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第2节
防划伤涂布纸箱

机械与电子产品中有很多精密零部件,有的表面甚至呈镜面,它们在包装箱内进行动态运输时,零件与纸箱内壁会发生反复摩擦、撞击、振动等相对运动,零件的表面极易被划伤。

尽管瓦楞纸箱本身是一种良好的缓冲材料,具备较大的弹性变形系数和塑变吸能特性,但它的表面较硬且粗糙,缺乏柔韧性,易使内装商品磨损。

例如,国内某厂生产的一款世界著名汽车的抛光车标,原来是用普通纸箱加隔片来运输的,但送到欧洲汽车总装厂时,发现很多零件表面已被划伤,成品率不足80%。

现在一般工厂解决这个问题的常用措施包括:

(1)用特殊塑胶袋包装零件或抽真空;

(2)零件外面包裹柔软的绵巾纸;

(3)纸箱内贴一层多孔轻质海绵(如EVA等);

(4)零件与纸箱间加塞填充物。

零件制造厂在进行如上包装时,会增加包装材料及人工费用,送到装配厂后又要进行人工拆包,废弃的防护物还要作后续的废品处理。

本节介绍一种“防划伤涂布纸箱”的新产品:在纸箱里层的牛皮纸上,定量涂布一层特殊的化学涂料,使纸箱内表面形成一层薄膜,它具备优良的阻尼系数和耐摩擦性能,可有效保护内装物免遭损伤。

对瓦楞纸箱进行特种涂布加工,是近年来在美、日、欧兴起的一项新工艺。

从美国进口的新型涂布机,以及配套的“全自动涂布流水线”,如图2-2-1所示。国内有些企业采用刮刀式涂布(精度稍差),或经改造的印刷机也可实行一般性的涂布工艺。

图2-2-1 精密滚式涂布机

进口涂布机工作的原理是:先在整卷原纸的表面定量涂上所需涂料,经过几组可调压力的滚轮挤压,同时用高温瞬间烘干,涂料中的有效成分被纸张表面吸收,在纸张的浅表层形成了一个新的物质层(见图2-2-2),而涂料中的水分则在烘干时被蒸发。这种原纸表面的涂层厚度可控、精确、均匀,与原纸结合牢固,可有效改变原纸表面的物理与化学性能。目前能进行涂布的品种已有几十款,而“防划伤纸箱”就是其中的一种。

图2-2-2 涂布后表面示意图

有的涂料(或功能性油墨)虽然也可以在纸箱印刷机的常压常温下加工,但它们的缺陷是:涂液(或油墨)与纸箱表面的结合力较差,涂刷不均匀,涂层厚度较难控制。

防划伤涂布纸箱在正常使用情况下,一般有两种供应状态:

(1)在纸箱的内壁“单面”涂防划伤涂料;

(2)如内装物为较小零件,需在纸箱中加分割插片或分层用的垫板,则须在插片和垫板的“双面”都涂防划伤涂料(见图2-2-3)。

图2-2-3 此两面都需涂布

防划伤涂料能将原纸表面原有的凹坑、孔隙等缺陷填充补平,使纸张的表面由粗糙变得光滑,而且涂层本身还具有一定的黏性。

内装物与黏性涂层发生相对运动时产生的阻力,学术上称之为“动力学阻尼”,它与速度的平方成比例,这种黏性阻尼,可使运动能量衰减,大大减轻零件被划伤的可能性。

涂布加工的质量水平,在很大程度上,取决于涂料本身的优劣。美国MICHELMAN公司生产的NOMAR70AF涂料,它的主要成分是:40%的聚合物(内含粒径0.1~10µm的高硬度粒子)和60%的水。它的黏度是125~250cP·s,黏度检测情况为3#量杯15~20s流完。

“防划伤涂布纸箱”按产品性质、易损等级、运输条件等不同,其涂布量分为两类:①轻量涂布:每面涂布量10~20g/m 2 ;②重量涂布:每面涂布量20~30g/m 2

防划伤的涂布质量要求很高,一般须做到:

(1)涂布定量允差小于5%;

(2)表面粗糙度≤3μm;

(3)尘埃度≤1个/米 2

(4)交货水分8%±1%;

(5)纸面平整,涂布均匀,不应有肉眼能看得到的褶皱、破损、斑痕、鼓泡、硬块及条痕等外观缺陷;

(6)正常使用条件下,涂布层的防划伤功能应保持两年。

涂布后的防划伤纸箱,必须进行两次严格的鉴定测试,即“耐磨性测试”与“摩擦系数测试”,由于前者没有相应的国家标准,所以目前一般都采用美国标准“ASTM D5264”《印刷与涂布材料耐磨性测试》,在专用的进口测试仪上进行(见图2-2-4)。

图2-2-4 耐磨性测试仪(进口)

(1)耐磨性测试(按美国标准ASTM D5264执行)

①试样尺寸:3英寸×6英寸;

②摩擦头的重量:2磅(约合0.91千克);

③摩擦速度:42圈/分钟;

④摩擦材料对(副):通用硬质工程塑料与涂布层纸板。

(2)摩擦系数测试(按国家标准GB 10006—2021《塑料 薄膜和薄片 摩擦系数的测定》执行)

①试样尺寸:63mm×63mm;

②试验头重量:2磅(约合0.91千克);

③加压重量:202克;

④测试速度:(100±10)毫米/分钟。

对测试结果的评判,最起码要满足如下两点:

(1)摩擦次数≥300圈,表面无任何划伤痕迹;

(2)摩擦系数μ≥0.18。

只有达到如上质量标准时,涂布纸箱才能判断为合格,允许出厂。

当涂布好的原纸转入下道工序加工时,对涂层的保护不可忽视,如在流水线上复合纸板(接触高温)、外表面印刷(可能接触碱性油墨)、模切与结合(可能刮蹭涂层)等。

“防划伤涂布纸箱”每批次质量是否稳定,须按GB/T 2828.1—2015规定,进行加严检验。

(1)常规产品每隔3~6个月,随机抽样一次,涂布纸送SGS作常规测试(目前国内其他第三方权威机构还不具备该测试条件);

(2)当客户有特殊要求时,随时送检。

“防划伤涂布纸箱”是一项全新的高科技产品,在国内还是“第一个吃螃蟹者”,没有任何经验可以借鉴,以往使用该类特种纸箱的用户,都是从欧美国家直接进口的。

在试制过程中,先后解决了以下问题:

(1)涂层的精密控制与均匀性;

(2)快速烘干温控技术;

(3)涂层与纸张本体的结合牢度;

(4)涂层表面的功能寿命(应达两年以上);

(5)解决纸箱后道的印刷、模切、黏结、封箱等问题。

上述这些措施,使包装箱的物理与化学性能,都得到了优化与改善,而且生产成本低廉,每平方米仅增加成本几毛钱,既可接受一卷纸的小订单,更适宜于大批量的工业化连续生产。

牛皮纸在经过防划伤涂布后,不但可为纸箱内装物提供优良的防划伤保护,而且纸箱的环压强度、耐破强度、耐折度、表面吸水性等其他技术性能指标,也有不同程度的提高,它与传统的防护措施相比,具有安全可靠、使用方便等优点。

“防划伤涂布瓦楞纸箱”属环保产品,不含重金属,不污染环境,可回收再生利用,经SGS检测,符合欧盟RoHS指令,包装物中的有害物质含量远远小于100ppm。

目前,这款新产品的主要客户群,分布在汽车零部件、精密电子、镜面零件、塑料电镀抛光件等行业,与传统用“贴海绵”“包绵巾纸”“抽真空”等方法相比,具有突出的优势,正在被越来越多的客户所认识与使用。 hGgYRHCBHV99saVqsAQBvt0pNFtgw4dz30duHPOKFZt0yqtFl78hpJ4zIZOkyNrB

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