高昊宇+張惠忠+劉琳琳

瓦楞紙箱對包裝物有良好的保護(hù)功能，紙箱的規(guī)格與尺寸易變更，能適應(yīng)各種類型的裝潢印刷，封箱、捆扎方便，運(yùn)輸費用低，易于實現(xiàn)包裝與運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化及自動化，且廢箱可回收利用，節(jié)能環(huán)保。然而瓦楞紙箱的強(qiáng)度有局限性，運(yùn)輸中易被堅硬內(nèi)裝產(chǎn)品磨損甚至磨破，從而喪失保護(hù)產(chǎn)品的功能，目前均采用給紙箱內(nèi)置發(fā)泡塑料的方法解決，這不符合環(huán)保要求。本文介紹了一項利用涂布工藝實現(xiàn)瓦楞紙箱抗磨損功能的新技術(shù)。

瓦楞紙箱磨損原因及危害

生產(chǎn)生活中的許多產(chǎn)品都具有體積大、質(zhì)量重、棱角堅硬、結(jié)構(gòu)不規(guī)則的特點，例如音響、微波爐、空調(diào)、爐灶等家電以及某些機(jī)械產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中不可避免的會與粗糙瓦楞紙箱表面接觸且產(chǎn)生相對運(yùn)動，任何兩個接觸表面相對運(yùn)動都會產(chǎn)生摩擦，因此紙箱和產(chǎn)品會產(chǎn)生摩擦效應(yīng)。若運(yùn)輸過程中振動較大，則由于機(jī)械作用，包裝物會使紙箱發(fā)生材料脫落、破洞等磨損現(xiàn)象，最終使紙箱喪失保護(hù)產(chǎn)品的功能，繼而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞，因此用來包裝此類產(chǎn)品的材料必須具備良好的抗磨損性能。

解決紙箱磨損問題的措施

1.填充緩沖襯墊

包裝廠在紙箱的上下兩層及4個棱邊均放置厚厚的塑料緩沖材料，如可發(fā)性聚乙烯泡沫塑料（EPE）、可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）等，以避免產(chǎn)品和瓦楞紙箱接觸。

然而，塑料泡沫及其添加劑均屬于高分子材料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般不能自行降解，容易形成永久性垃圾。個別發(fā)泡塑料雖可降解，但降解成本高、耗時長，且多數(shù)消費者并無集中處理此類塑料的概念，依舊會習(xí)慣性隨手丟棄，造成白色污染。廢棄塑料所產(chǎn)生的污染是社會可持續(xù)發(fā)展的一大公害，特別是一次性塑料包裝材料的廢棄物量大、分散、臟亂、很難收集。其中一部分隨生活垃圾進(jìn)入處理系統(tǒng)，而另一部分被隨意丟棄，散落在地面，污染城市市容，破壞生態(tài)環(huán)境。

2.填充紙質(zhì)材料

使用瓦楞紙板、蜂窩紙板等紙質(zhì)材料，做成形狀各異的折疊式緩沖結(jié)構(gòu)，它雖然解決了對環(huán)境的污染問題，但這些結(jié)構(gòu)設(shè)計工作量大，生產(chǎn)成本高，倉儲體積大。

3.更換新的瓦楞紙箱

顧客購物時都會選擇包裝完好的產(chǎn)品，若產(chǎn)品到達(dá)經(jīng)銷商手中時紙箱破損，將會增加銷售難度，因此往往有人會在運(yùn)輸中途或零售前更換新包裝，這樣會導(dǎo)致包裝及運(yùn)輸成本增加。

涂布抗磨損瓦楞紙箱

瓦楞紙箱涂布工藝是近年來在發(fā)達(dá)國家興起的一項新技術(shù)，該工藝是通過對瓦楞紙箱涂布涂料的方式實現(xiàn)紙箱防水、防潮、防霉、防腐、防靜電、防劃傷等功能。本文介紹的抗磨損紙箱內(nèi)部不放置任何塑料緩沖材料，而是通過涂布抗磨損涂料來抵抗特種產(chǎn)品對紙箱造成的磨損破壞。

涂布抗磨損瓦楞紙箱的紙板結(jié)構(gòu)如圖1所示。抗磨損瓦楞紙板大體由3部分組成：面紙層、瓦楞紙層、耐磨里紙層（由里紙層與涂料層組成）。面紙層為一定克重的牛皮紙、箱板紙、美卡等。瓦楞紙層由瓦楞芯紙經(jīng)瓦楞輥壓制而成。耐磨里紙層是在箱板紙（或其他紙基材料）的表面涂布了抗磨損涂料，達(dá)到抗磨損效果。其生產(chǎn)流程如圖4所示：抗磨損瓦楞紙板的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有很多指標(biāo)，比如紙板的邊壓強(qiáng)度、耐破度、黏合強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度以及紙板耐磨性等，其中紙板耐磨性尤為重要。

耐磨里紙即為抗磨損瓦楞紙板的內(nèi)表層，通常由箱板紙經(jīng)特種涂料涂布而成。抗磨損瓦楞紙箱的耐摩擦磨損性能主要取決于耐磨里紙。而里紙之所以具有耐磨性能，是由于表面和纖維淺表層附有抗磨損涂料，該涂料能增強(qiáng)紙箱抗磨損功效的原因主要是：

第一，該涂料的主要抗磨損成分為石蠟和烴蠟，液體石蠟熱穩(wěn)定性較好，用量較多時制品易發(fā)黏，因此給瓦楞里紙涂布一定量涂料可使得紙箱內(nèi)表面黏性增大，進(jìn)而阻尼增大，即：包裝件振動時，產(chǎn)品接觸紙箱內(nèi)表面，振動能量會耗散在紙張內(nèi)表面阻力中，從而減弱振動對紙箱造成的破損。

第二，瓦楞里紙表面粗糙多孔，內(nèi)裝產(chǎn)品與紙箱接觸發(fā)生相對運(yùn)動時，由于紙箱內(nèi)表面粗糙，因此滑動摩擦力大，紙箱易被堅硬有棱角的產(chǎn)品摩擦甚至磨損。涂布涂料后，紙張表面形成了連續(xù)平滑的薄膜，且液體石蠟作為涂料的主要成分，本身具有良好的潤滑效果。此時，紙張表面由粗糙多孔變?yōu)楣饣B續(xù)，摩擦系數(shù)大大降低，進(jìn)而滑動摩擦力減小，紙箱則具有了一定抵抗產(chǎn)品磨損的效果。

此外，涂布技術(shù)主要有刷式涂布、刮刀涂布、氣刀涂布、薄膜壓榨涂布、噴霧涂布、簾式涂布和輥式涂布等。各種涂布技術(shù)及其主要特點見表1。本文中耐磨里紙采用輥式涂布方式，所用機(jī)器為達(dá)成集團(tuán)在美國引進(jìn)的MRC-1000型大型精密涂布設(shè)備。涂布機(jī)的涂布原理是，將整卷原紙表面定量涂布抗磨損涂料，經(jīng)過幾組調(diào)壓滾輪擠壓，同時用160℃～170℃高溫瞬時烘干，涂料中水分蒸發(fā)的同時，有效成分被紙張表面吸收，在紙張的淺表層形成了新的物質(zhì)層，如圖5所示。該型涂布機(jī)涂布方式較之于其他方式的優(yōu)勢在于，其涂布過程采用高溫高壓，此時涂料中的有效成分不僅僅覆蓋在紙基材料的表面，也存在于纖維淺表層。這樣一來，即便運(yùn)輸過程中產(chǎn)品和紙箱碰撞刮掉內(nèi)表面的抗磨損涂層，但內(nèi)表面紙張纖維淺表層已經(jīng)被涂料充滿填平，因此能有效抗磨損。

市場現(xiàn)狀及發(fā)展預(yù)測

這款新產(chǎn)品可用客戶群主要有：冰箱、空調(diào)、音響、微波爐等質(zhì)量重、堅硬有棱角的家電產(chǎn)品，另外可用于不方便使用緩沖襯墊的大型機(jī)械零部件包裝等。

“抗磨損涂布瓦楞紙箱”是一項全新的高科技產(chǎn)品，目前國內(nèi)并無企業(yè)生產(chǎn)此種功能性紙箱，也無高校針對該方面進(jìn)行研究。

通過涂布達(dá)到紙箱抗磨損效果的方式，能夠避免采用可發(fā)行泡沫塑料襯墊達(dá)到這一效果所產(chǎn)生的白色污染。該新型抗磨損紙箱屬于綠色產(chǎn)品，不含重金屬等污染環(huán)境的物質(zhì)，廢箱可回收利用，符合當(dāng)代社會低碳環(huán)保的理念及產(chǎn)品出口歐美市場的要求。因此，該新型產(chǎn)品具有光明的發(fā)展前景。

作者單位：西安理工大學(xué)印刷包裝與數(shù)字媒體學(xué)院、達(dá)成包裝制品（蘇州）有限公司