Пакетирующей оболочкой называется гибкое средство обвязки транспортного пакета, выполненное из тонколистового (пленочного) материала (полимерной пленки, ткани, бумаги и др.). Это разновидность обвязок. Их характерной особенностью является то, что они полностью покрывают сформированный пакет, обеспечивая как его скрепление, так и защиту содержимого от воздействия негативных факторов внешней среды (влаги, пыли и др.). Широкое распространение данные средства пакетирования получили с появлением термоусадочных и растягивающихся полимерных пленок.
     Термоусадочными называются полимерные пленки, способные сокращаться под воздействием температуры, превышающей температуру размягчения полимера.

     Термоусадочные пленки получают растяжением полимерного материала, нагретого до высокоэластичного состояния, с последующим охлаждением. Следствием этого являются направленная ориентация молекулярных цепей полимера и возникновение в них напряжений. При последующем охлаждении и затвердевании эти деформации в результате и напряжения стеклования, и кристаллизации фиксируются в материале. При повторном нагревании в таких пленках протекают релаксационные процессы, и они стремятся вернуться к своим первоначальным размерам. Эту способность обратного возвращения называют "памятью полимера" или термоусадкой.
     Термоусадочные пленки могут быть изготовлены из многих кристаллизующихся термопластов, в том числе из полиэтилена низкой и высокой плотности, полипропилена, сополимеров этилена с винилацетатом, поливинилхлорида, сополимеров винилиденхлорида и винилхлорида (повидена), полистирола, гидрохлорида полиизопрена (эскаплена) и др.
     Наибольшее распространение получили термоусадочные пленки из полиэтилена низкой плотности, обладающие удовлетворительной механической прочностью в интервале температур от -50 до +50 0С, легко сваривающиеся, эластичные и инертные по отношению к большинству упаковываемых веществ и имеющие невысокую стоимость. Термоусадочные пленки из полипропилена в сравнении с полиэтиленовыми отличаются повышенной жесткостью и более высокими прочностными показателями. Они менее подвержены растрескиванию под действием остаточных напряжений, прозрачны, обладают пониженной проницаемостью по отношению к водяным парам и различным ароматическим веществам. Например, термоусадочная пленка из повидена представляет собойэластичный, высокопрозрачный, физиологически безвредный, паро- и газонепроницаемый материал, стойкий к маслам, жирам и многим другим агрессивным химическим веществам, и т.д.
     Термоусадочные пленки получают также на основе радиационно-модифицированного полиэтилена. Воздействие ионизирующей радиации в процессе изготовления термоусадочных пленок позволяет повысить их термостойкость, напряжение усадки, улучшить прочностные свойства.
     Важными характеристиками термоусадочных пленок являются степень усадки (коэффициент усадки) и напряжение усадки. Степень усадки характеризуют отношением линейных размеров образца до и после усадки.
     Как уже отмечалось, при производстве термоусадочных пленок в них фиксируются напряжения растяжения (ориентации) молекулярных цепей полимера. При нагревании пленки до высокоэластичного состояния эти напряжения освобождаются и, возвращая молекулярные цепи в исходное состояние, усаживают пленку. Если же воспрепятствовать процессу усадки приложением внешней силы, то можно измерить развиваемое пленкой усилие усадки.
     Напряжение усадки ?ус, возникающее в ориентированном материале при его нагревании, определяется отношением силы усадки к поперечному сечению образца пленки до усадки и выражается в МПа. Напряжение усадки зависит от температуры и продолжительности нагрева пленки. При невысокой температуре нагрева для усадки пленки требуется больше времени, а при высоких температурах-время усадки может быть незначительным. В зависимости от степени усадки в продольном и поперечном направлениях различают пленки одноосно- и двухосно-ориентированные. Одноосно-ориентированные пленки усаживаются преимущественно в одном направлении: например, в продольном на 50-70 %, а в поперечном - на 10-20 %. Двухосно-ориентированные пленки сокращаются в обоих направлениях с одинаковой или различными степенями усадки: например, в продольном направлении на 50-60 %, а в поперечном - на 35-45 %.
     В зависимости от метода производства и требований потребителей термоусадочные пленки выпускаются толщиной от 20 до 250 мкм с предельным отклонением по толщине не более ± 20 % от заданной. Поставляются они рулонами в виде рукава, полурукава или полотна. В процессе производства эти пленки могут быть модифицированы разного рода добавками, придающими им специальные свойства, в том числе ингибиторами коррозии (защищают от коррозии металлические изделия), светостабилизаторами (увеличивают срок службы на открытом воздухе), окислителями избирательного действия и антиоксидантами (повышают долговечность пленок), окрашивающими пигментами и другими веществами, например, исключающими при усадке прилипание пленки к полимерным пакетируемым изделиям.
     В оболочку из термоусадочной пленки могут помещаться единичные изделия, группа изделий или упаковочных единиц, а также транспортные пакеты или блок-пакеты на поддонах или без них. Для получения укрупненных грузовых единиц из штучных изделий, тарно-штучных грузов (ящиков, мешков) или бандеролей на плоском поддоне или без него формируют многоярусный транспортный пакет или блок-пакет и скрепляют его плотно облегающей пакетирующей оболочкой, выполненной из термоусадочной пленки.
     Процесс пакетирования грузов оболочками из термоусадочной пленки включает следующие операции: формирование многоярусного транспортного пакета (по возможности с перевязкой) на поддоне или без него; обертывание пакета термоусадочной пленкой; сварку краев пленки и формирование пакетирующей оболочки или изготовление и одевание на пакет чехла; нагревание, усадку и охлаждение пакетирующей оболочки.
     Оболочки из термоусадочной пленки по конструктивному исполнению подразделяются на оболочки с отверстием сверху и оболочки зачехляющего типа, полностью покрывающие скрепляемый пакет
     Пакетирующие оболочки с верхним отверстием формируются из пленочного полотна, поступающего с двух вертикальных рулонов с соединением краев отрезков двумя (спереди и сзади пакета) вертикальными сварными швами (рис.1, а), или из надеваемого сверху на пакет отрезка рукавной пленки, поступающего с одного рулона (рис.1, б). При этом пленочное полотно по высоте значительно превышает высоту пакета Н, и при термоусадке выступающие края полотна затягиваются на сформированный пакет и закрывают сверху 50-70 % его поверхности.


     В частности, линия, скрепляющая пакеты полотном, поступающим с двух вертикальных рулонов, устанавливается обычно на конвейере 1 (рис. 2) технологического комплекса по производству самой продукции (например, кирпичей) и состоит из обандероливающего автомата 2 и термоусадочного устройства 3. В процессе ее работы транспортные пакеты 9, сформированные из уложенных на поддоны кирпичей, перемещаются с заданным шагом конвейером 1 и в процессе движения набегают на перегораживающее конвейер пленочное полотно, разматывающееся с двух вертикальных рулонов 4, и обтягиваются пленкой по передней и боковым сторонам.
     Далее за остановившимся пакетом смыкаются расположенные с двух сторон термосварочные линейки 5 и 6 и, обтягивая пакет пленкой по задней стороне, сваривают сопрягающиеся полотна между собой двойным вертикальным швом с одновременной разрезкой материала между швами. Затем сварочные линейки возвращаются в исходное положение, а пакет оказывается обтянутым пленкой по всему периметру и отделенным от полотна, натянутого поперек конвейера перед следующим пакетом. Далее перемещением конвейера на следующий шаг пакет подается в термоусадочное устройство 3 линии, содержащее вертикально перемещающуюся по колонне раму 7, несущую по внутреннему периметру лучевые нагреватели 8. Здесь в процессе перемещения рамы 7 с включенными нагревателями 8 вниз, оболочка нагревается по всей поверхности и усаживается, плотно обтягивая транспортный пакет. Далее с нижнего положения рама ускоренно поднимается в исходное положение, конвейер совершает следующий шаг, и цикл повторяется одновременно на двух позициях линии, а скрепленные транспортные пакеты 10 перемещаются конвейером на склад.
     Для скрепления транспортных пакетов пакетирующими оболочками зачехляющего типа из рукавной термоусадочной пленки изготавливаются чехлы путем соединения сварным швом верхних краев отрезка рукава. Затем такой чехол расправляют по периметру в прямоугольник, надевают сверху на сформированный на жестком основании (плоском поддоне) транспортный пакет так, чтобы нижний край чехла находился несколько ниже поддона, и усаживают нагревом. При этом пленка сокращается, нижний край чехла затягивается под низ поддона, и оболочка прочно скрепляет транспортный пакет со всех сторон (см. рис. 1, в). В частности, на автоматизированном пакетирующем комплексе модели FSA известной фирмы Mollers (Германия) этот процесс осуществляется следующим образом. В автомате-укладчике комплекса на плоском поддоне формируется из тарно-штучных грузов транспортный пакет и передается транспортером в зачехляющий автомат. Здесь захваты, находящиеся в верхнем положении рамы автомата, вводятся в нижний торец сматывающейся с рулона рукавной пленки, расправляют его в прямоугольник по размерам пакета и подачей внутрь через пальцы захватов сжатого воздуха раскрывают рукав. Затем перемещением рамы вниз пленочный рукав надевается на весь пакет, включая и высоту поддона. Далее пленка отрезается от рулона наверху пакета соответствующим механизмом и одновременно герметичным поперечным швом сваривается верх чехла. После этого захваты отпускают нижний край чехла и рама, перемещаясь вверх, осуществляет нагрев и усадку пленки с помощью включающихся газовых или электролучевых нагревателей, расположенных по внутреннему периметру рамы. В верхнем конечном положении рама останавливается и нагреватели выключаются. Затем скрепленный транспортный пакет удаляется, на его место устанавливается следующий, и цикл повторяется с производительностью от 14 до 120 пакетов в час.
     Этой же фирмой созданы технология и автоматизированные комплексы серии PKS, обеспечивающие бесподдонное формирование транспортных пакетов из грузов в мешках или в другой преимущественно мягкой упаковке и их скрепление термоусадочными оболочками зачехляющего типа. В процессе работы на столе автомата-укладчика этого комплекса формируется транспортный пакет из тарно-штучных грузов, последний верхний слой в котором укладывается неполным так, чтобы на краях по длине пакета оставались выемки на ширину вилочных захватов погрузчика. Затем сформированный пакет транспортером подается в зачехляющий автомат, где на него надевается с термоусадкою чехол так же, как и в рассмотренном выше комплексе модели FSA. Далее пакет перемещается на ротационную станцию, которая переворачивает его на 1800 так, что верхний слой с выемками по краям оказывается внизу пакета. Со станции пакет передается во второй зачехляющий автомат, где на него сверху надевается с термоусадкой контрчехол, выполненный из такой же рукавной пленки, что и чехол, и одновременно на нижних выемках пакета пленка чехла термопрофилируется под вилочные захваты. После этого готовый транспортный пакет (рис. 1, г) перемещается на позицию отгрузки. Такие транспортные пакеты характеризуются простотой исполнения, малым затратами на расходные материалы (термоусадочную пленку), отсутствием возвратных средств пакетирования, достаточной прочностью и герметичностью, допускающей их транспортирование и хранение на открытых транспортных средствах и площадках. Для повышения прочности дна пакета на верхний слой груза перед надеванием чехла может укладываться дополнительный лист пленки.
     Прочность пакетирующей оболочки определяется толщиной термоусадочной пленки и прочностными характеристиками полимера. При скреплении пакетов, сформированных на жестком основании (плоском поддоне, подкладной рамке), требуемая толщина пленки выбирается в зависимости от массы и габаритных размеров скрепляемого пакета, а также коэффициента трения между поверхностями пакетируемых грузов по одному из следующих графиков (рис. 3 и 4), полученных опытным путем.


     Для определения толщины полиэтиленовой термоусадочной пленки по методике, учитывающей массу и габаритные размеры скрепляемого пакета, вначале вычисляют среднюю плотность (Рср) пакета. Затем по графику, приведенному на рисунке 3, в зависимости от значения Рср определяют толщину пленки, которая является оптимальной при перевозке данного пакета одним видом транспорта. При перевозке этих пакетов с перевалками или смешанным транспортом (например, железнодорожным и водным) определенную по графику толщину пленки следует увеличить на 0,02-0,03 мм.
     Требуемую толщину полиэтиленовой термоусадочной пленки можно определить также по графику, приведенному на рисунке 4, исходя из массы скрепляемого пакета (М) и коэффициента трения (fтр) между сопрягающимися поверхностями пакетируемых штучных изделий (плит, листов, кирпичей, черепицы и др.) или тарно-штучных грузов (в мешках, ящиках, бандеролях и т.д.).
     Оболочками из термоусадочной пленки скрепляют пакеты с продукцией (в упаковке или без нее), обладающей механической прочностью, достаточной для транспортирования и штабелирования пакетов. Исходные размеры оболочки должны быть при этом такими, чтобы в процессе усадки пленки не реализовывалась максимальная степень ее усадки, так как при этом резко уменьшается остаточное напряжение усадки. Оболочка после усадки должна плотно обтягивать транспортный пакет и не иметь механических повреждений.
     Содержащиеся на ней сварные соединения должны обладать прочностью при растяжении не менее 11 МПа (110 кгс/см2). Не допускается применять термоусадочные оболочки для продукции, поверхность которой покрыта смазкой, а также для продукции в упаковке из полимерных материалов, температура плавления которых ниже или равна температуре плавления термоусадочной пленки. Не допускается также приваривание оболочки к пакетируемой продукции или ее упаковке.