高昊宇+張惠忠+劉琳琳

瓦楞紙箱對包裝物有良好的保護功能，紙箱的規(guī)格與尺寸易變更，能適應各種類型的裝潢印刷，封箱、捆扎方便，運輸費用低，易于實現(xiàn)包裝與運輸?shù)臋C械化及自動化，且廢箱可回收利用，節(jié)能環(huán)保。然而瓦楞紙箱的強度有局限性，運輸中易被堅硬內裝產品磨損甚至磨破，從而喪失保護產品的功能，目前均采用給紙箱內置發(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。

瓦楞紙箱磨損原因及危害

生產生活中的許多產品都具有體積大、質量重、棱角堅硬、結構不規(guī)則的特點，例如音響、微波爐、空調、爐灶等家電以及某些機械產品。這些產品在運輸過程中不可避免的會與粗糙瓦楞紙箱表面接觸且產生相對運動，任何兩個接觸表面相對運動都會產生摩擦，因此紙箱和產品會產生摩擦效應。若運輸過程中振動較大，則由于機械作用，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產品的功能，繼而導致產品損壞，因此用來包裝此類產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，化學性質穩(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，依舊會習慣性隨手丟棄，造成白色污染。廢棄塑料所產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.填充紙質材料

使用瓦楞紙板、蜂窩紙板等紙質材料，做成形狀各異的折疊式緩沖結構，它雖然解決了對環(huán)境的污染問題，但這些結構設計工作量大，生產成本高，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品，若產品到達經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輸中途或零售前更換新包裝，這樣會導致包裝及運輸成本增加。

涂布抗磨損瓦楞紙箱

瓦楞紙箱涂布工藝是近年來在發(fā)達國家興起的一項新技術，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品對紙箱造成的磨損破壞。

涂布抗磨損瓦楞紙箱的紙板結構如圖1所示?？鼓p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，達到抗磨損效果。其生產流程如圖4所示：抗磨損瓦楞紙板的質量標準有很多指標，比如紙板的邊壓強度、耐破度、黏合強度、戳穿強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表層，通常由箱板紙經特種涂料涂布而成?？鼓p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表面黏性增大，進而阻尼增大，即：包裝件振動時，產品接觸紙箱內表面，振動能量會耗散在紙張內表面阻力中，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，內裝產品與紙箱接觸發(fā)生相對運動時，由于紙箱內表面粗糙，因此滑動摩擦力大，紙箱易被堅硬有棱角的產品摩擦甚至磨損。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，進而滑動摩擦力減小，紙箱則具有了一定抵抗產品磨損的效果。

此外，涂布技術主要有刷式涂布、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，所用機器為達成集團在美國引進的MRC-1000型大型精密涂布設備。涂布機的涂布原理是，將整卷原紙表面定量涂布抗磨損涂料，經過幾組調壓滾輪擠壓，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層，如圖5所示。該型涂布機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，即便運輸過程中產品和紙箱碰撞刮掉內表面的抗磨損涂層，但內表面紙張纖維淺表層已經被涂料充滿填平，因此能有效抗磨損。

市場現(xiàn)狀及發(fā)展預測

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

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

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

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