《包装材料学》期末复习资料.docx
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1、一、纸包装材料纸:所谓纸,就是从悬浮液中将植物纤维、矿物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物沉积到适当的(专门)成形设备上,经过干燥制成的平整、均匀的薄页(片状物)。纸包装:以纸和纸板为材料制成的称为纸制品着色可以使产 品绚丽多彩,提高包装产品的商业价值。包装。L造纸术的创造蔡伦于公元105年创造了造纸术。2 .传播朝鲜(381)日本(610)阿拉伯(751)欧洲(1150)美国(1690)加拿大(1803)3 .开展 造纸方法自动化 品种15000种以上 产量与消费量三、纸包装材料的特点/原料来源广,生产本钱低;,保护性能优良;/加工贮运方便;/印刷装潢适性好;/平安卫生;/绿色环保;/复合加工
2、性能好。四、纸包装在包装工业中的地位(1)用于包装的纸和纸板占纸和纸板总产量的50%;(2)在所有包装材料中纸包装占50%; 1.2包装纸和纸板的种类 1.2包装纸和纸板的种类纸袋纸是一种工业用纸,用于制作纸袋,供水泥、化肥、农药等包装之用。纸袋纸要有高的 强度,以保证装袋及输过程中纸袋不破损。要求物理强度大,强韧,具有良好的防水性能, 具有一定的透气性。是用硫酸盐木浆抄制的高级包装纸,具有高施胶度,坚韧结实似牛皮而得名。定量:30-100g/m2分A、B、C三个等级。有单面光、双面光、条纹纸等品种;有漂白牛皮纸和本色牛皮纸(黄褐色)。牛皮纸的特点:(3)产品 聚偏二氯乙烯PVDC涂布纸一食品
3、包装防水防潮、阻气、保香、耐油、耐化学药品、热封、适印性能良好。4 .热融涂布(淋膜纸板)涂布液:将石蜡、沥青、热融树脂等在热融状态下直接涂于纸面,冷却后形成光滑、连续 的薄膜。(2)性能特点 不用溶剂(或分散剂),不需干燥,本钱低; 防水,防潮,阻隔性能良好,隔热; 黄油、奶酪、冷冻食品、肉类等包装.5 .挤压涂布涂布液:将树脂在挤出机上挤出薄膜,然后与纸复合,并经冷却而制得。性能特点:防潮、阻隔性能良好、热封方法:将不同药剂分散在一定浓度的粘合剂或溶剂中,然后涂布在纸面上,获得功能不同的 包装纸。有时为了不使药剂有效成分穿过纸页逸散,涂布药剂前先在纸的另一面进行涂蜡或 树脂涂布处理。将功能
4、型药剂涂布于纸面,使纸和纸板具有特定的包装防护作用 L防锈纸金属锈蚀损失约占每年生产总量的10% ,更为严重的是锈蚀会使精密仪器失灵、甚至报废。将防锈剂(苯甲酸钠或亚硝酸二环己胺)溶于蒸储水或有机溶剂中配制成防锈液,然后再浸涂、刷涂在原纸上,干燥之后 即得防锈纸。分为接触型和气相型。(1)抗菌保鲜纸用保鲜剂与粘合剂等制成涂料,涂布纸上制成抑制微生物与细菌生长包装纸,能显著延长被 包装食品的货架寿命。保鲜剂种类:有机、无机和天然抗菌 葡萄保鲜纸(Na2s。3、Na2s2O5、NaOH、MgCI2)天然植物提取物-柠檬草、肉桂、丁香草、牛至、百里香、芳香草等提取抗菌活性成 分香芹酚、百里香酚、丁香
5、酚和肉桂醛(2)防霉纸(2)防霉纸3 .防虫纸包装大米、面粉、字画、棉麻、羊毛类织品,使其免受昆虫等的破坏。平安型:除虫菊脂和胡椒基丁酸高效型(有毒,对人畜有害,残存性强,现在很少采用):艾氏剂、狄氏剂、恩氏剂、二嗪农和六氯化苯(六氯环己烷).真空镀膜包装材料及应用(1)真空镀膜包装材料的应用国内年产量约5075万t,生产厂家约200多家。主要用于卷烟、糖果、饼干、冷冻 食品、医药、乳制品包装及印刷制品等领域。性能与用途:装饰、高阻隔性能.真空技术基本知识(1)真空低于一个大气压的气体状态即称为真空。真空区域的划分粗真空0.1lOOkPa低真空0.1lOOPa高真空0.1lO-pa(镀膜真空)
6、超高真空V 10-6pa(2)真空镀膜与分子的平均自由程(人)在真空镀膜时,为了获得高质量的镀膜,希望蒸发出来的粒子直接飞到基材外表之前而 不要与其它粒子碰撞,以获得较高的能量,形成致密的膜。那么:当 P=1 PaX =5 X 10-3cmP=101PaX =5 X lOkmP=10-2Pa入=5cmP=10-3Pa入=50cm1 ,镀膜原料(1)原纸强度高,外表平整,水分低;定量为50、300g/m2(2)蒸发原料高纯度铝丝氧化物其它金属 3.2 浸渍加工纸(Impregnated Paper)又称吸收加工纸,它是利用树脂、油类、沥青、蜡化学药品等 对原纸进行浸渍处理,使之具有防油、防水、防
7、潮、耐磨等性 O同时一些浸渍可以改变纸和纸板的耐酸碱性、耐化学腐蚀, 防火阻燃、保鲜。(一)浸渍加工原纸和浸渍剂.原纸(1)较高强度,保证在浸渍过程中不断裂。(2)较好吸收性,纸页组织均匀,不能施胶。吸收性(Cobb值):较低粘度、合适的粒度、与原纸的相容性等。饱和浸渍法:将原纸投入浸渍液中,纸页在浸渍液内运行过程中被浸透饱和。吸收量大的生产珠式浸渍法:药剂浸渍原纸与浸渍液面有一间隙,依据外表张力浸渍液附涂纸面,实现单面浸渍。改变运行车速可调整浸渍量大小。2 .蜡纸浸渍液:石蜡(微晶石蜡熔点54-99占25%,普通石蜡47-65占75%),为防止低温弯 折时裂口,加入PE增加韧性,加入适量保鲜
8、剂可获得保鲜纸。性能:柔软、防潮防水、耐油、卫生用途:包装面包、糖果、饼干、冷冻食品等。机械零件等的防潮包装纸,还可用于家具包装。3 .沥青纸(1)浸渍液:氧化沥青(加入适量微晶蜡、PE、PP、EVA、橡胶)性能:防水防潮、隔气、耐寒不耐热。用于防潮包装纸,还可用作 防锈纸。(1)阻燃剂 含磷类:磷酸三聚氧胺、磷酸胭、磷酸米基肌:、三乙烯磷酸脂、酸性磷酸脂 含卤类:氯化石蜡燃、氯化肥、澳化氢酸胭、氯化聚乙烯、氯化聚偏氯乙烯、漠化三烯丙基磷酸脂 含硫类:磺胺酸肌:、硫酸胭 无机类:磷酸铁、氯化钱、磺胺酸核、多磷酸钱、硼砂、硅酸服、四硼酸肌、三氧化睇、氧化肽 含水类:氢氧化铝、氢氧化镁、道森盐、硬
9、硅钙石除浸渍法外,还可用浆内添加法、压榨施胶法、涂布法等。(2)性能:阻燃防失、不明烧 3.3 变性力口工纸(Modified Paper)用化学方法处理原纸或纸浆,使纤维发生润胀、胶化、降解或纤维素再生,使纸性质发生变 化,出现了许多新的性能,如不透气、防潮、防水、耐油、卫生无菌、提高强度等,满足各 种包装的要求。L生产工艺将原纸用72%硫酸处理410s,使纤维外表膨胀或胶凝,强度和韧性较高,具有半 透明性,防水、防潮、防油性好。又称硫酸纸。是用未施胶的高质量化学浆纸,在1517浸入72%的硫酸中处理,待外表纤维胶化,即羊 皮化后,经洗涤并用010.4%的碳酸钠碱液中和残酸,再用甘油浸渍塑化
10、,形成质地紧密 坚韧的半透明乳白色双面平滑纸张。定量:45、60g/m2食品羊皮纸:高档食品、药品包装,奶油、黄油、肉食品包装特细羊皮纸:国防工业专用工业羊皮纸:化工药品、仪器、零件(忌与铜、铁接触,但镀锌、倍件无碍)玻璃纸的生产以木浆为原料,先用碱处理,然后与CS2反响生成纤维素磺酸钠,将其溶解在 稀碱液中成为橙黄色浓稠液粘胶。将粘胶从一条狭缝中喷入凝固液中,得到再生纤维素薄 膜,经一系列洗涤、脱硫、漂洗、塑化后得到透明度较高的玻璃纸。强度低;柔软、透明性好;透气、不透油、不透水;耐热耐寒(-18-190L ,但不耐火; 无静电防尘,平安卫生。扭结性能好;可降解。性能代号:MOT.单面防潮C
11、 着色J 耐燃L 低防潮性PT.无色不防潮MST双面防潮,可热封MT.双面防潮,不可热封H.高湿度下不粘结因此应根据用途选择质量合适的玻璃纸。3 .用途60-70%用于食品包装、装饰性包装。 3.4 复合加工纸(Composited Paper)将纸和其它片(膜)状材料粘合一起而形成的层合物称为复合加工纸。特点:增加强度、功能全面(防油、水、潮,保鲜、色、香、味),阻隔、刚性好,可热封 等。可用于特殊要求的包装。大量的复合纸板还是用于制作包装液体、糊状、膏状商品的纸 容器的原料。种类:/纸塑复合加工纸/纸织物复合加工纸/金属箔纸复合加工纸生产工艺:湿法、干法、热熔、挤压瓦楞纸板楞纸板的种类(一
12、)根据瓦楞的齿形分类.V型瓦楞优点:V型瓦楞挺立好,坚硬可靠,用纸量小,粘合剂用量少。原理:V型瓦楞的波峰半径较小而尖,楞顶面与面纸板粘结面窄。缺点:芯纸波纹顶面容易压溃破裂,恢复能力缓冲性能较差,弹性不好。1 .U型瓦楞优点:富有弹性,弹性范围内还原性好,有良好缓冲能力,粘结强度高。原理:U型瓦楞的波峰半径较大,楞顶面与面纸板粘结面稍宽。缺点:粘结剂和纸的用量较多,所受平面压力不如V型瓦楞。2 .UV型瓦楞优点:抗压强度高,弹性好,恢复力强,粘结强度高。原理:UV型瓦楞的齿形弧度较V型大,较U型小结论:在同一压力下:变形量uuvv缓冲性能 uuvv抗平压性能UUV u v1 ,单楞单面双层瓦
13、楞纸板又称单面瓦楞纸板,在一层瓦楞芯纸外表粘上一层纸板而形成。常见有A、B、E楞。 应用:玻璃、陶瓷器皿、灯管、灯泡的缓冲保护。2 ,单楞双面瓦楞纸板又称三层瓦楞纸板,由一层瓦楞芯纸和内外两层面纸组成。适于作内箱、展销包装和 一般运输包装。由两层瓦楞芯纸、一层夹层和两层面纸组成。一般用它来制作包装较重、体积较大的物品的纸箱,主要用于运输包装,其特点是强度高,能承当重物的各向作用力。单瓦楞纸箱用A型楞或C型楞为最好双瓦楞纸箱用A、B型楞或B、C型楞相组合的瓦楞最为合理靠箱面的用B型楞,这样,该种瓦楞纸板便能承受较大的冲击力,同时还能提供较好的印 刷外表靠箱里面使用A型楞或C型楞,弹性好,缓冲力强
14、包装瓦楞纸箱选用B型楞为宜,具有本钱低,印刷效果好等优点(四)我国对瓦楞纸板的分类规定L超强瓦楞纸板(XPLY)七层,其中三个瓦楞芯相互交错,类似于三层胶合板。与普通七层瓦楞纸板比拟,其纵 横向耐压差较小,戳穿强度、耐破强度等有所提高,挺度、耐折抗弯强度要高出15-16%, 平行压缩强度那么高出92%,但边压强度有所降低。适合包装体积、质量大的产品。不适合机 械自动化生产。平压强度、边压强度和戳穿强度分别为普通瓦楞纸板的34倍、L5L8倍、L6倍,耐寒耐湿,应用于水果、水产、冷冻食品的包装,但由于瓦楞芯层涂布了热固型树 脂,故对包装后的纸箱回收造纸的处理带来了许多的困难。将单楞单面瓦楞纸板按楞
15、向纵横粘贴而成的四层单面瓦楞纸板。瓦楞纸板缓冲性好,无纵横 向强度差,适合包装玻璃、陶瓷等易碎品。不适合用自动化生产线制造。 4.2 产瓦楞纸板的原料(一)瓦楞原纸1 .生产原料一半化学浆,草浆,废纸浆。半化学浆生产的瓦楞原纸挺度较废纸浆高出一倍。瓦楞原纸的要求瓦楞原纸的要求环压强度:将试样插入试样座内形成环形,然后在两压板之间进行压缩,在压溃时所能承受 的最大压力,以N/m或kN/m表示。试样与仪器12.7mmX 152mm纵横向各10条;环压机(电子压缩试验仪),取样器;操作步骤插入试样,将试样座置于压板正中,并调零启动,至试样压溃,记数计算环压强度:R=F/L N/m环压指数:r=R/G
16、 N*m/g瓦楞芯的平压强度瓦楞芯平压强度(Corrugating Medium strength):采用与环压强度测试用的相同规格试样, 将其在一定温度和压力下经槽纹仪压制成瓦楞形状,用胶带固定瓦楞,然后置于环压机内测 试瓦楞压塌时的最大压力,以N表示。名词解释:箱纸板(liner board)用于制造瓦楞原纸、固体纤维板或“纸板盒”等产品的外表材料。普通箱纸板(liner)未用硫酸盐木浆抄造的箱纸板。牛皮挂面箱纸板(Kraft faced liner)外表两层或一层用硫酸盐木浆抄造的箱纸板。牛皮箱纸板(Kraft liner)牛皮卡纸,配浆中硫酸盐木浆占80%以上,正反面色泽相近的箱纸板。
17、(四)瓦楞纸板的表示方法(四)瓦楞纸板的表示方法 4.3瓦楞纸板生产工艺与设备(-)防水瓦楞纸板又称斥水瓦楞纸板,短时遭受水淋时,经过加工的纸板外表,使水成为水滴溅开, 防止水渗入纸板内部。3.耐水瓦楞纸板长时间在水中浸泡后强度不明显降低的瓦楞纸板称为耐水瓦楞纸板。加工方法:浸渍加工 加工过程:瓦楞纸板一一浸渍一一热烘一一冷却浸渍液。用石蜡或氯丁合成橡胶、聚苯二烯丁二烯、氯丁二烯、聚烧硅氧、二氟醋酸铝等 制成。浸渍。自动送纸机将瓦楞纸板连续送入90100的石蜡浸渍槽内,浸渍时间510s,随 纸板定量、层数不同而调整,使蜡液浸透瓦楞纸板为度。3.耐水瓦楞纸板(3)热烘。从蜡槽中取出的瓦楞纸板除去
18、多余蜡液,然后在110130的热烘室内缓慢移动, 进一步使蜡液渗透到纸板内部,同时使多余蜡液流走。 冷却。从热风室中移出的浸蜡纸板在室温下或强制冷却,使蜡液固化。用途:耐水瓦楞纸板用来装运活鱼、海产品等含水量极高的一类商品。2.复合型将镀铝保鲜膜层合在瓦楞纸板的内外表上,这种复合膜具有吸收乙烯气体功能,镀 铝膜既可防止水分蒸发,又能反射辐射热,防止箱内温度上升,起到保鲜作用。在瓦楞纸板内面纸制造过程中加入多孔型乙烯气体吸收粉剂,防止催熟;也可在原纸上涂布 能发出61411m波长红外线的特种陶瓷粉末,使果品中有关分子活化,提高抵抗微生物侵 蚀的能力,还可使酶活化,提高果品甜度。用于桃、葡萄、杨梅
19、等保鲜包装效果好。瓦楞纸板的质量检测一、外观质量瓦楞纸板外表应平整、整洁,不许有缺口、薄边,切边整齐,粘合牢固,脱胶局部之和不大于20cm2/m2二、基本物理性能1 定量(gramanage)G=Sgi+Egm Y+Sgj+Sga式中G瓦楞纸板定量,g/m2gm、gj、ga一板箱纸、瓦楞原纸、夹层纸的定量和粘合剂量,g/m27一压楞系数,厚度(thickness)T= 2 ti+ 2 tm式中了一瓦楞纸板厚度,mmh一箱纸板厚度,mmtm瓦楞芯高度,mm实测中试样:220 X 250mm厚度(GB/T 6547-1998)实验目的:掌握瓦楞纸板厚度的测试方法试样尺寸:200mm X 250mm
20、结果计算:不同部位测5个数据,取均值,mm* 结果精确至0.05mm三、强度性能L 耐破度(Bursting Strength)单位面积纸板上所能承受的均匀增加的最大压力,kPa6=0.9 E Si式中B一瓦楞纸板耐破度Bi一面层、夹层的耐破度仪器与试样缪伦(Mullen)耐破度仪100X 100mm正、反各五个操作切样夹样启动测试读数结果计算研究说明,瓦楞纸板的耐破度与里纸、夹层、面纸有关耐破度(GB/T 6545-1998)实验目的:熟悉纸张板破度的意义;掌握纸板耐破度的测试方法试样尺寸:100mm X 100mm结果计算:实验数据取均值,kPa* 结果保存三位有效数字2,边压强度(edg
21、e crush test)将矩形瓦楞纸板置于两压板之间(瓦楞纵向垂直压板),均匀加压直至试样压溃为止。以N/m表示试样与仪器环压机、边压强度试样取样刀25 X 100mm操作将试样按规定放置在压板之间,并用导块夹持加压至50N移走导块直至压溃读数计算式中 ECT边压强度,N/m;F最大压缩力,N;L试样长边尺寸,mm。边压强度与箱板纸、瓦楞楞型及瓦楞原纸环压强度有关美国 Killicutt 公式 ECT=Ri(H-C)-h R2yTARl一箱纸板环压强度;R2一瓦楞原纸环压强度;T-试样长度;A .一试样长度芬兰:A楞 ECT=1.0 (R1 + 1.51R2)B 楞 ECT=1.1 ( R1
22、 十 1.37R2 )C楞 ECT=1.1 (RI 十 1.48R2)边压强度 GB/T 6546-1998)实验目的:熟悉边压强度的意义;掌握边压强度的测试方法试样尺寸:25mm X 100mm结果计算:,N/m结果保存整数3.平压强度(Flat Crush Test. FCT)垂直于瓦楞纸板外表加压,直至瓦楞压溃时的最大压力,称为平面压缩强度,用KPa表示(1)仪器与试样环压仪取样刀单面双楞瓦楞纸板大样64.5cm2、小样323cm2操作取样置于压板之间启动加压读数计算FCT=F/A其中F-NFCT-PaA-m。平压强度(GB/T 22874-2008)实验目的:熟悉平压强度的含义;掌握平
23、压强度的测试方法试样尺寸:大样64.5cm2或100cm2、小样32.2cm2结果计算:X=F/S, kPa结果保存整数4戳穿强度(Puncture Resistance)一定形状的角锥穿过纸板所需的功,即包括开始穿刺及使纸板撕裂弯折成孔所需的功, 用J或kgf cm表示(1)仪器与试样戳穿仪;175 X 175mm操作切取试样固定摆锤并锁固夹紧试样开锁释放摆锤,读数计算计算取试样平均值戳穿强度(GB/T2679.7-2005)实验目的:熟悉戳穿强度的意义;掌握戳穿强度的测试方法试样尺寸:175mmX 175mm, J结果计算:多个数据取均值* 结果保存一位小数5粘结强度(Adhesion S
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