浅谈塑料编织包装发展

陈培忠 王克俭

（北京化工大学机电工程学院成型制造研究中心）

一、引言

塑料编织袋，又称蛇皮袋。我国从 19世纪60年代末开始出现塑料编织袋，凭借自身使用方便和价格低廉的特点，它发展的十分迅速，从刚开始的单一普通高密度聚乙烯（HDPE）塑料编织袋，发展到目前以高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）和聚酯（PET）为原材料的数十种规格的塑料编织袋。无论是在农产品包装还是在建筑包装上都能看到它。甚至在食品包装上，也闪现着它的身影。

目前的塑料编织袋的工艺流程主要是把原料通过挤出、拉伸成扁状丝带，再经织造、制袋，最后经过检验合格后流入我们的日常生活。

二、编织工艺简介

编织工艺历史极其悠久，主要是使用长条扁状的材料经过规律性交织、组合来制作出想要的图纹和形状的工艺。

传统编织工艺所用的材料主要是天然的植物纤维，如茎、叶、枝条等。不仅具有取材方便、用途广泛的优点，而且无论是取材或是产物都具有环保这一特性。

目前编织工艺按其用料来分，可以分为传统的竹草编、织锦编以及近代出现的塑料编织；按技法分，可以分为平织、斜织和朱子织。

1. 按用料分

竹编和草编拥有悠久的历史，伴随着人类的出现而出现。竹编所用的材料为竹丝，其断面皆为矩形。竹编对于材料的粗细和厚薄都有严格的要求，主要工艺为起底、编织、锁口。随着科技的发展，目前竹编最为重要的作用已经不是用来承载或是包装物品，而是其中蕴含的文化价值。

草编是利用各地的草，编织成生活中各式各样的物品，如提篮、果盒和草席等。常用的草编工艺方法有平编、绞编和拧编。和竹编一样，草编的主要作用也是文化价值和传承价值。

织锦编工艺是用染好色的经纬线，经提花、织造等工艺进行相应织物的编织。织锦产物主要用于服饰用品，也有用于物品的包装，如棉袋、锦袋。

塑料编织工艺主要是把经挤出的塑料扁丝进行经纬编织得到一系列产物，如塑料编织袋、塑料编织布、遮阳蓬等。目前塑料编织物的作用是用于物品的包装、储存和运输等，不仅方便快捷，更经济实惠。

2. 按技法分

平织是指一根经线压一根纬线的编制方法，也是最简单、最常见的编制方法。特点是牢固耐摩擦，而且正反面一致；

斜织是单根纬线和双根经线交错叠加，从而形成表面看起来像平行的斜纹线。特点是分别由五根以上的经纬线进行编织。特点是柔软性好，但不耐磨和拉扯。

三、塑料编织袋的原料

塑料编织袋属于塑料制品，按原材料的不同可以分为：聚乙烯塑料编织袋和聚丙烯塑料编织袋和聚酯编织袋。

1. 聚乙烯

聚乙烯（Polyethylene，PE）是一种热塑性塑料，一般为白色颗粒状或粉末状，可以燃烧，具有良好的电绝缘性与耐低温性，及较好的耐酸碱性。PE主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，同时也作为电视、雷达等的高频绝缘材料。

聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。如果是在高压高温（100-300MPa，190～210℃）且过氧化物催化条件下发生自由基聚合反应，生产出低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene，LDPE），俗称高压聚乙烯。它具有支链化合结构，密度较低，材质最软，具有较好的伸展性、电绝缘性、透明度及耐冲击强度。但是机械强度、耐热性、耐环境应力开裂性较差。主要用在塑胶袋、农业用膜等。

然而，如果在中等压力（约1.5～3.0 MPa）及有机催化条件下进行Ziegler-Natta聚合反应，就可以生成高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE），俗称低压聚乙烯，具有较高的耐温性、耐油性及耐蒸汽渗透性；同时具有抗环境应力开裂性，电绝缘性，抗冲击性与耐寒性。主要应用于吹塑、注塑等领域。这两种聚乙烯都可以作为塑料编织袋的原料其主要性能差别如表1。

表1 LDPE与HDPE性能差别

2. 聚丙烯

聚丙烯（Polypropylene，PP），是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。工业产品以等规聚丙烯（甲基排列在分子主链的同一侧）为主要成分同时也包括丙烯与少量乙烯的共聚物，一般是半透明的无色固体。结构规整结晶度高，因而具有较高的熔点（167℃）与热变形温度（100℃），可以使用蒸汽消毒；表面刚度与抗划痕特性也很好；不存在环境应力开裂问题。同时，聚丙烯的密度较小，是最轻的通用塑料之一。

聚丙烯的缺点是不耐低温，冲击性差，较易老化，但可过改性予以克服。改性方法可分为物理改性与化学改性。物理改性主要是通过向聚丙烯聚体中加入其他材料或有特殊功能的添加助剂，经混合混炼制得具有优良性质的聚丙烯复合材料；化学改性则是通过接枝嵌段共聚向聚丙烯大分子链中引入其他组分，以交联剂、成核剂、发泡剂进行改性，提高聚丙烯的耐热性、抗冲击性及抗老化性。

目前，聚丙烯主要用于各种丙纶纤维的生产，来生产编织袋、打包袋、注塑制品及各种电器的阻燃零部件。

3. 聚酯

聚酯是多元醇和多元酸缩聚而成的聚合物的总称，包括聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）等热塑性树脂，聚酯主要指的是PET。PET一般为乳白色结晶聚合物，由于酯键的存在，它容易在水蒸气、强酸和强碱作用下发生分解。与聚乙烯聚丙烯所制得的编织袋相比，它具有以下优点：

（1）PET扁丝拉伸强度更大，在同等承重条件下所需的材料更少；

（2）PET扁丝抗老化能力强，生产过程中不需要添加任何抗紫外线的添加剂；

（3）PET耐低温，不用担心塑料袋在寒冷的时候出现冷脆破皮。

由于聚酯的这些优越性能，聚酯（PET）必将拓宽塑编的应用领域，满足大家对塑编产品的新需求。

四、塑料编织袋生产工艺流程

塑料编织袋的生产工艺流程根据有无复合内膜可以分为普通编织袋生产工艺、二合一编织袋工艺和三合一编织袋工艺。

（1）普通编织袋工艺流程：

（2）二合一编织袋工艺流程：

（3）三合一编织袋工艺流程：

由上述工艺流程可知，整个生产过程都必须经过拉丝、织布、印刷、切缝和打包工序，其中最重要的便是拉丝和织布工序。而对于有内膜要求的编织袋则可以在缝口前时加入内衬膜制袋。因此整个生产过程可分为如下几道重要工序：

1. 拉丝

拉丝工序：原料进入挤出机后，通过外部加热和螺杆与机筒的剪切作用下，物料熔融塑化，然后在模头处定压、定量的挤出成薄膜。

成型的薄膜经水冷后，经刀片切割成所需规格的胚丝。

胚丝在固定牵伸倍数的烘箱中拉伸成扁丝，然后扁丝在热定型辊子上进行定型，最后经卷绕系统收卷成型。

当绕丝管达到所需规格时便进行换管并对产物进行检验。

对扁丝的性能指标的检验主要从物化改性、物性流变、机械性能和公差尺寸四方面进行。

物化改性指标主要有共混改性，混配比，废旧再生料掺混比，功能助剂添加比等；物性流变指标主要有牵伸比，吹胀比，牵伸比，回缩比；机械性能指标主要有拉断力，相对拉断力，断裂伸长率，线速度，线密度偏差；公差尺寸指标主要有扁丝厚度和宽度等。

这些性能指标的标准都应该严格遵循 GB/T 8946-2013塑料编织袋通用技术要求。

2. 织布

织布工序是把收卷好的扁丝通过圆织机编织成布的工艺过程，主要工艺流程图如下图所示。

首先，扁丝按使用方式可以分成经线和纬线。经线位于经纱架上，经线从经纱架的每排纱锭下引出，从经纱架的瓷孔→第一竖形板→压线棍→送径导棍→导丝棍→第二竖形板→导丝棍→磁孔→张力杆→棕丝→圆钢扣→定径环→预留布基。然后把纬纱装入梭库中，开启机器，梭子在推动力作用下作圆周运动，与经纱架供应的经线与紧密配合，从而编织成圆筒型平织物。最后经过牵引装置牵引至导向辊后，被经纱架后的收卷装置缠绕，当缠绕卷直径达要求时，进行卸卷，把织布送进下道工序。

织布工艺的性能指标主要是编织布密度和单位面积质量。编织密度是指在织布面积为100 mm×100 mm的经纬纱的根数。常用的编织布密度是 36×36根/10 cm，40×40根/10 cm，48×48根/10 cm。编织布的单位面积质量的决定因素是经纬密度和扁丝的厚度，主要以平方米克重数来表示的，它不仅影响编织布的拉伸强度，载荷能力等，同时也影响企业生产成本。织布的其他技术指标还有手感、幅宽和拉伸负荷等，在新国标中也对他们进行了规范处理。

3. 涂复

涂复工序是采用热熔挤出涂复的生产原理，以聚丙烯树脂或聚乙烯树脂、编织布、纸袋纸、BOPP膜为原料；双工位放送机以塑料编织布、纸袋纸或BOPP膜为基材，通过自动纠偏机构和张力调整机构，将基材均匀传至涂膜机。

进入涂膜机前经预热辊驱潮、展平，若涂三合一布则同时从另一侧放送纸或者BOPP膜传至涂膜机。同时将涂膜级聚乙烯或聚丙烯树脂在挤出机中熔融塑化挤出流延薄膜，在复合冷辊与硅胶辊的滚压作用下与基材粘合为一体制成塑/布二合一、布/塑/纸或 BOPP膜三合一制品，制品经切边刀修齐边幅，由卷取机进行卷取，按工艺要求定时换卷。

4. 制袋

制袋工序是复合袋生产的重要工序，直接影响到产品好坏。以二合一（塑/布）复合编织平布或三合一（纸/塑/布）复合编织平布作为基材，通过印刷机连续印刷后，经成型版制成筒状；三合一袋需叠 M 边墙则按工艺要求将插轮顶到袋边形成M边墙，并牵引至切袋装置，同时将聚乙烯或聚丙烯树脂在挤出机中熔融塑化，通过模头挤出圆料条喷射到复合编织平布预留粘边处，在冷辊的滚压作用下使基材进行中缝粘合而成圆筒状袋体，再连续切割制成袋片。对于复膜冷切割袋，一般采用卷边处理。

5. 印刷

塑编印刷工序是将所需要的图文经印刷机印刷至编织袋上，目前主要的印刷方式有丝网印刷、平版印刷、凹版印刷和凸版印刷。丝网印刷时，通过加压使油墨通过印版上的孔眼转移到塑料编织袋上，形成与所印原稿一样的形状。这种方法适用于小批量编织袋的生产。对于大批量编织袋印刷来说，凹版印刷更具优势。凹版印刷时，整个印版表面涂满油墨，然后用刮墨机构把不需要的油墨去除干净，使油墨只存留在所需图文上，再经挤压力作用下把油墨转移到编织袋上。这种方法所印的图文更具凹凸感，线条清晰，质量高，但是它的印刷造价昂贵，用油墨量大。

与凹版印刷相似，凸版印刷也是通过压力把印刷版上的油墨转移到编织袋上，不同之处在于印刷版是往里凹还是往外凸。通过凸版印刷的编织袋图文印刷比较不清晰，而且还容易脱落，但是它的优势是成本低，对于印刷要求不高的编织袋可以采用这种方法。

新国标中对所印刷的标志做了规范，主要有厂址、厂名、批号、防晒、防热等，而对于印图文的位置，清晰度和色彩等并没有相关的标准，因此只要印刷清晰，美观即可。

6. 缝纫

缝合工序是制袋的最重要，最关键的工序，其中的缝合强度更是检验产品性能的重要指标。在国家标准中，明确了缝边向和缝底向的拉伸负荷。影响缝合强度的主要因素是缝合线的种类和型号，针距大小，线迹，卷边或折边缝合线到袋边的尺寸，热切和冷切方式等。

7. 打包

打包工序将袋子平整地摆放在压力板上，三合一复合袋每25条一颠一倒热封胶条处露出，二合一复合袋上口与底对齐，然后最上层再铺好一层包装皮，打包机螺杆向下运动，给袋子施加压力压平，穿上2条至3条打包带，用手拽紧，穿上打包扣用打包钳夹紧。

五、有关塑料编织袋的标准

1. 《塑料编织袋通用技术要求》

我国首次提出塑料编织制品的标准是在1988年，随后在1998年对其进行修改，最近一次进行修改为2013年，目前使用的标准是GB/T 8946-2013塑料编织袋通用技术要求。该标准主要规定了塑料编织袋的术语和定义、分类、型号、规格、命名、标识和检验规则等一系列标准，适用于以聚丙烯、聚乙烯和聚酯等树脂为原材料的塑料编织袋。

2. 《危险货物塑料编织包装抗老化试验方法》

GB/T 22411-2008危险货物塑料编织包装抗老化试验方法，该标准规定了危险货物塑料编织包装暴露于荧光紫外/冷凝型试验仪的实验方法。标准中试验仪器可以模拟样品在实际使用过程中由阳光、雨露等引起的老化作用，从而进行样品的抗老化能力检验。

六、塑料编织物应用

塑料编织物是生活中常见的包装工具，不仅使用方便而且价格低廉，目前主要应用于工农业包装、工程材料和食品包装中。

1. 工农业产品包装袋

在工农业上，塑料编织物主要对工农业产品的包装，如建筑中对建材的包装、化工生产中原料和产物的包装。同时施工过程中围栏网罩也是用的塑料编织物。在农产品包装中，塑料编织物使用范围更加广泛，无论是水产品包装、牲畜饲料的包装还是瓜果棚的遮阳防风，都离不开它。

2. 工程应用

塑料编织物广泛的应用在水利、电力、公路、矿山建筑等的工程建设中。在这些工程中，土工合成材料，同时防洪编织袋在抗洪救灾中起着关键作用。

3. 食品包装

在日常食品包装中，塑料编织袋主要有：大米包装袋、面粉包装袋、玉米包装袋等。

七、塑料编织袋的未来

随着科技的发展，塑料编织袋的生产状况已经由最初的“包装不足”转为了“包装过度”。包装材料的大量使用与废弃对空气、土壤、水体造成了严重的污染。对塑料编织制品从原材料的选择到生产加工、包装制品与废弃物的处理进行调节，实现“绿色包装”。如进行减量化包装；使用可重复利用或回收再生材料；提高废弃物的可降解等等进而实现绿色生态与可持续发展是当前热门且重要的研究方向。