家電產品常用的各類規格等級打包帶性能分析

程海瑞

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

家電產品常用的各類規格等級打包帶性能分析

程海瑞

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

打包帶在家電產品包裝設計中運用普遍，主要用于包裝箱的捆扎，能保持貨物運輸過程中不松懈，是目前包裝行業中應用最廣泛的包裝耗材，但因缺乏對打包帶拉伸斷裂性能、拉伸強度等性能的研究，導致我們在選擇打包帶規格時存在一定的盲目性，從而造成設計質量與成本控制之間難以達到有效均衡。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、拉伸強度和最大拉斷力等相關性分析，從而對打包帶合理選用提供一種有效的設計思路和思考。

打包帶；規格；等級；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，經擠出單向拉伸制得塑料捆扎帶，其彈性回復好、強度高、耐水性好、耐化學性強，即可手工捆扎又可機器捆扎。本次我們針對打包帶樣品進行性能對比驗證，從而對打包帶合理選用提供一種有效的設計思路和思考。

2 實驗方案及過程

2.1 樣件選取

由于打包帶種類、級別很多，因此本次我們選取多個級別、多種寬度和顏色的樣件，對每種打包帶一一進行拉力實驗，繪制出每種打包帶的特征曲線，進行對比分析和總結。表1為實驗所選樣品。

2.2 實驗設計方案

由于打包帶的拉升斷裂值是考察打包帶性能的一大指標，因此本次我們主要從該項試驗進行對比分析，具體如下：

將貼好的測試樣品裝入拉力試驗機，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 拉力試驗機測試

圖2 力—位移曲線圖

圖3 拉力測試

圖4 條狀斷裂

在測試過程中，記錄試樣的最大拉力F。數據處理：打包帶熔接處的180°剝離強度σ（N/ mm）按如下公式進行計算：

σ＝F/b

式中：σ—剝離強度，N/mm；F—為測試過程中，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。

將所測試的數據分別按照上式進行處理，計算其平均值，作為判定依據。

2.3 實驗驗證

根據拉力實驗方法完成所有樣品拉力實驗，記錄實驗數據，如表2。根據實驗數據繪制力—位移曲線圖，如圖2。

2.4 實驗結果

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

（2）各類打包帶因等級不同其力學性能也有差異，但可以通過寬度值不同進行選擇從而達到性能相當的目的。

（3）從2、3曲線對比分析來看，同寬度打包帶，環保輕質型性能稍差。

（4）從3、4曲線和7、8曲線分析來看，打包帶的顏色對其性能無影響。

（5）打包帶拉伸斷裂性能呈現線性關系，拉伸值達到一定值時會發生斷裂，因此在實際使用過程中我們必須要注意打包帶的使用情況。

（6）打包帶在實際使用過程中還涉及一個就是打包帶熔接處的剝離強度問題，此點也是我們在使用過程中出現的破裂問題之一。該測試方法和上述實驗基本一致，即將貼好的測試樣品裝入拉力試驗機，確保熔接頭一端被上夾具牢牢夾住進行拉力測試，（如圖3）打包帶熔接處的180°剝離強度σ（N/mm），其計算公式如下：

σ＝F/b

2.5 測試過程現象分析

在測試過程中我們發現打包帶斷裂的現象主要是呈條狀斷裂，效果如圖4。

對此，我們進行了分析后發現：打包帶出現開叉斷裂原因在于料帶中存在薄弱環節或應力集中過大導致拉伸斷裂開，主要原因在于：

（1）原料中含有雜質，因此料帶在高倍率拉伸作用時必然在此處產生開裂；

（2）原料不純含有其他塑料，因為回收的制品中含有雜質；

（3）料粒中含水分過大，導致在造粒中形成氣泡，從而出現開叉斷裂；

（4）壓花昆壓裂料帶造成其局部應力集中。

表1 實驗所選樣品

表2 拉力實驗數據

3 試驗結果分析

（1）打包帶的拉伸測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隨著增加。

（3）各類打包帶因等級不同其力學性能也有差異，但可以通過寬度值不同進行選擇從而達到性能相當的目的。

（4）打包帶雖然物料簡單，但是若來料質量出現問題也會給生產、售后造成諸多損失，另外打包帶的性能質量還和以下因素有關，如下這些還需要我們去進一步研究：

a.高分子材料發生蠕變

高分子材料發生蠕變是引起偏斜的主要原因。

b.填料用量不當

加入適量的填料，不僅有利于降低生產成本，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，破壞打包帶的物理性能和機械性能。

c.拉伸比控制不當。

拉伸比是打包帶生產過程中最關鍵的工藝參數，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

聚丙烯打包帶的拉伸是在熱烘箱或熱水箱中進行的，實際生產中拉伸溫度不能過低。否則，會使拉伸困難，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

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，壓花輥間隙應均勻。收卷工序中，松緊度應適中。如果收卷太松，帶卷散亂；如果收卷太緊，應力過大，會使帶子發生蠕變，加大偏斜度。

4 結語

為了平衡打包帶選用的成本與設計強度之間的關系，結合本次拉力測試的經驗和測試結果數據，在后續打包帶選取時，需在產品設計階段根據計算產品重量與打包帶拉伸斷裂值的關系，選取合適的打包帶，不能盲目選取，否則勢必造成一定的成本浪費或打包帶強度不夠，從而造成打包帶斷裂，產品損壞。

本次測試的數據結果能夠在一定程度上作為設計選取打包帶的依據，但由于影響打包帶性能除了寬度、級別因素，還有很多如填料、溫度等其他的復雜因素，因此設計員必須根據自己供應商提供的打包帶樣件進行相關測試，建立數據庫，為后續設計提供參考依據。

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