3.2 包装用纸的分类与结构（课件）《物流包装作业与管理》（水利电力出版社）

3.2.1 包装用纸的分类与结构 1.包装用纸分类 一般定量在225g/m2以下的纸称为纸张，定量在225g/m2以上的纸称为纸板。 ●包装用原纸分为：纸张、纸板。 ●包装加工纸可分为；防潮纸；防锈纸；多层铝塑复合纸；瓦楞纸板等。 2．纸的结构 纸幅结构的指标主要有：纸的孔隙率、纸的比表面积和纸的匀度。 ●纸的空隙率：这种性质是透气性以及对水、其他液体、各种溶液、乳浊液、悬浮液的过滤和吸收性能。 ●纸的比表面积。这是指单位重量或者单位体积的表面总面积。单位为m2/g或m2/cm3。 ●纸的匀度。即纤维在纸中分布的均匀程度。在透光处观察可判断纸的匀度。 纸的结构的均匀性，对纸张的透气性、吸收性能和机械强度都有很大影响。 ？ 3.2.2纸的主要性能 具体测定纸的机械强度及其它性能的指标主要有以下方面： 1.抗张强度与伸长率 抗张强度是纸和纸板的一项基本的物理量指标，是指纸样单 位横截面上所受的抗张力。其表达式为： P=T／F 纸张的抗张强度通常更普遍地以裂断长度来表示。裂断长度的表 达式为： L=T／BW×100 伸长率是纸样受到张力至断裂时所增加的长度对原试样长的百分比。即： 伸长率=（L—L0）／L0×100％ 2.耐折度 纸的耐折度是表示纸张受一定外力拉伸之后，将其来回折叠使其断裂，以其折叠的次数来表示纸张耐折的性能。 耐折度值分纵向耐折度和横向耐折度两种，一般纵向耐折度比横向耐折度高些。 3.耐破度 　 耐破度是指纸在单位面积上所能承受的均匀增大的最大压力，单位为 N。耐破度这个机械强度指标仅限于包装用纸和纸板。 　　 耐破度有绝对耐破度和相对耐破度。直接从试样仪器上的测定结果是绝对耐破度；相对耐破度则是测出的耐破度换算成相当于定量为100g／m2的纸的耐破度。 　　　　　　表达式为：C=S／W×100 4.撕裂度 　　 撕裂度一般用绝对撕裂度、相对撕裂度、撕裂面积来表示。 　 　 ●绝对撕裂度。表达式为： 　　　　 Ra=R×16／n 　　 ●相对撕裂度。用绝对撕裂度的值乘以系数100，即可以得到相对撕裂度的数值，表达式为： Ro= R×16／n×l00／G 　　 ●撕裂面积。是表示纸张的绝对撕裂（N）与其定量（g／m2）之比的术语。 　　 影响纸的撕裂度的因素有：干燥条件、紧度、纸浆类型及周围空气的相对湿度等。 5.耐磨强度 有各种用于定量测定纸的耐磨强度的仪器。纸浆的类型、原始纤维打浆度、周围空气的相对温度等因素都会影响纸的耐磨强度。 6.抗冲击强度 纸抗冲击强度的测定在专门的冲击试验机上进行。仪器的作用原理是用冲头从高25．4mm处冲击试样，其值可按下式计算： A = G × L ×cosα 影响纸及纸板抗冲击强度的主要因素有纤维间的结合力、伸长率及纸张含有的水分。 7.纸的湿强度 湿强度的量度通常是以湿纸张的抗张力对同一纸张在风干状态下的抗张力之比值的百分数表示。有时抗张力的比值也可用相应的耐破度的比值来代替。 8.纸的塑化 塑化就是使纸变为塑性的，并失去刚性，翻页时甚至没有声响，而且这样的纸在平面上没有卷曲的倾向。同时，塑化使纸的耐折和伸长率指标提高，而抗张强度却明显降低。羊皮纸、仿羊皮纸、防油纸、毛巾纸、手帕纸等都要进行塑化处理。 9.透气度 纸张透气度是一定面积，一定真空度下，以每秒钟透过纸张的空气量或透过100ml空气所需的时间表示。纸袋纸、防锈包装纸、卷烟纸、电缆纸等都对透气度有一定要求。 10.施胶度 施胶度是表示纸与纸板对墨水书写不渗透的程度，及抗湿润等的性能。 11.环压强度 在一定的加压速度下，使环形的试样平行受压力，压力逐渐增加，最后使试样压毁，此时该试样所承受的压力既是环压强度。 3.2.3 主要包装用纸张 1.羊皮纸 羊皮纸有两种，一种是动物羊皮纸，一种是植物羊皮纸。 植物羊皮纸又叫硫酸纸，按用途一般可分为工业羊皮纸和食品羊皮纸。 工业羊皮纸按定量分为75g／m2、60g／m2、45g／m2三种。具有防油、防水、湿强度大的特性，适用于化工药品、仪器、机器零件等工业包装用。 食品用羊皮纸按定量分为60g／m2、45g／m2两种，适用于食品、药品、消毒材料的内包装用纸，也用于其他需要不透油耐水性的包装用纸。 具体技术指标分别列于表3—7和表3—8中。 表3—7是用于机械零件、仪表、化工药品等工业包装用羊皮纸的标准。 表3—8是适用于食品、药品、消毒材料的内包装用纸，及需要不透油和耐水性的包装用食品羊皮纸标准。 表3—8是适用于食品、药品、消毒材料的内包装用纸，及需要不透油和耐水性的包装用 食品羊皮纸标准。 2.普通食品包装纸 普通食品包装纸是一种用100％的化学浆抄制而成的纸。 普通食品包装纸分为Ⅰ型（内分为A、B、C三等）、Ⅱ型（分B、C两等）、Ⅲ型（分A、B、C三等）三种。Ⅰ型食品包装纸为双面光纸，必须两面平滑；Ⅱ型、Ⅲ型为单面光纸，光面应有较好的光泽。 下表是Ⅲ型技术指标，（表3—9）。 3.中性包装纸 中性包装纸是一种用100％硫酸盐木浆抄制成的纸。这种纸比较粗糙。 中性包装纸的突出特点是强度高，在工业上用途非常广泛。中性包装纸分为包装纸和纸板两种。 其技术指标可参看教材（表3—10）。 4.鸡皮纸 鸡皮纸一般是用于工业产品和食品包装的用包装纸，分为A、B、C三等，定量仅为一种：40g／m2。工业品包装用鸡皮纸的技术指标见表3—11。 5.玻璃纸和防油纸 玻璃纸是由高度打浆的亚硫酸盐木浆制成，是一种透明或半透明的防油纸。而防油纸通常由亚硫酸盐木浆，经由高度打浆及细磨后制成，表面涂布多在磨光阶段完成。 玻璃纸和防油纸特别适用于食品包装，其用量约占总产量的85％。 6.牛皮纸 牛皮纸是高级包装用纸，用途十分广泛，大多供包装工业品。 牛皮纸分A、B、C三等：A等牛皮纸原料采用100％硫酸盐针叶木浆；B、C等的牛皮纸原料采用硫酸盐针叶木浆为主，还掺入一定比例的其他纸浆，近年有采用竹浆、红麻全杆浆、棉杆浆为主，掺入少量硫酸盐针叶木浆生产B、C等牛皮纸。 下表分别是条纹牛皮纸和牛皮纸的主要技术指标。 表3—12是适用于直接出口，包装出口商品及其它商品包装用条纹牛皮纸标准。条纹牛皮纸分A、B、C三等。 7.纸袋纸 纸袋纸通常用未漂白、半漂白或漂白硫酸盐化学纸浆加废纤维素或亚硫酸纤维素制成，可用来生产多层纸袋。 对纸袋纸的基本要求是：有较高的抗拉强度、耐破抗力及撕裂抗力。下面介绍几种主要的纸袋用纸。 （1）普通纸袋纸 普通纸袋纸是制作纸袋的主要纸种。一般分为三种型号（优等品、一等品、二等品）。纸袋纸的主要技术指标见下表3—14。这是适用于水泥、化肥、农药等包装袋用纸袋纸。 （2）微皱纹纸袋用纸 用微皱纹纸袋纸制成的纸袋，伸长性好、劲度大、耐撕裂，特别适用于混合型运输、出口运输及远距离运输。 （3）微细皱纹纸袋用纸 微细皱纹纸在于它有非常细微的皱纹，几乎不易觉察到，具有较高的拉伸率(8％—12％)。 （4）防潮纸袋纸 防潮纸袋纸用未漂白的硫酸盐化学纸浆制造，防潮纸袋纸用于制造包装散粒产品、无机肥料以及在高湿度运输环境下的其他货物的纸袋。 （5）复制纸与增强纸袋纸 复制纸具有较高的防水性及较高的破断强度，可用于包装湿性物品，作纸袋的内表层。 增强纸袋纸是由两层纸间套上合成纤维、玻璃纤维交织的增强网层制成的，纤维与纸相比有很好的延伸性，制造这种纸时一般采用皱纹纸或微细皱纹纸。 （6）各类涂布纸袋纸 纸袋纸为了达到防潮性能及其他性能的目的，可以采用涂布的方法，例如沥青油纸、沥青涂布纸、聚乙烯涂层纸、硅胶涂层纸、蜂蜡涂层纸、橡胶沥青涂层纸等。 8.防锈纸 防锈包装纸有多种，下面介绍的是防锈效果较好的气相防锈纸。气相防锈纸主要适用于金属材料及制品作防锈包装，气相防锈纸分为A、B、C三等。其性能标准见表（3—15）（3—16）。 3.2.4 主要包装用纸板 包装用各类纸板的一般性能要求是： ●表面具有良好的印刷性能； ●具有良好的折叠性，折叠后不致破裂，具有均匀的基重及厚度； ●纸板平整，不翘曲，层与层之间不能有脱层现象； ●具有足够的劲度，产品包装及合理堆高后仍能保持原有外形； ●具有良好的抗水性、抗油性及尺寸稳定性； ●具有一定的耐磨性，涂层应不易擦除或刮除。 下面介绍几种主要包装纸板及一般性能。 1.包装纸板 包装纸板是专用于制作工业产品和商品包装纸盒的一种薄型纸板，分为平板纸板和卷筒纸板两种。标准纸板的基本技术指标见表3—17。标准纸板分为A等和B等。 2.黄纸板 又称草纸板，是一种低级包装纸板。它主要用作于包装衬垫及将印刷好的或未经印刷的胶版印刷纸等裱糊在表面，制作各种中、小型纸盒供包装食品、糖果、皮鞋等用。 黄纸板的质量等级分特号、一号两种，目前生产的多为一号产品。其定量规格有六种，从3l0g／m2开始，每递增一个规格，定量增加110ｇ／m2。其纸板多数为平板纸，尺寸为787×1 092ｍｍ，也有少量卷筒纸。 3.白纸板 白纸板是销售包装的重要包装材料。其主要用途是经彩色套印后制成纸盒。 白纸板为平板纸板，尺寸为787×1 092mm，880×1230mm或按订货合同要求规定。按质量水平分为A、B、C三等，且有单面、双面之分。 4.牛皮箱纸板 牛皮箱纸板是运输包装用的高级纸板。它具有物理强度高、防潮性能好、外观质量好等特点。它主要用于制造外贸包装纸箱及国内高级商品的包装纸箱的面纸，作为电视机、电冰箱、大型收录机、缝纫机、自行车、摩托车、五金工具、小型电机等商品的运输包装用。 牛皮箱纸板目前有特号、一号两种规格，特号牛皮箱纸板主要用于外贸出口包装。一号牛皮箱纸板主要用于制作包装高档轻纺产品、日用百货、家用电器等的包装箱。牛皮箱纸板的技术指标见表3—18。 5.箱纸板 箱纸板与牛皮箱纸板一样，都是用来制作运输包装纸箱的主要材料。国产箱纸板按质量分为A、B、C、D、E五个等级，其中A、B、C为挂面纸板。 A等：适宜制作精细、贵重和冷藏物品包装用的出口瓦楞纸板。 B等：适宜制作出口物品包装用的瓦楞纸板。 C等：适宜制作较大型物品包装用的瓦楞纸板。 D等：适宜制作一般物品包装用的瓦楞纸板。 E等：适宜制作轻载瓦楞纸板。 箱纸板的技术指标见表3—19。 6.瓦楞纸板 瓦楞纸板是在物流包装中应用最广的一种纸板，瓦楞纸板具有较高的强度，它的挺度、硬度、耐压、耐破、延伸性等性能均比一般纸板要高。 （1）瓦楞纸板的特点 瓦楞纸板之所以应用非常广泛，主要是与传统的包装材料相比较，具有以下优点： ●方便运输。 ●重量轻。 ●减震性强。 ●原料广泛。 ●易于标准化生产。 ●方便物流作业。 ●纸板箱还可以由瓦楞纸板与各种覆盖物或防潮材料结合起来制造，可大大扩展纸板箱的使用范围。 （2）瓦楞纸板的形状 瓦楞纸板按其瓦楞的形状分为U型、V型和UV型三种。V型瓦楞平面压缩强度大，缓冲性能较差，使用胶粘剂较少，用芯纸少，不易贴合。U型瓦楞富于弹性，缓冲性能好，耐压力强，粘胶时施胶较多，用芯纸多，容易贴合，但若施加过重的压力后不能恢复原状。UV型瓦楞具有前二者的优点，耐压强度较高，所以这种瓦楞形状得到了广泛的应用。 （3）瓦楞纸板的类型 瓦楞纸板按GB/T 6544—1999的规定代号 按不同的包装要求，可采用不同类型的瓦楞形式。瓦楞纸板可以有不同的瓦楞层截形，主要有五种：大瓦楞A型、小瓦楞B型、中瓦楞C型、微瓦楞E型、超微小瓦楞K型。国内一般采用前四种。各种截面形式的瓦楞规格及性能见表3—20。 （4）瓦楞纸板的强度及变化 GB/T6544—1999规定的瓦楞纸板，按物理强度将单瓦楞纸板和双瓦楞纸板各分为4种，具体标准如表3—21 7.平粘合纸板 平粘合纸板是一种多层材料，它由两层或两层以上的平面纸板紧密粘结而成。用这种纸板制作的纸板箱包装，强度就越高。平粘合纸板的承压强度超过瓦楞纸板的承压性能。 平粘合纸板主要用于制造普通的四扇折叠式包装箱、带盖的包装箱以及托盘式的包装箱，或者具有木板条的联合式的包装箱等。而耐潮纸板可用作寒冷地区运输产品的转运包装箱等。 3.3 木材包装材料 3.3.1 木材的强度指标 1.压缩强度 根据木材受力方向与木纹的关系，可将木材的压缩强度分为顺纹和横纹压缩强度。横纹压缩强度又分为径向（直径方向）和弦向（圆周方向）压缩强度。 2.拉伸强度 木材顺纹拉伸强度较压缩强度大2—3倍，通常可达100—150MPa。 横纹拉伸强度极小，约为顺纹拉伸强度的1/20—1/40。 3.静力弯曲强度 木材具有优良的静力抗弯强度。 4.冲击弯曲强度 木材是很好的抗冲击弯曲的材料，常用作承受横向冲击载荷的制品。 5.剪切强度 木纹对木材的剪切强度有极大的影响。顺纹剪切强度极限最小，并随剪切面与年轮夹角的大小而改变。 横纹弯曲破坏的剪切面多与木材纤维平行，其强度极限远高于顺纹。 6.硬度 木材的硬度也是随纹向而不同，一般树种径切面和弦切面的硬度大致相同。 7.弹性模量 木材的弹性模量较金属材料低，并与纹向有关，这是木制品容易变形的主要原因之一。 3.3.2 木材的吸湿与含水 木材包装材料中与水分含量相关的概念主要包括： 1.相对含水率和绝对含水率 相对含水率是指木材中的含水质量与当时湿木质量的百分比。 绝对含水率是指木材中的含水质量与木材绝对干燥后质量的百分比。木材的绝对干燥质量是将木材置于温度为100—105℃的环境中，烘干至恒重时的质量。 2.饱和含水率 木材在干燥过程中，内部水分逐渐向外输送。当全部自由水业已散失，细胞壁中仍充满着吸附水时，为木材含水量的临界点，一般称为纤维饱和点。这时木材的相对含水率称为饱 和含水率。 3.平衡含水率 由于木材具有吸湿性和还水性，在周围空气的蒸气压与木材表面的蒸气压相等的条件下，木材中水分达到吸收和散发的动态平衡时，的含水率称为平衡含水率。 4.木材的变形 水分在木材中的移动速度在不同方向上是不一致的，顺纤维方向最快，径向次之，弦向最慢。 （1）干缩与湿胀 用木材的干缩率来衡量其胀缩量。其表达式为: 一般情况下，木材的干缩或湿胀是不均匀的，尤其 是厚大的木材更为显著。常用木材最大干缩率见教材（表3—24）。 （2）变形与翘曲 木材的变形和翘曲受它原来的形状、厚薄、宽窄、年轮、纹理、部位、容重、树种以及干燥速度的影响。通常木材的变形均向髓心和湿面方向突出，并向垂直木纹的方向翘曲，以致木制品的接合处松弛或凸起，甚至发生裂纹和开裂。 （3）开裂 当木材干燥不均匀时，在木材内部产生应力，一旦超过木材横纹拉伸强度时，则引起木材的开裂。 （4）容重 一般树种的木材相对密度变动不大，约介于1．3—1.7之间，通常采用平均值1.5。干燥木材的容重平均约500kg／m3，所以木材孔隙率是很大的。 木材的容重随树种、树龄、生长条件、部位、孔隙率、含水率而改变。通常以含水率为15％时的容重作标准，称为标准容重(r15)。 在含水率不超过饱和含水率时，容重可用下列经验公式计算 r15 ＝rw〔1+0．01(1一K体)(15一W)〕 木材容重可以作为计算木材自重和运输重量的依据。 3.3.3 木材的工艺性能 在加工中木材的主要工艺性质如下： 1.握钉力 2.抗劈裂性 3.弯曲能力 3.3.4 我国主要包装木材特点 我国的树木种类约有7 000多种，适于制材的树木也有2 000种以上，而用于包装的主要木材有以下几种： 1.红 松 2.马尾松 3.白 松 4.杉 木 5.桦 木 6.椴 木 7.毛白杨 3.3.5 木质包装箱用材选择 下面介绍几种主要的木质包装箱。 1.食品包装箱 包装食品树种除同茶叶包装箱用材相近外，尚有油桐、七叶树、珙桐、喜树、悬铃木以及冷杉、鸡毛松等。应该注意，椴木是食品包装箱的忌用材料。 2.机电产品等重型包装箱 机电产品等重型包装箱用材可用龙脑香、白蜡木、水青冈、枫香及松科木种等。 3.茶叶包装箱 目前公认枫香属的树种最适合于作茶叶的包装材料，其次有枫杨、刺桐、蓝果木、黄梁木、橄榄木、木棉、桦木、泡桐、柳木和杨木、金钱松等。应注意，杉木是茶叶包装的忌用材料。 4.军工包装箱 军工包装箱的主要木材是红松、红杉、柏科、鸡毛松、冷杉、云杉以及杨木、柳木、椴木、栗木等树种，其次是松木、落叶松和铁杉等。 5.一般包装箱 一般包装箱树种较多，但以中等硬度以下，容易钉钉者为佳。其用材树种除上述包装用材料外，还有山黄麻、樟科、连香树、马尾树、软合欢、梧桐、臭椿、八宝树、八角枫、刺槐、橡胶树、血桐、黄桐、厚皮木、山桐子各类商品材及山牡莉、香果木等。 3.3.6 包装用人造板材 1.胶合板 胶合板一般采用椴木、桦木、樟木、色木、核桃楸、黄波罗、水曲柳、柞木、栎木等阔叶树种制作，针叶树类如马尾松、云杉、云南松等也可制作胶合板。 胶合板品质的好坏与所采用的胶粘剂品种有很大的关系，常用的胶粘剂的粘合力见表3—25。 在制作胶合板时一般采用三种制造形式：热压固化胶合、冷压 胶合和模压成型。 2.阔叶木材普通胶合板 阔叶木材普通胶合板分为以下四类： ●耐气、耐沸水类胶合板（NQF）。 ●耐水胶合板（NS）。 ●耐潮胶合板（NC）。 ●不耐潮胶合板（BNC）。 3.松木普通胶合板 松木普通胶合板共分四类，每类按其质量和加工工艺同样分为二、三等。 ●完全耐水、耐热、抗真菌，能在室外长期使用。 ●耐水、抗真菌，可在潮湿条件下使用。 ●耐湿，适宜于室内使用。 ●不耐水、湿，只能在室内干燥条件下使用。 $$