利乐复合材料力学性能的研究

随着人民生活水平的提高，液态饮品的消费量日益增大，为了

方便存储、

运输，又能满足健康、环保、促销为一体的目标，对液态饮品的包装提出了更高的要求。目前，市场上液态饮品的包装形式千姿百态，变化万千，本文将系统阐述液态饮品包装———利乐包的材

料结构、

力学性能及影响其抗压性能的各项因素。1利乐包的结构、材料利乐包的结构、材料：一般的无菌利乐包,具有六层结构，由外至内依次是聚乙烯层、纸板、聚乙烯层、铝簿、粘

性塑料、

聚乙烯层，见图1。①第一层是聚乙烯层

（Polyethylene

），它保护利乐包的图案、阻止纸板吸收外界水分，热封成盒；

②第二层是纸板

（Paper ），它是利乐包的基材，在其表面印刷图文信息（占纸厚75%）；

③第三层是聚乙烯层

（Polyethylene ），它是铝簿、纸板的粘附层（介质）；

④第四层是铝簿

（Aluminium foil ），它可以阻挡紫外线、细菌进入利乐包内部，也是灌装过程中加热的媒介（占纸厚5%）；

⑤第五层是粘性塑料

（Polyethylene ），它是内层聚乙烯与铝箔的粘附介质、

有效地对酸性饮品实现无菌包装；⑥第六层又是聚乙烯层

（Polyethylene ），它是通过热封成盒，形成无菌包装的必要材料。

利乐包常用于液态食品的包装，因此利乐包材料的安全、卫生性越来越引起人们的关注，所以在原料的选择、生产过程、流通过程中均要符合食品卫生法的要求。例如：利乐包使用的纸张必须由纯净的漂白浆制成，不能采用废纸为原料，目前一般采用100%的针叶木纸浆为原料，用长网造纸机抄制，要求纸板横幅定量一致，物理强

度好。目前一般用的纸张厚度在70g/m 2

以上，国内大部分采用的是

从瑞典、

芬兰等北欧国家进口的光面涂布纸；生产过程用水质量必须符合《生产饮用水卫生标准》GB5749；印刷油墨不但要无毒、

耐热、

耐磨擦、耐射线，且油墨无转移并有利于纸容器的回收；印刷后油墨中的溶剂全部挥发，对于UV 油墨要彻底固化；用于纸容器的铝簿，不得采用回收铝；聚乙烯材料需无毒；同时印刷生产车间卫生

和职工个人卫生必须符合卫生标准[1]

。

2利乐包的材料力学性能2.1试验材料

2.1.1名称：

伊利优酸乳250mL 利乐砖（Tetra Brik ）牛奶包装件（见图1）及卷材。

2.1.2定量：G=267.2g/m 2

2.1.3盒壁纸板厚度：D=327μm ，铝箔层至盒内壁厚度：h=100μm 。

2.1.4底平面尺寸：60mm ×104mm ，盒厚：40mm 。

2.2试验仪器ER-120A 电子分析天平；100cm 2纸张厚度测定仪ZUS-4型；Elmandorf 单撕裂度仪；MIT 耐折度仪；16D 型卧式挺度仪；YQ-Z-40A 型压缩试验仪；液晶电子拉力试验机EMT2503；BK-52型戳穿度仪；04BOM 型耐破度仪。

2.3试验环境恒温恒湿实验室，

温度25℃，相对湿度60%。2.4试验说明按GB450取样，按GB10739进行温湿度预处理，切取各个项目的试样。试验之前，对所有试样在该温度、湿度条

件下预处理至少24h ，然后进行各项试验测试[2]

。

2.5实验数据对250ml 利乐包及其复合材料进行的各项实验项目结果，如表1。

2.6试验分析在环压试验中，当材料处于弹性变形阶段的时候，应变ε随着应力σ的增加而增加，呈一定的正比关系，材料所受应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到一个值后，塑性应变急剧增加，曲线

出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。

而后，当塑性应变过量的时候，应力开始急剧增大，直至材料完全压溃，此时试样已受到严重破坏，

无法恢复，见表2。在拉伸试验中，可以看出材料的应力应变呈正比关系，应力σ——————————————————————

—作者简介：刘璐（1984-），女，陕西宝鸡人，硕士研究生，研究方向为运输包装与现代物流。

利乐复合材料力学性能的研究

Research on the Mechanical Properties of TETRA PAK

刘璐Liu Lu

（西安工业大学机电工程学院，西安710021）

（School of Mechatronic Engineering ，Xi'an Technology University ，Xi'an 710021，China

）摘要：本文阐述了利乐包的结构、材料,并对利乐包的各项力学性能进行实验测试，进而讨论利乐包的环压、拉伸强度以及纸盒的抗压强度，

分析了利乐材料外界压力下的变化过程以及能够影响其力学性能的因素。使读者了解利乐包的结构、

材料特点，对日常生活中奶制品包装有较为全面的认识。

Abstract:This paper described the structure,materials of Tetra Pak,and made experimental test for the mechanical properties of Tetra Pak,then discussed the ring pressure,tensile strength of Tetra Pak and compressive strength of cartons,and analyzed its change process under the external pressure and factors influencing its mechanical properties,making readers understand the structure,materials of Tetra Pak and know about package of dairy products in daily life.

关键词：利乐包；包装；抗压强度Key words:Tetra Pak ；packaging ；compressive strength

中图分类号：TB484.1;TB487

文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2011）32-0029-02

试验项目技术指标试验结果拉伸强度（Mpa ）

纵向横向≥30

≥20

62.628.2环压强度（N ）

纵向横向

375439

封合强度（N/15mm ）

搭接对接≥60≥1513121.7挺度（mN ）5°纵/横15°纵/横30°纵/横71/67148/121248/177抗压强度（N ）顶压/平压/侧压168/116/129撕裂度（mN ）纵/横463/473戳穿强度（J ）纵/横 1.08/1.02耐破度（kPa ）正/反

1176/1156

内层塑料膜剥离强度（N/15mm ）纵/横≥1.5/1.5 3.53/3.82复合层塑料膜与纸的粘结度（%）≥4070透氧率（cm 3

/（m 2

·24h ·0.1Mpa

））≤1.0

0.7

表1利乐复合材料各项试验内容及结果

·29·

价值工程

1滚动轴承的密封装置形式、适用范围及其性能

密封是为了阻止润滑剂从轴承中流失，也为了防止外界灰尘、水分等侵入轴承。没有合理的密封将大大影响轴承的工作寿命。密封按照其原理不同可分为接触式密封和非接触式密封两大类。非接触式密封不受速度的。接触式密封只能用在线速度较低的场合，为保证密封的寿命及减少轴的磨损，轴接触部分的硬度应在

40HRC 以上，

表面粗糙度宜小于0.8μm 。作为标准产品提供的密封轴承（如60000－RZ 型、60000－2RS

型）单面或双面带防尘盖、密封圈，装配时已填入润滑脂，无需维护或再加密封装置，结构简单，使用方便，使用日趋广泛。密封装置分为“接触式密封”和“非接触式密封”。结构和特点可参阅有关的手册和图册。

2滚动轴承密封装置的类型

为了使轴承保持良好的润滑条件和正常的工作环境，充分发挥轴承的工作性能，延长使用寿命，对滚动轴承必须具有适宜的密封，以防止润滑剂的泄漏和灰尘、水气或其他污物的侵入。轴承的密封

可分为自带密封和外加密封两类。

所谓轴承自带密封就是把轴承本——————————————————————

—作者简介：李军利（1966-），男，陕西泾阳人，副教授，工程硕士，研究方向为

机械制造与自动化。

滚动轴承密封装置技术的研究

Study of Seal Technology of Antifriction Bearing

李军利Li Junli

（陕西工业职业技术学院，咸阳712000）（Shaanxi Polytechnic Institute ，Xianyang 712000，China

）摘要：密封技术主要研究内容，就是研究开发应用于不同工况下的相应密封装置，以及该密封圈材料与相应润滑脂的共融性等。本文主要

介绍滚动轴承常用的接触式与非接触式的外加密封形式的结构，性能及选用、

密封技术的发展趋势，不断提高轴承密封化技术，为提高轴承在不同工况下的使用寿命打下技术基础。

Abstract:Sealing technology includes corresponding sealing device under different conditions,and harmony of sealing material and appropriate grease and so on.This paper describes the structure,performance and selection of contact and non-contact external sealing and development tendency of sealing technology,and constantly improves the bearing seal technology,playing technological foundation for improving the life of bearing under different conditions.

关键词：外加密封；密封圈；共融性Key words:external sealing ；sealing ring ；harmony

中图分类号：TH133.3

文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2011）32-0030-02

增大，应变ε也相应的增大，直至断裂。在整个拉伸过程中没有明显

的屈服点，由此可判断材料呈现一定脆性，见图3。

在利乐纸盒抗压强度测试中，纸板受平压或侧压时，应变增加不大，当卸去载荷时，纸板又恢复到原来的状态；继续加压出现非弹性区，应变增加较大，并形成一个波谷；随着应力不断增加而产生最大应变；加压到一定程度后，纸板已不可能产生应变，而失去应力，此时的应力是纸盒所体现的抗压能力，见图4。3总结

3.1材料的耐折度，

挺度、撕裂度、拉伸强度、环压强度等性能受纤维排列方向影响较大，这主要是由于纤维在纵向与横向中分子微粒间的结合力不同，进而造成一些机械性能在方向上的差异，但戳

穿强度、耐破度所受的影响较小[3]

。

3.2在弹性形变发生时，组成纤维的分子微粒彼此之间的相对位置发生了变话，整个纤维的形状也发生了变化，使得利乐复合材料的弹性形变具有非线性特征；而在塑性变形发生时，随着纤维接触面分子键的破坏，纤维发生不逆转移动，形成永久变形，无法恢复。

3.3本文通过试验获得了利乐复合材料的力学特性及其抗压强度的σ-ε曲线，对进一步研究建立利乐包装力学模型奠定了理论基础。

参考文献：

[1]王莉.利乐包的印制及回收工艺探讨[J].包装工程2006:79-81.[2]郭彦峰，许文才.包装测试技术[M].化学工业出版社，2006，03.[3]Sek M,Kirkpatrick J.Characteristics of Corrugated Fiberboard as a Cushioning Material in Protective Packaging [C].Proceedings of 10th IAPRI World Conference on Packaging,Australia,Melbourne,1997：

257-266.

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