入功率"C/mm/W：