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        瓦楞紙箱涂布抗磨損新工藝研究

        2016-10-27 10:02:40高昊宇張惠忠劉琳琳
        今日印刷 2016年10期
        關(guān)鍵詞:瓦楞紙箱紙板紙箱

        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

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