家電產(chǎn)品常用的各類規(guī)格等級(jí)打包帶性能分析

程海瑞

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

家電產(chǎn)品常用的各類規(guī)格等級(jí)打包帶性能分析

程海瑞

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

打包帶在家電產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)中運(yùn)用普遍，主要用于包裝箱的捆扎，能保持貨物運(yùn)輸過程中不松懈，是目前包裝行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的包裝耗材，但因缺乏對(duì)打包帶拉伸斷裂性能、拉伸強(qiáng)度等性能的研究，導(dǎo)致我們?cè)谶x擇打包帶規(guī)格時(shí)存在一定的盲目性，從而造成設(shè)計(jì)質(zhì)量與成本控制之間難以達(dá)到有效均衡。本次我們主要研究家電包裝箱常用打包帶拉伸斷裂值，主要涉及拉斷伸長率、拉伸強(qiáng)度和最大拉斷力等相關(guān)性分析，從而對(duì)打包帶合理選用提供一種有效的設(shè)計(jì)思路和思考。

打包帶；規(guī)格；等級(jí)；性能

1 引言

包裝用打包帶一般以聚乙烯、聚丙烯樹脂為主要原料，經(jīng)擠出單向拉伸制得塑料捆扎帶，其彈性回復(fù)好、強(qiáng)度高、耐水性好、耐化學(xué)性強(qiáng)，即可手工捆扎又可機(jī)器捆扎。本次我們針對(duì)打包帶樣品進(jìn)行性能對(duì)比驗(yàn)證，從而對(duì)打包帶合理選用提供一種有效的設(shè)計(jì)思路和思考。

2 實(shí)驗(yàn)方案及過程

2.1 樣件選取

由于打包帶種類、級(jí)別很多，因此本次我們選取多個(gè)級(jí)別、多種寬度和顏色的樣件，對(duì)每種打包帶一一進(jìn)行拉力實(shí)驗(yàn)，繪制出每種打包帶的特征曲線，進(jìn)行對(duì)比分析和總結(jié)。表1為實(shí)驗(yàn)所選樣品。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

由于打包帶的拉升斷裂值是考察打包帶性能的一大指標(biāo)，因此本次我們主要從該項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，具體如下：

將貼好的測(cè)試樣品裝入拉力試驗(yàn)機(jī)，確保熔接頭一端被上夾具牢牢夾住。剝離速度：100 mm/min，如圖1。

圖1 拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試

圖2 力—位移曲線圖

圖3 拉力測(cè)試

圖4 條狀斷裂

在測(cè)試過程中，記錄試樣的最大拉力F。數(shù)據(jù)處理：打包帶熔接處的180°剝離強(qiáng)度σ（N/ mm）按如下公式進(jìn)行計(jì)算：

σ＝F/b

式中：σ—?jiǎng)冸x強(qiáng)度，N/mm；F—為測(cè)試過程中，打包帶熔接處所能承受的最大受力，N；b—為打包帶寬度方向上的最大熔接寬度mm。

將所測(cè)試的數(shù)據(jù)分別按照上式進(jìn)行處理，計(jì)算其平均值，作為判定依據(jù)。

2.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)拉力實(shí)驗(yàn)方法完成所有樣品拉力實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表2。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制力—位移曲線圖，如圖2。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）隨著寬度的增加，打包帶的整體拉伸斷裂性能也會(huì)隨著增加；特別是寬度D達(dá)到18mm時(shí)，其拉伸斷裂值有比較明顯的攀升。

（2）各類打包帶因等級(jí)不同其力學(xué)性能也有差異，但可以通過寬度值不同進(jìn)行選擇從而達(dá)到性能相當(dāng)?shù)哪康摹?/p>

（3）從2、3曲線對(duì)比分析來看，同寬度打包帶，環(huán)保輕質(zhì)型性能稍差。

（4）從3、4曲線和7、8曲線分析來看，打包帶的顏色對(duì)其性能無影響。

（5）打包帶拉伸斷裂性能呈現(xiàn)線性關(guān)系，拉伸值達(dá)到一定值時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂，因此在實(shí)際使用過程中我們必須要注意打包帶的使用情況。

（6）打包帶在實(shí)際使用過程中還涉及一個(gè)就是打包帶熔接處的剝離強(qiáng)度問題，此點(diǎn)也是我們?cè)谑褂眠^程中出現(xiàn)的破裂問題之一。該測(cè)試方法和上述實(shí)驗(yàn)基本一致，即將貼好的測(cè)試樣品裝入拉力試驗(yàn)機(jī)，確保熔接頭一端被上夾具牢牢夾住進(jìn)行拉力測(cè)試，（如圖3）打包帶熔接處的180°剝離強(qiáng)度σ（N/mm），其計(jì)算公式如下：

σ＝F/b

2.5 測(cè)試過程現(xiàn)象分析

在測(cè)試過程中我們發(fā)現(xiàn)打包帶斷裂的現(xiàn)象主要是呈條狀斷裂，效果如圖4。

對(duì)此，我們進(jìn)行了分析后發(fā)現(xiàn)：打包帶出現(xiàn)開叉斷裂原因在于料帶中存在薄弱環(huán)節(jié)或應(yīng)力集中過大導(dǎo)致拉伸斷裂開，主要原因在于：

（1）原料中含有雜質(zhì)，因此料帶在高倍率拉伸作用時(shí)必然在此處產(chǎn)生開裂；

（2）原料不純含有其他塑料，因?yàn)榛厥盏闹破分泻须s質(zhì)；

（3）料粒中含水分過大，導(dǎo)致在造粒中形成氣泡，從而出現(xiàn)開叉斷裂；

（4）壓花昆壓裂料帶造成其局部應(yīng)力集中。

表1 實(shí)驗(yàn)所選樣品

表2 拉力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）打包帶的拉伸測(cè)試斷裂過程基本呈線性過程，斷裂后曲線急劇下降。

（2）隨著寬度的增加，打包帶的整體拉伸斷裂性能也會(huì)隨著增加。

（3）各類打包帶因等級(jí)不同其力學(xué)性能也有差異，但可以通過寬度值不同進(jìn)行選擇從而達(dá)到性能相當(dāng)?shù)哪康摹?/p>

（4）打包帶雖然物料簡(jiǎn)單，但是若來料質(zhì)量出現(xiàn)問題也會(huì)給生產(chǎn)、售后造成諸多損失，另外打包帶的性能質(zhì)量還和以下因素有關(guān)，如下這些還需要我們?nèi)ミM(jìn)一步研究：

a.高分子材料發(fā)生蠕變

高分子材料發(fā)生蠕變是引起偏斜的主要原因。

b.填料用量不當(dāng)

加入適量的填料，不僅有利于降低生產(chǎn)成本，而且可以提高打包帶剛性，改善抗蠕變性能。一般情況下，增加填料用量，打包帶的偏斜度下降，但過量加入填料將影響正常生產(chǎn)，破壞打包帶的物理性能和機(jī)械性能。

c.拉伸比控制不當(dāng)。

拉伸比是打包帶生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的工藝參數(shù)，增大拉伸比，可使偏斜度大幅度下降。但是，拉伸比是不可能無限增大的，由于受到原材料性能的影響，拉伸比過大將給成型帶來困難。

d.拉伸溫度控制不當(dāng)

聚丙烯打包帶的拉伸是在熱烘箱或熱水箱中進(jìn)行的，實(shí)際生產(chǎn)中拉伸溫度不能過低。否則，會(huì)使拉伸困難，影響拉伸比和拉伸速度的提高，使分子鏈的取向度下降，不能有效地降低偏斜度。一般拉伸溫度取175℃左右為宜，若原料中填料含量較高，可稍微提高拉伸溫度。

e.后處理(熱處理)工藝控制不當(dāng)

后處理工藝是減少高分子材料形變的重要手段，有利于保持打包帶的尺寸穩(wěn)定性和平直性，減少偏斜度。通常后處理溫度取120℃，后處理的牽引速度比拉伸速度小10%為宜。

f.其他因素

保證口模尺寸和型坯尺寸均勻，可以避免厚度不均。在壓花工序中，壓花輥間隙應(yīng)均勻。收卷工序中，松緊度應(yīng)適中。如果收卷太松，帶卷散亂；如果收卷太緊，應(yīng)力過大，會(huì)使帶子發(fā)生蠕變，加大偏斜度。

4 結(jié)語

為了平衡打包帶選用的成本與設(shè)計(jì)強(qiáng)度之間的關(guān)系，結(jié)合本次拉力測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)，在后續(xù)打包帶選取時(shí)，需在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段根據(jù)計(jì)算產(chǎn)品重量與打包帶拉伸斷裂值的關(guān)系，選取合適的打包帶，不能盲目選取，否則勢(shì)必造成一定的成本浪費(fèi)或打包帶強(qiáng)度不夠，從而造成打包帶斷裂，產(chǎn)品損壞。

本次測(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠在一定程度上作為設(shè)計(jì)選取打包帶的依據(jù)，但由于影響打包帶性能除了寬度、級(jí)別因素，還有很多如填料、溫度等其他的復(fù)雜因素，因此設(shè)計(jì)員必須根據(jù)自己供應(yīng)商提供的打包帶樣件進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，建立數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

Analysis various kinds of the specification and grade of strapping band in electric products

CHENG Hairui
(Gree Electric Appliances Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

Strapping band is commonly used in appliance product packaging design. It mainly used in the packing box packing, it can keep keep the goods being not relax during transport. Strapping band is currently the most widely used in the packaging industry packaging supplies. But because we are lack of research on the tensile strength, tensile strength and other properties of the strapping band, when choosing the strapping band, we have no reasonable basis. So there is difficult to achieve effective balance between design quality and cost control. Now we mainly study appliance box packed with common values of tensile fracture, and involves the analysis of elongation, the tensile strength and the maximum tensile force between the breaking, it will provide the effective design ideas and information with a reasonable choice strapping band.

Strapping band; Specification; Grade; Function