包装材料学_王建清_纸包装材料与制品第6章

1、包装材料学（一） 高文华高文华 第六章第六章 纸盒、纸袋和其他包装制品纸盒、纸袋和其他包装制品 第一节第一节 纸纸 盒盒 一一 纸盒的分类纸盒的分类 按外形与结构分类按外形与结构分类 外形：外形：长方体、正方体、多面体、圆型、异型纸盒长方体、正方体、多面体、圆型、异型纸盒 结构：结构：折叠式、组合式和固定式纸盒折叠式、组合式和固定式纸盒 成盒方式：粘结式、钉接式、插接自锁式等成盒方式：粘结式、钉接式、插接自锁式等 按使用原料按使用原料 瓦楞纸盒、白纸板盒、卡纸板盒和色纸板盒瓦楞纸盒、白纸板盒、卡纸板盒和色纸板盒 按用途按用途 普通纸盒和纸容器普通纸盒和纸容器 按生产工艺按生产工艺 机制纸盒和手

2、工纸盒机制纸盒和手工纸盒 5 ECMA纸盒盒型分类规程纸盒盒型分类规程 二二 纸盒生产原料纸盒生产原料 1 白纸板白纸板 (1)优点：表面平整，洁白光滑，挺度好，印刷适性好，优点：表面平整，洁白光滑，挺度好，印刷适性好， 耐折度大，加工适性好。耐折度大，加工适性好。 (2)分类：单面白纸板和双面白纸板分类：单面白纸板和双面白纸板 。 (3)用途：食品、香烟、文具、药品、化妆品、牙膏、用途：食品、香烟、文具、药品、化妆品、牙膏、 服装、日用品服装、日用品 2 黄纸板黄纸板 (1)特点：一般定量、厚度较大，外观粗糙，色泽较深，特点：一般定量、厚度较大，外观粗糙，色泽较深， 水分变化时易发生翘曲，但

3、挺度大、抗压性能好。水分变化时易发生翘曲，但挺度大、抗压性能好。 (2)用途：适于制造固定型纸盒，或在盒面粘贴上一层印刷精用途：适于制造固定型纸盒，或在盒面粘贴上一层印刷精 美的标签纸或装饰材料，广泛用于鞋、帽、工艺美的标签纸或装饰材料，广泛用于鞋、帽、工艺 品、食品品、食品 3 复合纸板复合纸板 (1)分类：分类： paper/Al 、paper/PE、paper/Al/PE等等 (2)特点：轻巧，装潢印刷效果好特点：轻巧，装潢印刷效果好 ,阻隔、防水、热封性能阻隔、防水、热封性能 好，还可进一步加工好，还可进一步加工 (3)用途：高档商品（药品、化妆品、用途：高档商品（药品、化妆品、 酒等

4、）；酒等）； 饮料、牛奶、酒精。饮料、牛奶、酒精。 4 其他原料：其他原料： 厚纸板：（厚纸板：（0.53mm）工艺品、五金、粉笔盒）工艺品、五金、粉笔盒 玻璃卡：礼品盒、电器、高档日化产品、食品、药品玻璃卡：礼品盒、电器、高档日化产品、食品、药品 B型、型、E型瓦楞纸板：小电器型瓦楞纸板：小电器 三、纸盒生产工艺三、纸盒生产工艺 1 普通纸盒普通纸盒 （1） 工艺与设备工艺与设备 工艺流程：工艺流程：a 纸板纸板分切分切印刷印刷模切模切接合接合折叠纸盒折叠纸盒 b 纸板纸板分切分切切角压痕切角压痕裱糊成盒裱糊成盒干燥干燥固定成盒固定成盒 胶版纸胶版纸 印刷印刷 分切分切 标签纸标签纸 (1)

5、印刷与印后加工印刷与印后加工 印刷：凸版、胶版、凹版、柔性版。印刷：凸版、胶版、凹版、柔性版。 印后加工印后加工 a 覆膜：印刷后在纸板表面复合上一层塑料膜。覆膜：印刷后在纸板表面复合上一层塑料膜。 干法、湿法、预涂法干法、湿法、预涂法 b 上光：印刷后在纸板表面涂布一层无色透明的涂料上光：印刷后在纸板表面涂布一层无色透明的涂料 。 涂布、压光和涂布、压光和UV上光上光 c 烫印加工：用加热的方法将热熔胶熔融、把金属箔片烫印加工：用加热的方法将热熔胶熔融、把金属箔片 或色片烫印到印刷纸板的表面或色片烫印到印刷纸板的表面 片基层、隔离层、染色层、镀铝层和胶粘层片基层、隔离层、染色层、镀铝层和胶粘

6、层 d 凹凸压印凹凸压印 使纸盒表面产生层次感、立体感强、图像逼真等特点，使纸盒表面产生层次感、立体感强、图像逼真等特点， 模切模切 模切板制作模切板制作 a 衬排法衬排法 b 浇铸法浇铸法 铅溶液浇铸、石膏粉浇铸法铅溶液浇铸、石膏粉浇铸法 c 木板制模切板木板制模切板 压痕模制作压痕模制作 a 石膏压痕模石膏压痕模 b1.5Td b 纸质压痕模纸质压痕模 c 钢质压痕模钢质压痕模 d 粘贴压痕模粘贴压痕模 (3) 接合：钉接、粘接、插接。接合：钉接、粘接、插接。 (4)纸盒质量检测纸盒质量检测 尺寸尺寸 偏差偏差1% 对角线歪斜度对角线歪斜度0.5% 切边平整度切边平整度 S值值 0.2%

7、结合牢固，钉距均匀结合牢固，钉距均匀 印刷图案偏差印刷图案偏差50mm，或裂口合计，或裂口合计 80mm，或阀口外翻均为破损）的次数。，或阀口外翻均为破损）的次数。 优：优：12次次 一等品一等品9次次 合格品合格品6次次 制袋材料对水泥强度影响的试验制袋材料对水泥强度影响的试验 试样：取制袋材料缝制成有效尺寸为试样：取制袋材料缝制成有效尺寸为250*150mm小袋小袋 两个，水泥两个，水泥2000g。 仪器：烘箱、压力机、烧杯仪器：烘箱、压力机、烧杯 操作：操作： A 装料：烧杯中装料：烧杯中1000g，试袋中各，试袋中各500g B 置于烘箱内在置于烘箱内在1053下处理下处理2h， C

8、在成型实验室冷却在成型实验室冷却24h，然后制成水泥件测其抗压，然后制成水泥件测其抗压， 耐折强度，耐折强度， 结果：袋中水泥耐折，抗压强度不低于干烧杯中的结果：袋中水泥耐折，抗压强度不低于干烧杯中的 95%、93%为包装材料对水泥无不良影响。为包装材料对水泥无不良影响。 水泥包装袋的防潮试验水泥包装袋的防潮试验 试样：取制袋材料制成试样：取制袋材料制成250*150mm小袋，称为甲作为小袋，称为甲作为 比较，取复膜型编袋、四层纸袋各制一小袋分比较，取复膜型编袋、四层纸袋各制一小袋分 别称为乙、丙别称为乙、丙 仪器：压力机仪器：压力机 操作：操作： A 将小袋中分别装入将小袋中分别装入800g

9、（425#）水泥）水泥 B 置于置于205，湿度，湿度7090%rh的室内的室内14d， C 分别制成水泥件，测其强度。分别制成水泥件，测其强度。 结果：结果： 样袋甲水泥强度达到乙的样袋甲水泥强度达到乙的90%，防潮能力为，防潮能力为A级级 样袋甲水泥强度小于丙的话，防潮能力为样袋甲水泥强度小于丙的话，防潮能力为B级级 第三节第三节 纸筒和复合罐纸筒和复合罐 Fiberrube Paper can composite can 一一 生产纸筒和复合罐的原料生产纸筒和复合罐的原料 1 牛皮纸、箱纸板、瓦楞原纸：筒（罐、桶）体牛皮纸、箱纸板、瓦楞原纸：筒（罐、桶）体 2 胶版纸、铜版纸：标签（外层

10、）胶版纸、铜版纸：标签（外层） 3 铝箔、铝箔、Al/PE ：内层防潮阻水材料：内层防潮阻水材料 4 粘合剂：粘接粘合剂：粘接 5 端盖（塑料、金属）材料：端盖端盖（塑料、金属）材料：端盖 二二 筒（罐）体绕制法筒（罐）体绕制法 1 螺旋式卷绕法：螺旋式卷绕法： 螺旋式卷绕机：由多盘斜置的材料涂胶后在芯轴上按螺旋式卷绕机：由多盘斜置的材料涂胶后在芯轴上按 一定角度绕制成管状物，内、中、外分别可用不同材一定角度绕制成管状物，内、中、外分别可用不同材 料绕制而成，适合生产复合罐。料绕制而成，适合生产复合罐。 特点：连续式、复合罐特点：连续式、复合罐 2 回旋式卷绕法回旋式卷绕法 回旋式卷绕机：用涂

11、胶后的宽幅原纸芯轴上卷绕成管，回旋式卷绕机：用涂胶后的宽幅原纸芯轴上卷绕成管， 然后根据需要长度切（锯）断成罐（筒）体。然后根据需要长度切（锯）断成罐（筒）体。 特点：小批量纸筒、异型罐和方形、椭圆形罐特点：小批量纸筒、异型罐和方形、椭圆形罐 三三 罐（筒）盖及安装方式罐（筒）盖及安装方式 1 纸盖：将纸环卷边后套入盖片制成纸盖：将纸环卷边后套入盖片制成 2 金属盖：将盖与筒罐一起卷边压制而成金属盖：将盖与筒罐一起卷边压制而成 3 塑料盖：套盖塑料盖：套盖 4 铝箔封口铝箔封口 四四 纸筒与复合罐的规格与检验纸筒与复合罐的规格与检验 复合罐型号与规格复合罐型号与规格 产品型产品型 号号 内径内

12、径 mm 产品型产品型 号号 内径内径 mm 产品型产品型 号号 内径内径 mm FG-52 FG-60 FG-65 FG-73 FG-74 52.4 60.0 65.2 72.5 7401 FG-76 FG-78 FG-83 FG-99 FG-105 76.2 78.0 83.2 9901 104.0 FG-126 FG-153 FG-165 FG-200 126.1 153.3 164.5 200 1 外观质量与规格：复合罐规格如表外观质量与规格：复合罐规格如表147所示所示 2 端盖脱离力端盖脱离力 （1）金属套盖）金属套盖 芯棒插入罐体芯棒插入罐体1/2H 夹紧环形夹，装上安全罩夹紧环

13、形夹，装上安全罩 通入压缩空气直至端盖脱落（通入压缩空气直至端盖脱落（63内）内） 结果结果 PDF 2 4 1 （2）塑料套盖）塑料套盖 D80mm 400g砝码砝码 80150 700g砝码砝码 纸罐内径纸罐内径 (mm) 试验砝码质试验砝码质 量量 (g) D80 80D150 D150 400 60 700 轴向压溃力轴向压溃力 复合罐的抗压强度，用压力机测试其轴向受压至压溃复合罐的抗压强度，用压力机测试其轴向受压至压溃 时的力，用时的力，用N表示。表示。 指标名称指标名称单位单位D80mm 80150mm 轴向压溃力轴向压溃力 端盖脱离力端盖脱离力 N N 800 400 1000

14、450 1200 500 4 泄漏实验（空气压力法）泄漏实验（空气压力法） 该装置结构类似于纸容器盒耐压测试仪（参见该装置结构类似于纸容器盒耐压测试仪（参见P127图图 169），用它向试样内充气达端盖脱离压力的），用它向试样内充气达端盖脱离压力的40 50，然后将充气罐浸入已装满水的箱内，保持，然后将充气罐浸入已装满水的箱内，保持60s 不冒气泡即为合格。不冒气泡即为合格。 第四节第四节 纸浆模纸浆模 一一 原料及其制备原料及其制备 纸浆模生产工艺：浆料制备、模塑成型、干燥三道工序。纸浆模生产工艺：浆料制备、模塑成型、干燥三道工序。 1 制浆：废纸和边角料制浆：废纸和边角料水力碎浆机水力碎浆

15、机纸浆纸浆 施胶：加入松香胶（纸浆的施胶：加入松香胶（纸浆的1.33.0） 配制：加沉淀剂配制：加沉淀剂10的的Al2（SO4）3，配成，配成0.51.5的的 浆料浆料 二二 模塑成型模塑成型 1 模具模具 阴模：用铜、合金钢、玻璃钢等阴模：用铜、合金钢、玻璃钢等 材料制成，与制品外形吻合；材料制成，与制品外形吻合； 打孔透水；铜网，留滞纤维。打孔透水；铜网，留滞纤维。 阳模：挤压、脱水、平整阳模：挤压、脱水、平整 2 成型机成型机 （1）真空成型法）真空成型法 利用真空抽吸加快纸浆模塑成型利用真空抽吸加快纸浆模塑成型 a 间歇式间歇式 高位箱中纸浆流入浆槽，使成型模具没入高位箱中纸浆流入浆槽

16、，使成型模具没入 纸浆中；纸浆中； 连通成型模具的真空系统抽吸脱水，纸浆连通成型模具的真空系统抽吸脱水，纸浆 模成型；模成型； 转移模具套入纸浆模，成型模具的真空系转移模具套入纸浆模，成型模具的真空系 统停止工作，与转移模具连通的真空系统统停止工作，与转移模具连通的真空系统 工作，使纸浆模贴在转移模具表面；工作，使纸浆模贴在转移模具表面； 转移模具运动，将纸浆模放入托盘内；转移模具运动，将纸浆模放入托盘内； 托盘置于托架，进入干燥。托盘置于托架，进入干燥。 b 连续式连续式 在成型鼓轮的成型模具上形成纸在成型鼓轮的成型模具上形成纸 浆模浆模 由中间模具拣拾转移纸浆模由中间模具拣拾转移纸浆模 中

17、间鼓轮与上鼓轮的模具配合对中间鼓轮与上鼓轮的模具配合对 纸浆模产生挤压作用，并在上鼓轮纸浆模产生挤压作用，并在上鼓轮 拣拾模具的热作用下加速脱水成型拣拾模具的热作用下加速脱水成型 干燥干燥 c 成型影响因素：成型影响因素： 时间：时间越长，纸浆模壁越厚，密度越大；时间：时间越长，纸浆模壁越厚，密度越大； 温度：温度越高，成型时间越短温度：温度越高，成型时间越短 压缩成型法压缩成型法 利用机械压力或气压使纸浆脱水成型。利用机械压力或气压使纸浆脱水成型。 a 压力机压缩成型法压力机压缩成型法 将生产一只纸浆模的浆料泵入计量槽内；将生产一只纸浆模的浆料泵入计量槽内； 将计量槽内纸浆送入有成型模具的浆

18、槽中；将计量槽内纸浆送入有成型模具的浆槽中； 成浆浆槽受液压机网状挤压模格压，形成纸浆槽；成浆浆槽受液压机网状挤压模格压，形成纸浆槽； 加热定型。加热定型。 b 压缩空气成型法压缩空气成型法 放入浆料放入浆料 真空抽吸成型真空抽吸成型 挤压脱水挤压脱水 上升模具，侧壁分离上升模具，侧壁分离 v 转移模具拣拾浆模转移模具拣拾浆模 三三 干燥干燥 至制品含水：至制品含水： 1 自然干燥法：风干或晒干自然干燥法：风干或晒干 2 烘道干燥：烘道干燥： (1)间歇式干燥间歇式干燥干燥柜干燥柜 (2)连续式干燥连续式干燥烘道烘道 (3)热压干燥：纸浆模不变形、密实、密度大、强度可大热压干燥：纸浆模不变形、

19、密实、密度大、强度可大 大提高。大提高。 四四 纸浆模主要产品纸浆模主要产品 1 原料原料 纸浆：稻麦草、玉米秆、甘蔗渣、竹、木浆等纸浆：稻麦草、玉米秆、甘蔗渣、竹、木浆等 抗油剂：氟类抗油剂：氟类 助留剂：降低化学助剂和纸浆流失率助留剂：降低化学助剂和纸浆流失率 增强剂：干强剂（淀粉类等）和湿强剂（脲醛树脂等）增强剂：干强剂（淀粉类等）和湿强剂（脲醛树脂等） 2 生产技术生产技术 质量检测质量检测 (1) 容积测定容积测定 大大600mL、中、中500 mL、小、小400 mL，无水溢出为格。，无水溢出为格。 (2)耐油、水、温性能耐油、水、温性能 防水性防水性 905水水 注入注入1h 无

20、渗漏无渗漏 防油性防油性 10滴滴200250油滴入盒内油滴入盒内1h 无渗无渗 (3)负重性能负重性能 (4) 盒盖折次试验盒盖折次试验 将试样盒盖连续将试样盒盖连续180角开合角开合15次，与盒体连结处应无裂次，与盒体连结处应无裂 口、开裂。口、开裂。 (5)卫生指标：蒸发残渣；大肠杆菌群；致病菌荧光物质卫生指标：蒸发残渣；大肠杆菌群；致病菌荧光物质 100 0 0 H HH W 第五节第五节 蜂窝纸板及其包装制品蜂窝纸板及其包装制品 一一 蜂窝纸板的发明与发展蜂窝纸板的发明与发展 1 二战时发明，以铝板为材料制成，作为飞机构件。二战时发明，以铝板为材料制成，作为飞机构件。 2 二战后转为

21、民用产品，发展不快，主要作隔板、家具、二战后转为民用产品，发展不快，主要作隔板、家具、 门、墙等。近年来强调环保与安全卫生，木包装受到门、墙等。近年来强调环保与安全卫生，木包装受到 限制。蜂窝纸板以其高强度可替代木质包装箱与托盘。限制。蜂窝纸板以其高强度可替代木质包装箱与托盘。 3 1993年被列入世界年被列入世界100项新技术新产品；近年来我国大项新技术新产品；近年来我国大 力支持该技术的应用开发；天津市把它列入了新材料力支持该技术的应用开发；天津市把它列入了新材料 开发重点。开发重点。 二二 蜂窝纸板的基本特征蜂窝纸板的基本特征 孔径比和容重孔径比和容重 (1)孔径比孔径比 (2)容重容重

22、 单位体积蜂窝纸板的质量，单位体积蜂窝纸板的质量，g/cm3 同种材料，蜂窝边长同种材料，蜂窝边长c相同，纸板增厚，容重减小；厚相同，纸板增厚，容重减小；厚 度相同、边长增加，容重减小；厚度相同、蜂窝孔径相度相同、边长增加，容重减小；厚度相同、蜂窝孔径相 同，纸板定量变大或涂胶量增加，蜂窝纸板容重增加。同，纸板定量变大或涂胶量增加，蜂窝纸板容重增加。 1 a i d 2 抗压强度抗压强度 10mm厚的蜂窝纸板承压强度可达厚的蜂窝纸板承压强度可达5003000kg/m2， 如如 用胶合板或纤维板替代面纸制成蜂窝板，可用来制用胶合板或纤维板替代面纸制成蜂窝板，可用来制 造重载托盘和大型包装箱。造重

23、载托盘和大型包装箱。 缓冲性能缓冲性能 蜂窝纸板具有良好的缓冲性能；加大蜂窝芯厚度，吸蜂窝纸板具有良好的缓冲性能；加大蜂窝芯厚度，吸 收冲击能量就越大，缓冲效果越好。收冲击能量就越大，缓冲效果越好。 静态弯曲强度静态弯曲强度 N-弯曲强度，弯曲强度，N.cm F-弯曲力，弯曲力，N L-跨距，跨距，mm B-试样宽度，试样宽度，mm d-挠曲值，挠曲值，mm 粘合强度粘合强度 先将蜂窝纸板里纸和面纸剥开一定的长度，然后夹在先将蜂窝纸板里纸和面纸剥开一定的长度，然后夹在 拉力机试样夹上测定蜂窝纸板的粘合强度。拉力机试样夹上测定蜂窝纸板的粘合强度。 dB FL N 48 3 二二 蜂窝纸板生产工艺

24、与设备蜂窝纸板生产工艺与设备 制造蜂窝纸板一般分为两段，第一段先制造出蜂窝制造蜂窝纸板一般分为两段，第一段先制造出蜂窝 芯，第二段将蜂窝芯拉伸定型后，通过涂胶、贴压干芯，第二段将蜂窝芯拉伸定型后，通过涂胶、贴压干 燥、分切，最后才能获得蜂窝纸板。燥、分切，最后才能获得蜂窝纸板。 1 蜂窝芯生产工艺蜂窝芯生产工艺 连续式：原纸连续式：原纸-纵向上胶纵向上胶-卷绕卷绕-切断切断-裁切裁切-粘接粘接-蜂窝芯蜂窝芯 横向涂胶式：原纸横向涂胶式：原纸-横向涂胶横向涂胶-切断切断-贴压贴压-裁切裁切-粘接粘接-蜂窝芯蜂窝芯 2 蜂窝纸板生产工艺蜂窝纸板生产工艺 蜂窝芯蜂窝芯-拉伸拉伸-润湿润湿-干燥定型干

25、燥定型-涂胶涂胶-覆面覆面-干燥干燥-切断切断-蜂窝蜂窝 纸板纸板 三三 蜂窝纸板包装纸品蜂窝纸板包装纸品 四四 蜂窝纸板的优点蜂窝纸板的优点 材质消耗少，比强度、比刚度高，且易于调节，重量轻。材质消耗少，比强度、比刚度高，且易于调节，重量轻。 优异的缓冲隔震性能，同时隔音隔热。优异的缓冲隔震性能，同时隔音隔热。 稳定性好，各向性能接近，易于防潮、防霉、增强处理。稳定性好，各向性能接近，易于防潮、防霉、增强处理。 成本低，不污染环境，符合出口包装要求。成本低，不污染环境，符合出口包装要求。 第六节第六节 其他纸包装制品其他纸包装制品 一一 纸杯（纸杯（paper cup） 原料：涂蜡或浸蜡纸板

26、、淋膜（原料：涂蜡或浸蜡纸板、淋膜（PE）纸板）纸板 工艺过程工艺过程: 纸板纸板印刷印刷模切（杯体和杯底）模切（杯体和杯底）上胶上胶套套 合合密封底部密封底部杯口翻边杯口翻边成型成型 3 用途：用途： 冷饮杯：（涂蜡、浸蜡）冰淇淋、冷饮、果冻。冷饮杯：（涂蜡、浸蜡）冰淇淋、冷饮、果冻。 热饮杯：（淋膜纸杯）咖啡。热饮杯：（淋膜纸杯）咖啡。 二二 纸板桶纸板桶 1 原料：牛皮纸、包装纸、箱板纸、瓦楞原纸、纤维板原料：牛皮纸、包装纸、箱板纸、瓦楞原纸、纤维板 2 工艺：回转平绕法：多层、单层（纤维板）制成桶体。工艺：回转平绕法：多层、单层（纤维板）制成桶体。 原纸原纸桶体桶体桶底加强铁环桶底加强

27、铁环环筋加工环筋加工底部底部 加盖与卷边加盖与卷边桶口加强铁环桶口加强铁环环筋加工环筋加工桶口卷桶口卷 边边开口桶开口桶配盖。配盖。 一般桶直直径一般桶直直径250600mm，高度最大，高度最大1500mm，容积，容积 25250ml。 3 用途：粉粒物料（染料）包装，冷冻食品（冰淇淋包用途：粉粒物料（染料）包装，冷冻食品（冰淇淋包 装）。装）。 三三 贴体包装纸贴体包装纸 用途：防护性内包装：卫生防垫（毛线、面料）、防用途：防护性内包装：卫生防垫（毛线、面料）、防 止水分蒸发（面包、糖果、冰糕）、防锈（刀具、片、止水分蒸发（面包、糖果、冰糕）、防锈（刀具、片、 仪器）、保香防腐蚀（香皂、洗涤用品）。仪器）、保香防腐蚀（香皂、洗涤用品）。 几种重要的贴体包装纸几种重要的贴体包装纸 食品包装纸分为糖果包装