包装材料学——瓦楞纸箱分析课件.ppt

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1、44,1,2瓦楞纸箱,44,2,一、瓦楞纸板的结构与原料二瓦楞的类型与形状 三、瓦楞纸板的种类 四、瓦楞纸板的生产,2.1瓦楞纸板,44,3,一、瓦楞纸板的结构与原料,瓦楞纸板由箱板纸和瓦楞芯纸粘合而成的板状物，是制造各类瓦楞纸板箱的基材。箱板纸用于瓦楞纸板的内、外两面，因此称为面纸或里纸。瓦楞芯纸是一种有规则的永久性的波纹形纸。,44,4,单瓦楞纸板,单瓦楞纸板又称三层瓦楞纸板，由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸构成。加工时面纸和里纸常常用同一种箱板纸。面纸所用原材料是牛皮箱板纸或箱板纸。,单瓦楞纸板结构示意图,44,5,双瓦楞纸板,双瓦楞纸板结构示意图,44,6,瓦楞芯使板纸结构中6070的体积是

2、空的，与同定量的层合纸板相比，瓦楞纸板的厚度要大两倍，增加了纸幅横向的耐压强度，使瓦楞纸箱具有减震的缓冲作用。瓦楞芯纸由瓦楞原纸加工而成，要求瓦楞原纸纤维组织均匀，厚薄一致，无突出纸面的硬块，纸质坚韧，具有一定的耐压、抗张、抗戳穿、耐折叠的性能.所含水分应控制在8%12%。若水分过高，加工纸箱时就会出现纸身软、挺力差、压不起楞、吸胶性差、不粘合等现象;水分过低，纸发脆，压楞时易出现原纸破裂现象。,44,7,不论面纸还是瓦楞原纸都不是以它们固有的形态使用的，而是在加工成瓦楞纸板后才形成它特有的性能和使用价值，因此不仅在物理性能与外观方面要符合一定标准，还要具有良好的加工性能，比如高速粘合适应性等

3、。,制作瓦楞纸板所用的面纸和瓦楞原纸与其它纸张最根本的区别,44,8,二瓦楞的类型与形状,瓦楞的形状,V形 U形 UV形,V形楞的整个楞由直线组合而成，所以V形楞瓦楞挺力好，平面抗压强度比U形楞瓦楞纸板高。V形楞的缺点是一旦受力超过弹性极限，就完全丧失恢复能力。和U形楞相比，V形楞的芯纸与粘合剂的使用量较少，因而粘结强度也低。现在几乎不采用。,U形楞的结构富有弹力，在弹性变形的范围内，U形楞具有很强的弹性恢复力。当除去外力后能马上恢复到原来的状态。楞的顶面与面板楞的顶面与面纸板粘结面比V形纸板宽一些，因此胶粘剂的用量多，但粘结强度高。,UV形楞的性能介于U形楞和V形楞之间。UV形瓦楞的齿形弧度

4、较V形大，较U形小，从而综合了二者的优点。抗压强度高，弹性好，恢复力强，粘结强度好,44,9,试验表明，三种瓦楞受不同的平面极限压力，变形最大的是V形，其次是U形，比较稳定的是UV形。,44,10,2.瓦楞的类型,国际上瓦楞楞形分类方法：根据瓦楞楞形即瓦楞的高度、单位长度瓦楞的个数我国将瓦楞纸板的瓦楞通分为四种类型，即A型(大瓦楞)、B型(小瓦楞)、C型(中瓦楞)和E型(微瓦楞)。此外，还有一种超大型的K型瓦楞，使用较少。,44,11,表2-1瓦楞种类及其主要性能,A型楞的特点：楞高且宽，富有弹性，垂直耐压强度高，具有良好的减震性能，但平压性能不好。一般利用其缓冲保护性能，制作包装易碎产品（玻

5、璃制品、水果、玩具、洗衣粉等）以及对冲击、碰撞和各种动载荷要求很高的瓦楞纸板箱，另外，也用作衬垫隔板。,B型楞单位长度内的瓦楞数较多，而楞高较小，使之具有光滑的印刷表面。平压和平行压缩强度高，但缓冲性能稍差，垂直支撑力低。适合于包装自身具有一定强度和支撑的罐头、日用化学产品以及小五金、家具等较硬的产品。,C型楞的楞高及单位长度的瓦楞数介于A型楞和B型楞之间。综合了A型瓦楞纸板和B型瓦楞纸板的特性，既有足够的刚性，又有良好的减震性能，可以有效地用于包装易碎物品、柔性产品以及要求防止表面受损的硬质制品。,E型楞瓦楞纸板，是为取代单片平板纸而设计的一种带有E字型矩形槽的瓦楞纸板。与白板纸或单片厚纸相

6、比，E型楞瓦楞纸板既具有平坦的表面和较高的平面刚度，又具有重量轻、缓冲性好、成本低和印刷效果好等特点。广泛用于中包装和内包装的瓦楞纸箱或纸盒，最适宜包装日用商品、家用电器、器皿以及各种成套商品的包装。,44,12,各种瓦楞配合的优点,外层为B型瓦楞纸板，有良好的双向刚度，能减小外力的冲击，减小表面翘曲，在周围介质相对湿度提高时，纸板强度损失很小。内层为B型瓦楞纸板，具有足够的刚性和足够的抵抗平面压力的能力，以承受包装箱内部商品所施加的压力。中间层为A型瓦楞纸板，具有良好的弹性，受冲击载荷时有缓冲作用。根据各种不同瓦楞的特点，单瓦楞纸箱用A型或C型为宜，双瓦楞纸箱用A、B型或B、C型相结合最为理

7、想。接近表面的用B型，能承受较强的冲击力，接近内层的用A型或C型，弹性大，缓冲力强。,44,13,三、瓦楞纸板的种类,按结构层数分类 按用途分类,44,14,按结构层数分类,44,15,44,16,2.按用途分类,(1)内包装瓦楞纸板。用来包装物品，但不能直接用于运输。内包装瓦楞纸板的面纸和瓦楞芯纸强度都很低，所以内包装瓦楞纸板一般用于制作内包装纸盒，以包装轻小的物品，然后把几个内包装纸盒集中装在外包装瓦楞纸箱、木箱内进行运输。(2)外包装瓦楞纸板。与内包装瓦楞纸板不同，它的用途是用来制作直接运输物品的包装箱，所以外包装瓦楞纸板要选用强度高、性能稳定的面纸。,44,17,3.瓦楞纸板的新品种,

8、44,18,(1)超强瓦楞纸板X-PLY,超强瓦楞纸板X-PLY发明者受三层胶合木板的启示，将三层瓦楞芯纸以纵横交替排列的方式与纸板粘接，制成一种如图(a)所示的7层瓦楞纸板，在定量与普通瓦楞纸板相同的情况下，强度、挺度、耐折抗弯强度要高1516%，平行压缩强度则高出92%，因此可包装体积大、质量大的物品。,44,19,(2)强化瓦楞纸板,强化瓦楞纸板与普通瓦楞纸板的不同之处是在两层瓦楞原纸之间涂上一层热固型树脂，借助于压制瓦楞时辊的高温将热固型树脂加热熔融，然后冷却固化定再与纸板粘贴在一起。这种瓦楞纸板楞型坚挺，平压和平行耐压强度极高，实验表明厚度为4mm的瓦楞纸板与普通瓦楞纸板比较平压强度

9、高出4倍，边压强度高出1.51.8倍，戳穿强度高1.6倍。因此，三层强化瓦楞纸板完全可以替代五层普通瓦楞纸板使用，且这种纸板的耐寒耐湿性能也佳，尤适合奶酪制品、饮料、药品等包装纸箱。,44,20,(3)蛇形瓦楞纸板,1993年刚开发应用的新型箱纸板。瓦楞的楞峰呈蛇形弯曲。这种瓦楞纸板的最大优点是消除了瓦楞纸板垂直压缩强度与平行压缩强度之间的差距。,44,21,（4）其它瓦楞纸板,应用于包装的、功能类似于瓦楞纸板的蜂窝芯纸板弹性好、适合作缓冲衬垫的圆柱芯纸板、泡沫纸板等,44,22,四、瓦楞纸板的生产,在瓦楞纸箱的生产过程中，优良的原料，先进的机械设备以及较高的生产工艺操作水平是影响质量的主要因

10、素。,44,23,1.瓦楞纸板机,机械化连续式纸板机 这种纸机可以由卷筒型的箱板纸和瓦楞原纸连续生产出各种瓦楞纸板，然后再分切用于制箱,是目前生产瓦楞纸板的主要设备。主要由单面瓦楞纸板机、双面瓦楞纸板机、干燥装置以及分切压线部分组成。半机械化的单机操作 其过程为切纸、印刷、上油、压楞、上胶裱糊以及自然干燥等。这种纸板机生产效率低，劳动强度大，质量差。,44,24,44,25,(1)单面瓦楞纸板机(单面机),单面机由瓦楞辊、压力辊、胶料槽、喷淋部分和涂布辊等主要装置组成。,44,26,(1)单面瓦楞纸板机(单面机),单面机由瓦楞辊、压力辊、胶料槽、喷淋部分和涂布辊等主要装置组成。,瓦楞原纸首先经

11、过预热辊预热，其目的是除掉原纸里多余的水份并加热纸板使瓦楞原纸进入瓦楞辊之前具有一定的温度，以利于瓦楞操作，加快粘结速度。,瓦楞辊分上瓦楞辊和下瓦楞辊，下瓦楞辊位置固定，上瓦楞辊可以用压缩空气或油压进行适当调节。在运转时由主电机带动下瓦楞辊，然后带动上瓦楞辊运转。,单面机的粘合机构由胶料槽和涂布辊组成。涂布辊一般由单面机运转时的主电动机来驱动，在主电动机停转时，为了停止粘合剂固化在涂布辊表面，用其它电机驱动，以实现快速空转。使用的粘合剂近年来多为淀粉粘合剂。,蒸汽发生器是在瓦楞原纸进入瓦楞辊之前向瓦楞原纸均匀地吹高温低压蒸汽的装置。其目的是为了预先适当地提高瓦楞原纸的湿度，以便容易制成瓦楞，以

12、及在瓦楞辐对瓦楞原纸烫楞时，不致产生断楞现象。,蒸汽发生器,在单面机运转时，压力辊以机械、空气或油压的方式，在对下辊加压的状态下被驱动。作用：使已通过瓦楞辊成形后并涂了粘合剂的瓦楞芯纸和用预热辊烫热了的箱板纸在加压的状态下，瞬间粘合制成瓦楞纸板。,导纸板：保持成形后的瓦楞原纸不断裂，并将瓦楞原纸准确地导入下瓦楞辊；在涂布辊向楞顶涂粘合剂时，导正瓦楞纸的位置，并将瓦楞纸导向压力辊和下瓦楞辊的啮合部。,导纸板,预热器,预热器：将箱板纸在进入压力辊之前预热、展平。,44,27,(2)双面瓦楞纸板机,双面瓦楞纸板机由加热部和冷却部构成。它在使单面瓦楞纸板和箱板纸紧密贴合的同时，与箱板纸或单瓦楞纸板经过

13、加热加工成单瓦楞(三层)纸板或双瓦楞(五层)纸板，然后送入分纸压线机。,44,28,(3)分纸压线机,分纸压线机是将双面机制成的瓦楞纸板按一定尺寸压线和进行纵向裁切的装置，其构造分为二轴式和四轴式两种。,44,29,(4)横切机,横切机是将瓦楞纸板按一定长度进行切断的设备。,44,30,2.瓦楞纸板的粘合原理,箱板纸与瓦楞芯纸之间是通过粘合剂连接的，粘合剂是瓦楞纸板生产过程中的主要辅助材料之一，其质量好坏直接影响瓦楞纸箱的性能。粘合剂的种类很多，如淀粉系列粘合剂、聚乙烯醇、醋酸乙烯乳液、硅酸钠等，目前广泛使用的是淀粉系列粘合剂。,44,31,胶料渗透面纸内表面及瓦楞芯纸表面，进入纸板的纤维间隙

14、里引起渗透粘合,面纸和瓦楞芯纸与粘合剂表面形成有粘合剂肩的接合，即形成表面粘合,渗透到纸板的粘合剂同纸板表面的粘合剂肩形成一个集合，这种粘合剂本身分子间的结合称为凝聚粘和,44,32,44,33,44,34,2.2瓦楞纸箱的生产工艺,44,35,一、瓦楞纸箱的工艺流程,瓦楞纸箱的制造工艺包括把瓦楞纸板制成瓦楞纸箱的全部工序，通常要根据设计工艺对瓦楞纸板进行裁断、横压线、印刷、开缝、纵压线、接合等作业。几种典型的制箱工艺流程:(1)裁断横压线开槽印刷接合;(2)裁断、横压线开缝、纵压线印刷接合;(3)裁断、横压线印刷、开缝、纵压线接合;(4)印刷、开缝、纵压线接合。(5)印刷、开缝、纵压线、接合

15、。在(4)、(5)中，裁断和横压线是在瓦楞纸板生产线上进行的。近来，较多采用第(5)种制箱工艺，在一台综合作业机上完成全部工序的趋势在增加。,44,36,二、瓦楞纸箱的生产过程,1.裁断与压线 2.开槽 3.印刷 4.接合,44,37,裁断与压线,压线一般有横压线和纵压线之分。横压线是与瓦楞成直角的压线，纵向压线是与瓦楞平行的压线，在瓦楞纸板生产线上进行的压线是横压线。横压线的压入力比纵压线强，这是由于面纸和瓦楞芯纸的刚性以及瓦楞结构在纵、横两个方向上不同所致。纵压线多数采用开槽机、印刷开槽机或者折叠粘合机来完成。,44,38,2.开槽,开槽一般紧随纵压线之后进行，而且使用同一台机器，即切断压

16、线机(俗称冲切机)。这种机器的功能是纵向压线、横向切割(与纸板输入方向成直角切割)、开槽(冲切)，然后进行纸箱接头的直角切割。印刷冲切机或折叠粘合机均设有开槽机构。,44,39,3.印刷,瓦楞纸板的印刷通常使用凸版印刷、凹版印刷、平板印刷和网版印刷，最广泛使用的是凸版印刷，如图所示。在瓦楞纸板印刷时，使用油墨主要是油性油墨、速干性油墨以及高速印刷油墨。,44,40,铁线钉合、胶带贴合以及粘合剂粘合。纸箱的压缩强度是：胶带贴合粘合剂粘合铁线钉合，粘合剂接合强度大，加工效率高，纸箱强度不降低，材料费用低。所以近些年发展非常快，有逐渐取代铁线钉合的趋势。在使用粘合剂接合时，所用的粘合剂主要是聚醋酸乙

17、烯乳液，其粘度随所用的机器种类而定。,4.接合,44,41,三、防潮瓦楞纸箱的生产,采用涂敷、浸渍等方法对瓦楞纸板或瓦楞纸箱进行加工处理，可以提高瓦楞纸箱的防潮性能。常见的有覆盖瓦楞纸板的外表面，浸渍瓦楞纸板的中间瓦楞芯纸，对箱板纸或瓦楞纸板进行浸渍或涂敷等方法。,44,42,1.在瓦楞纸板上涂覆盖层,在瓦楞纸板上涂覆盖层可以采用帘式涂布法，涂布机涂布原理如图所示。瓦楞纸箱裁片随着传送带通过熔融的蜂蜡帘幕(似水帘，帘幕由有缝隙的喷头形成)，蜂蜡液用循环泵由贮液槽送到缝隙喷头里，多余的蜂蜡流入集液槽，再流回到贮液槽。,44,43,2.防潮瓦楞纸板的生产,瓦楞纸板机的特殊装置，在一定的温度和压力下，便石蜡液雾化，并浸渍瓦楞纸板，多余的蜡液用真空抽气法从瓦楞纸板的另一面抽出。这种瓦楞纸具有很高的防潮性，而且强度大大提高了。,44,44,3.纸箱涂塑,选用以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为主要成分的涂料，在纸箱裁片上涂敷成膜。涂敷后，纸箱的防潮能力有很大提高，而且具有防渗漏、不返潮、耐摩擦等特点。,44,45,Bye-bye,