Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет»

Институт химической переработки растительного сырья и промышленной экологи

Кафедра технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров

Курсовая работа

По дисциплине: «Тара и ее производство»

На тему: «Производство мягкой тары повышенной вместимостью из полимерных материалов»

Выполнил: студент гр. ИХП-34

Хомутов Е.Н.

Проверил: профессор

Бурындин В.Г.

Екатеринбург, 2016

Реферат

Хомутов Е.Н..: Д.ИЭ.29.03.03.62.004.КР.16.Курсовая работа. УГЛТУ, ИХПРС и ПЭ, кафедра ТЦБП. И ПП Рук. В.Г. Бурындин - Екатеринбург 2016. - ПЗ 28 с., 6 источников.

Производство мягкой тары повышенной вместимостью из полимерных материалов

Ключевые слова: изготовление, технология, полимерные материалы, тара , производство.

Объект исследования: технология производства мягкой тары повышенной вместимостью из полимерных материалов.

Цель работы: изучить технологический процесс производства мягкой тары повышенной вместимостью из полимерных материалов.

Результаты работы: Рассмотрены требования к мягкой таре. Изучены свойства и характеристики полимерных материалов.

мягкий тара упаковочный полимер

Содержание

• Реферат
• Введение
• 1. Общие сведения
• 2. Производство мягкой тары
• 3. Материалы и их свойства
• Заключение
• Список используемой литературы


Введение

Мягкая потребительская упаковка позволяет надежно защитить продукцию от внешних воздействий и полностью автоматизировать процесс упаковки. К мягкой потребительской таре относится тара, изготавливаемая из одно- и многослойных полимерных пленок и комбинированных материалов.

При упаковке продукции в пленочные или комбинированные материалы автоматы выполняют фасовку продукции, герметизацию упакованной продукции и укладку в транспортную тару. Упаковка из красочно оформленных полимерных пленок эстетична, имеет привлекательный внешний вид, содержит информацию о назначении продукции и способе ее использования.

Пленочная потребительская упаковка имеет небольшую удельную массу и низкую цену, поэтому, как правило, предназначена для разового использования.

Наиболее распространенной мягкой потребительской упаковкой является упаковка с корпусом в форме рукава, с дном различной конфигурации, цельным или со швом, с открытой горловиной, с клапанами или без них -- пакет. Отличительные признаки различных пакетов -- оформление дна, наличие боковых сгибов или складок. Как правило, форма и конструкция при упаковке жидкой и сыпучей продукции определяется конструкцией агрегатов, на которых она производится. Обычно вместимость пакетов не превышает 3000 см3. Закрываются пакеты различными затворами.

Основной способ изготовления пакетов -- сваривание, реже -- склеивание, сшивание скобами, зажимами и т.д. К этому же виду упаковки относится упаковка в термоусаживающиеся, стретч-пленки.

Для изготовления мягкой потребительской тары используются однослойные пленки из ПЭ, ПП, ПВХ, ПС и сополимеров стирола, пенополистирола, ПА, различные многослойные и комбинированные пленки.

1. Общие сведения

Мягкая тара является одним из наиболее распространенных видов упаковки. Она широко используется для дозирования, транспортировки, хранения продуктов растительного и животного происхождения различной формы и агрегатного состояния: твердых, жидких, пастообразных, сыпучих и т. п.

Главными достоинствами мягкой тары являются незначительный вес и самая низкая стоимость, поэтому она преимущественно является разовой, предназначенной для однократного использования. Такая упаковка эстетична, имеет красочно оформленный привлекательный внешний вид, содержит большое количество информации, удобна и практична в повседневном использовании.

Мягкая тара подразделяется на потребительную и транспортную (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Виды мягкой тары

Наиболее распространенной мягкой потребительской тарой являются пакеты. Они различаются по конфигурации дна, форме корпуса, особенностям горловины. Обычно вместимость пакетов не превышает 3 дм³.

Пакеты изготавливают из бумаги, однослойных полимерных пленок и из многослойных композиционных материалов.

Самой простой формой отличаются пакеты типа «подушечка» (рис. 5.2). Их изготавливают из рукавной полимерной пленки путем нанесения двух поперечных швов и отрезания.

Пакеты с одним продольным и двумя поперечными швами могут быть плоскими либо с боковыми складками (рис. 5.3). Их получают из одного рулона плоского пленочного материала нанесением продольного шва с последующим выполнением поперечных швов и отделения пакета.

Плоские пакеты с тремя или четырьмя боковыми швами (рис. 5.4) получают, как правило, из двух рулонов плоских пленочных материалов. Для облегчения вскрытия пакетов в их конструкции предусматривают специальную нить или полоску. Негерметичные пакеты часто выполняют со специальной профильной застежкой.

Пакеты плоские со складкой у дна и с устойчивым дном (рис. 5.5) удобнее получать из одного рулона плоского пленочного материала.

Рис. 5.2. Пакеты типа «подушечка>>

Рис. 5.3. Пакеты с одним продольным и двумя поперечными швами: а -- плоский; б -- с боковыми складками

Оболочечные пакеты (рис. 5.6) обычно изготавливают из рукавного термоусаживаемого материала. Их закрывают с торцов специальными проволочными зажимами.

Рис. 5.4. Пакеты плоские с четырьмя швами (а, б); с нитью для вскрытия (б) и с тремя швами и профильной застежкой (в)

Рис. 5.6. Оболочечный пакет

Прямоугольные объемные пакеты с плоским дном выполняют преимущественно из многослойных композиционных материалов (рис. 5.7), причем в качестве барьерного слоя герметичных пакетов наиболее часто используют алюминиевую фольгу. Для негерметичных пакетов применяют и бумагу. Горловину прямоугольных объемных пакетов соединяют методами сварки, склеивания, укупоривания этикеткой, липкой лентой, прошивкой скобами, закрытием зажимами (рис. 5.8).

Рис. 5.5. Пакеты плоские со складкой у дна (а) и с устойчивым дном (б)

Рис. 5.7. Прямоугольные объемные пакеты с плоским дном: а -- герметичный; б -- с зажимами; в -- складной

Пакеты объемные с плоским дном прямоугольной или шестиугольной формы чаще всего производят из специальных видов крафт-бумаги (рис. 5.9). Дно и боковые стенки соединяют склеиванием.

Объемные пакеты бывают сложной геометрической формы. Наибольшей технологичностью среди них отличаются пакеты формы тетраэдра (рис. 5.10). Их выполняют преимущественно из многослойных композиционных пленочных материалов. Герметичное соединение обеспечивают методом сварки.

Рис. 5.8. Способы соединения горловины прямоугольных объемных пакетов с плоским дном: а -- плоский сварной шов; б -- складной клееный затвор; в -- затвор, заклеенный этикеткой; г -- затвор, прошитый скобами; д, е, ж -- затворы, закрытые зажимами; з -- затвор, заклеенный по типу конверта; и -- укупоривание липкой лентой; к -- рифленые сварные швы

Разновидностью пакетов являются хозяйственные сумки. Их принципиальное конструктивное отличие от пакетов -- наличие ручек. Различают ручки из того же материала, что и сумка: просеченные или сварные, а также упрочненные ручки из толстой одноименной с сумкой или другой пластмассы (рис. 5.11). Сумки изготавливают из прочных утолщенных, нередко армированных однослойных или многослойных полимерных пленок.

2. Производство мягкой тары

Отличительной особенностью производства мягкой потребительской тары является совмещение технологии ее получения с процессом упаковывания продукции. По принципам совмещения технологий различают прерывное и непрерывное производство упаковки.

Прерывное производство предусматривает выполнение различных технологических процессов (изготовление мягкой потребительской тары, упаковывание в нее продукции, герметизация упакованной продукции и укладывание ее в транспортную тару) на различных рабочих местах с использованием различных автоматов и полуавтоматов, реже -- вручную.

Рис. 5.9. Пакеты объемные: а -- с прямоугольным дном и боковыми складками; б -- с шестиугольным дном

Рис. 5.10. Пакет формы тетраэдра

При непрерывном производстве все технологические процессы получения упакованной продукции выполняются в автоматическом режиме на одном автомате.

Рис. 5.11. Хозяйственные сумки: а, б -- плоские с просеченными ручками; в -- с боковыми складками и сварными ручками; г, д -- со складкой на дне и пластиковыми ручками; е -- с зажимом

Подготовка к работе не прерывного производства заключается в установке на автомат рулона пленочного материала с последующей заправкой пленки в основные рабочие узлы, а также в заполнении питателя автомата упаковываемым продуктом. Затем автомат осуществляет в строго определенной технологической последовательности формование, сварку или склеивание мягкой тары, дозировку и фасовку в нее продукции, укладку ее в транспортную тару.

В зависимости от направления подачи в тару упаковываемой продукции различают три типа упаковочных автоматов: вертикальный, горизонтальный и термоформовочный (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Типы упаковочных автоматов для производства мягкой тары: а -- вертикальный; б -- горизонтальный; в -- термоформовочный

На автоматах вертикального типа упаковывают сухие сыпучие продукты, замороженные овощи, кофе и другие порошкообразные, пастообразные и жидкие вещества. Основными движущими силами процесса заполнения тары являются собственный вес продукции, избыточное давление либо вакуумирование. Получаемую тару из однослойных и многослойных полимерных материалов характеризуют самая высокая гибкость и минимальная жесткость, высокая герметичность и хорошие барьерные свойства. Технологическая схема позволяет реализовать благоприятные условия для сварки и для нанесения печати на внешнюю поверхность пленок.

Автоматы горизонтального типа предназначены главным образом для упаковывания крупной штучной продукции: хлебобулочных и кондитерских изделий, сыра, мяса, фруктов и т. п. Подача товаров в тару осуществляется различными транспортерами, пневматически, а иногда и вручную. Получаемую преимущественно многослойную упаковку отличают высокая гибкость, средняя жесткость, высокие барьерные свойства и герметичность. В таких автоматах хорошие условия для проведения процессов сварки и печати.

Термоформовочные автоматы позволяют упаковывать любые виды продукции всеми возможными методами ее подачи в отформованную часть тары. Нижняя термоформованная часть из однослойного или многослойного полимерного материала является жесткой или полужесткой. Верхняя крышка отличается гибкостью, минимальной жесткостью. Она выполнена, как правило, из многослойного материала, поэтому обладает хорошими барьерными свойствами, способностью к сварке или склеиванию, к различным видам печати.

Схема вертикального способа изготовления мягкой тары с одного рулона приведена на рис. 5.13, а. Пленка сматывается с рулона 1, разрезается пополам и через систему направляющих валиков подается к сварочным элементам 2, конструкция которых позволяет изготавливать одновременно вертикальные и поперечные сварные швы тары 4.Дозатор 3 осуществляет дозировку и вертикальную подачу продукции в тару.

Рис. 5.13. Схема вертикального способа изготовления мягкой тары с одного (а) и с двух (б) рулонов: 1 -- рулоны пленки; 2 -- сварочные элементы; 3 -- бункер с дозатором; 4 -- упаковка

В вертикальном способе изготовления мягкой тары с двух рулонов 1 (рис. 5.13, б) оба полотна пленки специальными транспортирующими валиками подаются к узлу сварки 2.Одновременно из бункера с дозатором 3 поступает упаковываемая продукция. Цилиндрическое сварочное устройство 2 осуществляет сварку упаковки 4. 'Кисой способ часто применяют для упаковки таблетируемой продукции. В этом случае таблетки из бункера с дозатором 3 с помощью вибрационных лотков подаются в специальные углубления. Сварочные элементы 2, вращаясь, сваривают пленку вокруг таблеток, образуя упаковку 4.

Вертикальный способ изготовления мягкой тары с формирующим воротником изображен на рис. 5.14, а. Пленка с рулона 1 подается на формующий воротник 5, где сворачивается в трубу вокруг цилиндрической питающей части бункера с дозатором 3. Края пленки свариваются внахлест или встык вертикальной парой электродов 2. После подачи дозированной продукции из бункера 3 упаковка сваривается горизонтальными электродами 2а. Для получения упаковки в виде тетраэдра 4 установка комплектуется второй парой горизонтальных сварочных электродов 26, плоскость сварки которых находится под углом 90° относительно первой пары электродов 2а.

Рис. 5.14. Схема вертикального способа изготовления мягкой тары с формующим воротником (а) и с формующим треугольником (б): 1 -- рулон пленки; 2 -- сварочные элементы; 3 -- бункер с дозатором; 4 -- упаковка; 5 -- формующий воротник; 6 -- формующий треугольник

В вертикальном способе с формующим треугольником пленка из рулона 1 (рис. 5.14, б) подается на формующий треугольник 5, где складывается пополам. Затем она сваривается вертикальными электродами 2. После этого специальными вакуумными присосками или другими устройствами пакет раскрывается и в него поступает продукция 3 из бункера с дозатором. Упакованная продукция 4 герметизируется сваркой на горизонтальных электродах 2а и отрезается.

Разновидностями горизонтального способа изготовления мягкой тары являются способы с формующим треугольником и роторный.

Схема горизонтального роторного споособа приведена на рис. 5.15. Пленка с рулона 1 поступает на формующий треугольник 5 и складывается пополам. На термосварочном роторе 2 выполняются вертикальные сварочные швы. После этого при необходимости горизонтальными сварочными электродами 2а выполняются нижние швы. На укупорочном барабане пакеты отрезаются вертикальными ножами 26 и захватной цепью подаются к бункерам с дозаторами 3, где осуществляется их заполнение продукцией. Упакованная продукция герметизируется сваркой верхними горизонтальными сварочными электродами 2в.

В зависимости от схемы подачи пленки на упаковочных автоматах горизонтального типа различают способы изготовления мягкой тары с одного рулона и с двух рулонов.

Рис. 5.15. Схема горизонтального роторного способа изготовления мягкой тары: 1 -- рулон пленки; 2 -- сварочный ротор; 2а -- нижние горизонтальные сварочные электроды; 2в -- верхние горизонтальные сварочные электроды; 3 -- бункеры с дозаторами; 4 -- упаковка; 5 -- формующий треугольник

Схема изготовления мягкой тары на упаковочном автомате горизонтального типа с одного рулона приведена на рис. 5.16. Пленка с рулона 1 поступает на узел горизонтальной подачи упаковываемого продукта 2. Затем края пленки заворачивают и состыковывают посередине в узле сварки продольного шва 3, при этом упаковываемый продукт оказывается внутри. После этого осуществляют сварку поперечных швов 4 и отрезку упаковки 5.

Рис. 5.16. Схема способа изготовления мягкой тары на упаковочном автомате горизонтального типа с одного рулона: 1 -- рулон пленки; 2 -- упаковываемый продукт; 3 -- сварка продольного шва; 4 -- сварка поперечного шва и отрезка; 5 -- упаковка

Рис. 5. 17. Схема способа изготовления мягкой тары на упаковочном автомате горизонтального типа с двух рулонов: 1 -- рулоны пленки; 2 -- упаковываемый продукт; 3 -- сварка продольных и поперечных швов; 4 -- отрезка; 5 -- упаковка

В способе изготовления мягкой тары на упаковочном автомате горизонтального типа с двух рулонов 1 (рис. 5.17) упаковываемый продукт 2 подают между пленками. Сварку продольных и поперечных швов 3 обычно осуществляют одновременно с помощью сварочного устройства цилиндрической формы. После отрезки 4 получают упаковку 5.

Таким образом, важнейшими технологическими процессами изготовления мягкой тары являются печать, сварка, склеивание, дозирование продукции и отрезка.

3. Материалы и их свойства

Общая характеристика полимеров и их классификация

Полимерами называют соединения, макромолекулы которых состоят из атомных группировок мономеров, последовательно связанных в виде цепи. Цепное строение макромолекул предопределяет повышенную прочность связей между ними, что обеспечивает возможность образования волокон и пленок. Другое свойство макромолекул - гибкость - обуславливает эластичность полимеров, т.е. способность к значительным, многократным, обратимым деформациям под действием малых нагрузок.

Вследствие большой молекулярной массы и цепного строения растворы полимерных соединений обладают высокой вязкостью. Часто достаточно нескольких процентов растворяемого вещества, чтобы раствор потерял текучесть.

Наряду с химическим составом важнейшей характеристикой высокомолекулярных соединений (ВМС) являетсямолекулярная масса и степень полимеризации, равная числу повторяющихся звеньев цепи. Полимеры, как правило, состоят из макромолекул разной массы. Это принципиальное, присущее только полимерам свойство называется полидисперсностью или полимолекулярностью. Молекулярно-массовыми характеристиками полимеров являются средние молекулярные массы и функции распределения по этому показателю. Среднечисловая молекулярная масса Мn полимеров вычисляется как отношение суммарной массы макромолекул к их общему числу n.

Рисунок 6. Зависимость агрегатного состояния вещества при различной температуре Т от его молекулярной массы М.

Эластическое состояние. Характеризуется наличием больших обратимых деформаций (например, каучук при растяжении может увеличиваться на 700-800%, а после снятия нагрузки вернуться к первоначальному состоянию). При этом перемещаются лишь сегменты макромолекул без изменения взаимного расположения последних.

Стеклообразное состояние. Это твердое состояние аморфных полимеров. Переход полимеров из высокоэластического или вязкотекучего состояния в стеклообразное, наблюдаемый при понижении температуры или повышении давления, называется стеклованием (прекращение теплового движения сегментов). Температурный интервал, при котором происходит постепенный переход полимера из эластического в стеклообразное состояние (и наоборот) называется интервалом стеклования.

Вязкотекучее состояние. Это состояние, для которого характерны необратимые деформации, т.е. течение. В процессе течения сегменты перемещаются в одном преимущественном направлении, что приводит к поступательному движению макромолекулы в целом. Это состояние полимеров исключительно важно с точки зрения переработки их в изделия. Все современные методы переработки термопластов (экструзия, литье под давлением, вакуум-формование и др.) связаны с переводом полимера в расплав.

Кристаллическое состояние. Под кристаллической структурой полимера понимают взаимное расположение в пространстве структурных элементов, их строение и взаимодействие между собой. Регулярная структура, или определенный дальний порядок в расположении макромолекул, наблюдается лишь в кристаллических полимерах. Для аморфных полимеров характерен только ближний порядок, т.е. наличие отдельных областей с более или менее упорядоченным расположением отрезков макромолекул. Процесс кристаллизации и конечная структура полимера зависят от следующих факторов: молекулярная масса; концентрация раствора полимера; температура кристаллизации и др.

Сложившаяся классификация полимеров основана на нескольких признаках: природе атомов основной цепи и полимера в целом; количестве и распределении повторяющихся звеньев; строении основной цепи и конфигурации повторяющегося ее участка; механических свойствах.

Полимеры бывают синтетические и натуральные. Последние могут быть модифицированы химическими способами обработки. По химическому составу синтетические полимеры делятся на органические, неорганические и элементорганические.

Органические полимеры содержат углеродные связи и функциональные группы, включающие атомы азота, кислорода, галогенов. Карбоцепными органическими полимерами являются, в частности, полиолефины и полимеры виниловых мономеров.

Неорганические полимеры не содержат углеродых связей в основной цепи. К типичным гомоцепным полимерам относятся линейные модификации серы и селена, к гетероцепным -- полифосфонитрилхлорид.

В элементорганических полимерах имеются как органические, так и неорганические группы.

С точки зрения природы атомов основной цепи полимеры делятся на гомо- и гетероцепные. В гомоцепных полимерах цепь построена из одинаковых атомов, например в карбоцепных полимерах из атомов углерода. Основная цепь гетероцепных полимеров содержит разные атомы.

Полимеры, макромолекулы которых построены из повторяющихся звеньев одного типа, называются гомополимерами (полимерами). В сополимерах макромолекулы образованы мономерными звеньями нескольких типов, чаще всего двух.

Сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья двух типов (условно А и В), имеют следующую классификацию.

С точки зрения строения основной цепи макромолекулы сополимеров подразделяются на линейные, двухтяжевые (две параллельные цепи, скрепленные между собой), разветвленные и сшитые (сетчатые).

Заключение

Я рассмотрел в своей работе производство мягкой тары повышенной вместимостью из полимерных материалов. И пришёл к выводу, что используемые материалы должны обладать высоким уровнем механических и барьерных свойств, чтобы исключить возможность повреждения продуктов, товара или другого сырья, ухудшения качества самой мягкой упаковке в результате воздействия различного рода факторов: механических, биологических, климатических.

Список используемой литературы

1. Общая характеристика полимеров и их классификация [Электронный ресурс] - режим доступа: http://www.polexgroup.ru/poddony_plastikovye_pallety/ (Дата обращения 22.06.2016).

2. Мягкая потребительская упаковка [Электронный ресурс] - режим доступа: http://www.anion-msk.ru/technology/Pallets/ (Дата обращения 22.06.2016).

3. Методические указания [Электронный ресурс] - режим доступа: http://window.edu.ru/resource/597/48597/files/mtdtdup19.pdf (Дата обращения 22.06.2016).

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ[Электронный ресурс] - режим доступа: http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/3568/12/1358540_lectures_ch_2.pdf (Дата обращения 22.06.2016).

5. Хэлон Дж. Ф., Келси Р. Дж., Форсино Х.Е. Упаковка и тара 34-65 с.

6. Производство мягкой тары [Электронный ресурс] - режим доступа: http://www.azles.ru/info/plastikovye_pallety (Дата обращения 22.06.2016).

Размещено на Allbest.ru