手表包裝行業用熱收縮膜的可行性分析

摘 要：本試驗收集了市場上現有的熱收縮膜，并進行了包裝試驗，分析了手表行業包裝中使用熱收縮膜可能存在的問題。分析試驗結果表明，熱收縮膜在包裝手表后均會產生發硬的現象，透光度雖達到90%左右，但視覺效果均不清晰；且熱收縮包裝后有尖銳棱角，拆除較為困難，拆除過程中會刮傷表殼表面。筆者從手表的結構及所用材料分析，認為前市場上的熱收縮膜均不適合應用于手表包裝行業；應考慮改變思路，嘗試新的非熱收縮膜材料進行包裝。

關鍵詞：熱收縮膜；手表行業；包裝

1 概述

熱收縮膜（簡稱收縮膜）采用急聚冷卻定性的工藝法吹塑成型，這種聚冷的生產工藝根據高聚物定向原理，當樹脂被完全塑化擠出成胚膜后，聚合物在玻璃化溫度和黏流溫度之間沿縱橫兩方向進行強制拉伸，使聚合物的分子鏈沿拉伸方向取向，這時將薄膜急聚冷卻，將拉伸取向所產生的應變“凍結”[1]。當薄膜重新加熱到“解凍”溫度時，就會產生應力松弛，也就是已定向的分子鏈發生解取向，此時，被迫處于緊張狀態的拉伸鏈，則恢復到取向前松弛狀態的折疊鏈，因此賦予收縮膜良好的收縮性能[2]。尤其在包裝行業，收縮膜以其質優價廉的特點，正在取代其他包裝材料。

熱收縮膜廣泛應用于：食品、藥品、消毒餐具、文體用品、工藝禮品、印刷品、五金塑料制品、電話機、電子電器等等各種產品的外包裝，尤其是在不規則形體物品或商品的組合式（集束）包裝方面，既能滿足商品的防潮防塵、防觸摸、透明展示等功能，又能增加產品外觀吸引力，也可用于代替各類紙盒，不但節約包裝成本，而且符合包裝潮流熱收縮膜用于各種產品的銷售和運輸。熱收縮膜的主要作用是穩固、遮蓋和保護產品。因此，熱收縮膜必須具有較高的耐穿刺性，良好的收縮性和一定得收縮應力，在收縮過程中，薄膜不能產生孔洞。

熱收縮膜的材料有很多，包括PVC聚氯乙烯，PE聚乙烯，POF多層共擠聚烯烴，PET聚對苯二甲酸，OPS聚苯乙烯等材料[3]。作為熱收縮膜的材料，有如下要求：（1）合適的收縮率，不同的制品要求不同的收縮率，這就要求收縮膜樹脂在成型后有合適的收縮率[4]；（2）易于存儲，收縮膜在存儲時均會遇到存儲收縮的問題，這樣在使用時收縮膜就會達不到理想的收縮率，而造成收縮膜功能的失效；（3）良好的力學性能，收縮膜作為包裝材料使用時，要求具有較好的韌性，較大的抗撕裂強度；（4）良好的衛生性能；（5）良好的商品展示性[5]。

2 熱收縮膜種類

2.1 PVC膜

PVC是一種乙烯基的聚合物質，其材料是一種非結晶性材料。PVC材料在實際使用中經常加入穩定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑，具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性。PVC（聚氯乙烯），其單體的結構簡式為CH2=CHCl。

PVC膜是目前應用最廣泛的一種薄膜材料。PVC膜價格低廉，溫度收縮范圍大，對熱源的要求不高，主要加工熱源是熱空氣、紅外線或者是二者的結合。但PVC膜難回收，燃燒時產生毒氣，不利于環保，在歐洲、日本等地已禁止使用[6]。

PVC制品最常用的加工工藝是擠出和注塑。隨著對于PVC所使用的助劑的研發，PVC助劑性能的不斷提高，使得PVC的使用領域逐漸擴大。

2.2 POF膜

POF全稱多層共擠聚烯烴熱收縮膜，它是將線性低密度聚乙烯作為中間層（LLDPE），共聚丙烯（pp）作為內、外層，通過三臺擠出機塑化擠出，再經模頭成型、膜泡吹脹等特殊工藝加工而成的[7]。

POF是一種熱收縮膜，主要用于包裝規則和不規則形狀的產品，由于其無毒環保、高透明度、高收縮率、良好的熱封性能，高光澤度、強韌性、抗撕裂、熱收縮均勻及適合全自動高速包裝等特點，是傳統PVC熱收縮膜的換代產品，廣泛應用于汽車用品，塑料制品，文具，電子，化妝品，罐裝飲料，醫藥等產品。

POF熱收縮包裝薄膜用途十分廣泛，并具有環保無毒的優點，因此受到世界發達國家的廣泛重視，已基本取代PVC熱收縮包裝膜成為熱收縮包裝材料中的主流產品[8]，市場前景廣闊。

2.3 PE膜

PE 聚乙烯，是一種透明的熱塑性塑料。PE常用的有三大類，即：LDPE、HDPE和LLDPE三種。聚乙烯的單體是一樣，只不過在合成這些聚乙烯時，其工藝條件不一樣，生成三種不同的聚乙烯品種，因此三種材料的性能有較大的差異[8]。

PE薄膜是一種韌性很好的材料，廣泛適用于酒類、易拉罐類、礦泉水類、各種飲料類、布匹等產品的整件集合包裝，該產品柔韌性好，抗撞擊、抗撕裂性強，不易破損、不怕潮、收縮率大。

2.4 PET膜

PET塑料分子結構高度對稱，具有一定的結晶取向能力，故而具有較高的成膜性和成性[9]。PET是乳白色或淺黃色高度結晶性的聚合物，表面平滑而有光澤。耐蠕變、抗疲勞性、耐摩擦性好，磨耗小而硬度高，具有熱塑性塑料中最大的韌性；電絕緣性能好，受溫度影響小，但耐電暈性較差。無毒、耐氣候性、抗化學藥品穩定性好，吸水率低，耐弱酸和有機溶劑，但不耐熱水浸泡，不耐堿[10]。

PET做成的瓶具有強度大、透明性好、無毒、防滲透、質量輕、生產效率高等因而受到了廣泛的應用。PET膜的特點在于低收縮力（對內部容器的壓力）和低縱向收縮率。

2.5 PP膜

PP熱收縮膜一般采用二元或三元共聚聚丙烯，通過雙向拉伸工藝生產BOPP薄膜。目前低收縮率的BOPP薄膜大有市場大多數煙草公司都采用BOPP收縮膜包裝。

2.6 PS膜

BOPS薄膜無味無毒，回收工藝簡單，屬于綠色環保產品，是取代國內目前廣泛使用的PVC收縮膜的一種材料。BOPS在環保方面有兩大優勢：一是對使用過的制品可以回收循環使用；二是在回收或處理焚化過程中不產生任何對人體健康有害的物質。BOPS收縮率大，但分子結構不穩定，需要低溫儲存[11]。

2.7 其他新型薄膜

PEN作為一種新型的薄膜包裝材料，與PET結構類似，但收縮行為完全不同。這是因為在PEN收縮中起主導因素的結構為萘環，在拉伸過程中PEN中誘導產生了兩種剛性無定形相態，一種在151℃時發生一般情況的收縮，另一種相態200～310℃發生收縮。在定向后，PEN具有類似液晶高分子性能，這種現象的發現，必會帶來收縮膜新的發展[12]。

3 熱收縮膜設備

熱收縮包裝機是目前市場比較先進的包裝方法之一，采用收縮膜包裹在產品或包裝件外邊，經過加熱使收縮薄膜裹緊產品或包裝件，充分顯示物品外觀，提高產品的展銷性，增加美觀及價值感。同時包裝后的物品能密封、防潮、防污染，并保護商品免受來自外部的沖擊，具有一定的緩沖性，尤其是當包裝易碎品時，能防止器皿碎時飛碎。

熱收縮膜包裝機的特點是，采用遠紅外線直接加熱，適用于各種規則和不規則物品的包裝，可進行快速的包裝，其包裝溫度在80～200℃。

4 手表包裝行業使用熱收縮膜可能出現的問題

目前，手表行業中對表殼和表帶的包裝主要采用的是防靜電膜，如采用熱收縮膜，包裝溫度在80～200℃，會產生下述問題：

4.1 不銹鋼表殼的熱膨脹系數為13～20×10-6/K（1米的不銹鋼每升高1℃膨脹0.013～0.020毫米），藍寶石玻璃的熱膨脹系數為5.8×10-6/K（1米的藍寶石玻璃每升高1℃膨脹0.0058毫米），在80～200℃的快速加熱的過程中，不銹鋼表殼和藍寶石玻璃都會發生熱膨脹，在玻璃位產生相互應力，破壞手表原有的結構系統，有可能使玻璃脫落和移位，導致手表防水系統的破壞。

4.2 機芯的主要材質為銅，銅的熱膨脹系數為1.2～2.0×10-5/K （1米的銅材料每升高1℃膨脹0.012～0.020毫米），高于不銹鋼和藍寶石玻璃熱膨脹系數，機芯屬于精密儀器，其安全儲存溫度宜在5～35℃，相對濕度為70%以下，在80～200℃的包裝溫度下，機芯各輪系發生熱膨脹，可能導致機芯各部件配合精度下降，致使手表走時精度降低。

4.3 機芯中的機油在機芯走時的過程中，起到潤滑作用，其安全使用溫度為-41～80℃（取不同機芯零部件使用不同機油的最大區間值），80～200℃的包裝溫度，超出了機油的安全使用溫度上限，會使機油快速的揮發，喪失其潤滑性能，導致機芯輪系摩擦系數增加，降低走時精度。

4.4 在某些手表表款中，上套和玻璃均采用膠水或者熱熔膠的方法進行粘接，使上套固定在表殼和玻璃位上，80～200℃的包裝溫度，會使固化好的膠水再次發生熔融，進而產生脫膠，導致手表的上套和玻璃產生脫落。

4.5 手表的防水性能主要靠密封橡膠圈的壓縮變形實現，其安全使用溫度小于60℃，80～200℃的包裝溫度，會使橡膠圈出現加速老化現象，降低密封橡膠圈的使用壽命，破壞手表的防水系統，使手表的防水性能大打折扣。

4.6 文中所提到的幾種熱收縮膜在進行熱收縮后，表面均會產生發硬的現象，透光度雖達到90%左右，但視覺效果均不清晰，且熱收縮包裝后有尖銳棱角，拆除較為困難，拆除過程中會刮傷表殼表面。

5 結束語

經過收集熱收縮膜的樣品，發現目前市場上的熱收縮膜均不適合應用于手表行業進行包裝；下一步應考慮改變思路，嘗試新的非熱收縮膜材料，進行試驗包裝。

參考文獻

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