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第1节
高强度四层复合单瓦楞纸板

瓦楞纸箱具有质量轻、性价比高、结构性能好、耐戳穿、缓冲、防震、可折叠、印刷适应性强、环保可回收,以及适合自动化包装作业等优点,在与其他包装材料的激烈竞争中,瓦楞纸箱以其独特的性能,成为迄今为止常用不衰、发展迅猛的纸质包装容器,是现代运输包装中重要的一种包装形式。

一般瓦楞纸箱只宜装载轻质物品,且不宜长久储存,所以化工、机械等产品的出口,大多采用木质包装箱和纸桶、铁桶等,其缺点包括:

(1)成本高,不符合环保要求;

(2)运输、储存时占用空间大,用后处理困难;

(3)木箱出口需经熏蒸处理等。

近年来,国内外都在抓紧研制开发新结构的瓦楞纸箱,力图以纸代木,以纸代金属,降低资源消耗,节约生产成本。国内的重载荷纸箱,一般都采用双瓦楞结构、三瓦楞结构,甚至更多层数的纸板。但在欧美等强国,则以单瓦楞结构、双瓦楞结构为主,国家权威包装机构曾有这样的统计对比数据(见表1-1-1)。

表1-1-1 对比数据表

由此可见,发达国家的瓦楞纸板用材省,所用资源少,成本低,占用空间小。因此,大力开发重载荷单瓦楞纸箱是未来一个阶段的发展方向。

我们研制了一款新产品——高强度四层复合单瓦楞纸板。

为了使测试的数据具有可比性,以美国的ASTM纸箱标准进行纸张的配材(注:德国DIN 55468—1纸箱标准与美国标准相仿),在美国标准中,单瓦楞纸箱内装物的最大质量可达55kg(注:中国标准GB/T 6543—2008“表1”中规定,单瓦楞内装物极限重量为40kg),此时美国标准纸板的面纸、里纸定量都为440g/m 2

普通的单瓦楞纸板是由3张纸或纸板黏结而成(见图1-1-1)。

图1-1-1 普通单瓦楞纸板

新的四层复合单瓦楞纸板,则由4张纸或纸板黏结而成(见图1-1-2),包括面纸、里纸(均为440g/m 2 )和瓦楞纸(100g/m 2 +100g/m 2 ),其中瓦楞纸属于复合瓦楞纸,是由两张瓦楞纸经聚醋酸乙烯酯黏合剂复合而成,从外观看,两者没有明显区别。

图1-1-2 四层复合单瓦楞纸板

但经国际SGS权威检测,四层复合单瓦楞纸板,其关键指标已远超德国A标与美国标准规定的要求,达到世界先进水平,与国内某些近似产品相比,更是有了质的飞跃。

表1-1-2 关键技术指标对比表

由表1-1-2可知,四层复合单瓦楞纸板的技术指标已超欧美,边压强度是德国A标的1.48倍,戳穿强度是德国A标的1.33倍,耐破强度是德国A标的1.35倍,而且所有指标都超过美国标准,完全满足我国单瓦楞重磅纸箱出口运输的要求,同时,也超过了GB/T 6544—2008中规定的双瓦楞纸板标准,由此可见,四层复合重型单瓦楞纸板完全可以取代大部分双瓦楞纸板。

四层复合单瓦楞纸板,在恶劣温湿环境下的边压强度指标,优于常规五层双瓦楞纸板,应国内某著名IT生产商的要求,笔者做过如下一组试验:在常温条件下,两组对比样品的边压强度均为8000N/m,但在温度35℃、相对湿度95%时,各自的变化却很大,我们每24小时测量一次,连测7天,结果令人惊讶(见图1-1-3)。

图1-1-3 边压强度变化

由图1-1-3可知,四层复合单瓦楞纸板的边压强度只下降了35%,而常规五层双瓦楞纸板却下降了60%,这是因为四层复合瓦楞纸板的黏结剂——聚醋酸乙烯酯,要比社会上常用的五层瓦楞纸板的黏结剂——玉米淀粉浆的拒水性更优越。

另一个对比试验是,将两张100g/m 2 的复合瓦楞纸,改用一张200g/m 2 的瓦楞纸,在其他材质、加工条件完全相同的情况下,加工成常规三层单瓦楞纸板,测试结果显示:其边压强度仅为12393.4N/m,戳穿强度14.04J,耐破强度2200kPa,都明显低于四层复合单瓦楞纸板。

由图1-1-2可知,两张瓦楞纸的中间是一层经高温固化的聚醋酸乙烯酯黏合剂,用量约12g/m 2 左右。

该新产品与国内某些类似产品的最大区别,后者是用糨糊作为黏结剂,且采用条状黏合,说明此糨糊只起黏结作用,而采用聚醋酸乙烯酯作为黏合剂,是整面上胶,不仅起到黏结作用,将两层瓦楞纸复合起来,更重要的是,固化后的聚醋酸乙烯酯黏合剂,在两张柔软的瓦楞纸中间形成一个刚性骨架,起到强化作用,故四层复合单瓦楞纸板具有很高的物理强度指标。

由于该黏结剂具有良好的耐冲击、阻隔、防潮、防水性,所以复合后的瓦楞纸板具有较高的戳穿强度、耐破强度、阻隔性能等,同时,四层复合单瓦楞纸板属于绿色包装材料,两张瓦楞纸中间的黏结剂符合欧盟RoHS指令的规定,本身可以降解,在造纸厂再生时不会产生任何影响,安全环保可回收。

因为四层单瓦楞复合纸板比普通的五层双瓦楞纸板薄了很多,所以用前者做成纸箱的空箱抗压强度指标并无优势。

四层复合单瓦楞纸板成本低廉,目前主要的服务对象,分布在化工、汽车零部件、机电、家用电器等领域,在出口欧美的产品中,只要内装物重量不超过55kg,都可以大量、安全地使用这款新产品。

我国部分木材存在松树害虫,各进口国对中国的木包装有极为严格的熏蒸要求,给包装制造厂带来很大的麻烦和损失,本产品的投产使用,可以解决一部分“以纸带木”包装的难题。

本技术项目在“2021年全球瓦楞行业大赛”中,荣获“最佳材料创新”的国际大奖,奖金2000美元。 g9rZthl4o8Iq5WflcIgQcdaIOY9/arxeTULlrwVRebGZdKtr65rWLe9FRW21H6Ay

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