瓦楞纸箱成型与印刷
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第一节 瓦楞纸板的种类及特性

瓦楞芯(原)纸经过起楞加工后形成有规律且永久性波纹的纸称瓦楞纸(楞纸,fluted paper)。由一层或多层瓦楞纸黏合在若干层纸或纸板之间,用于制造瓦楞纸箱的一种复合纸板称瓦楞纸板(corrugated fiberboard)。瓦楞纸板具有较高的强度、挺度、硬度、耐压、耐破、延伸性及弹性等,由它制成的纸箱比较坚挺,有利于产品的包装。

一、瓦楞的形状和楞型

瓦楞纸板的性能与瓦楞的形状和楞型有关。使用质地相同的面纸和芯纸制成的瓦楞纸板,因瓦楞的形状和楞型不同,瓦楞纸板的性能也不同。

1.瓦楞的形状及特性

瓦楞纸板的抗压强度与瓦楞的形状有直接关系。瓦楞芯纸的剖面结构近似三角形,呈波纹状的两个波峰表面和衬纸黏合,形成连续的拱形。从结构力学的角度分析,其形状非常科学合理,具有较大的刚性和良好的承载力,富有弹性和较高的防震性能。

瓦楞的形状一般分为U形、V形和UV形三种,如图1-1所示。

图1-1 瓦楞的形状

(1)U形瓦楞 弹性好,黏合好,但纸与黏合剂用量大,平压强度低,只能在弹性限度内有恢复能力,施加过重的压力不能恢复原状。瓦楞辊磨损量少,在较大外力作用下瓦楞芯纸波峰被压坏的现象极少,大多数现象是两侧的直线被压弯。

(2)V形瓦楞 挺度好,还原能力差,纸与黏合剂用量小,粘接能力差,但成本低。在上下瓦楞辊轧制楞形过程中原纸局部受力较大,易造成瓦楞原纸成型过程中波峰被压溃而呈断裂状(当原纸质量较差时尤为明显),严重时甚至不能正常工作。另外,由于瓦楞辊齿形较尖容易导致瓦楞辊磨损,从而增加了设备的投资及维修费用。

(3)UV形瓦楞 综合前两者之优点,耐压强度高,承载能力强,且刚性、防震性及弹性好。目前国内外市场提供的瓦楞机,若无特殊说明,其瓦楞形状均采用UV形。

2.瓦楞的楞型

目前世界各国普遍使用的瓦楞,主要有以下五种楞型:A型、C型、B型、E型和F型。一般来讲,楞型较大其抗震、缓冲能力好,垂直压力大,但平面压力与平行压力差。瓦楞规格型号种类见表1-1。

表1-1 瓦楞规格型号种类

注:1.楞型规格A、C、B、E、F型选自GB/T 6544—2008。
  2.表中瓦楞形状均为UV形。
  3.成型系数决定单位长度(m)的单面瓦楞纸芯有多少个瓦楞。瓦楞形状因单位长度(m)的楞数、楞高及间距或成型系数的不同有所不同。

(1)A型瓦楞 高而宽,柔软而富有弹性,缓冲性能好,垂直耐压强度高,但承受平面平压性能差。通常用于运输包装,制造包装易碎物品的纸箱,以及对缓冲、碰撞和各种动载荷要求很高的产品的衬套、衬垫和减震元件等。

(2)B型瓦楞 低而密,单位长度上瓦楞个数多。其性能与A型瓦楞相反,具有较高的平压强度,因而受压不易变形,稳定性较好,具有较高的刚性,瓦楞纸板表面较平整,使之具有光滑的印刷表面,并容易裁切加工,但耐垂直压力性能较差。通常用来制作具有足够刚性,并不要求有减震防护的产品包装,如罐头、日用化工产品、小包装食品及小五金、木器等包装。双层结构的B型瓦楞纸板通常也可用来包装要求表面防护的物品,如贵重家具、图画和灯具等。

(3)C型瓦楞 介于A型瓦楞和B型瓦楞之间,强度适中。因其刚度和堆积强度性能使得C型瓦楞最常用,适用于一般物品的包装,可以有效地用来包装易碎制品以及要求防护其表面的硬制产品。现已成为欧美国家采用最多的楞型。

(4)E型瓦楞 单位长度内的瓦楞数较多,具有薄而硬的特点。瓦楞纸板能承受较大的平面压力,纵向垂直压缩强度和横向压缩强度相同,适用于制作销售用包装瓦楞纸盒,可适应胶版印刷的需要。

(5)F型瓦楞 替代比较重的实心纸板和盒用纸板。实心纸板的厚度限制了它的印刷性能(图1-2),相对于盒用板纸,F型瓦楞具有商业价值,F型瓦楞可成为B型瓦楞和E型瓦楞的替代品。

图1-2 瓦楞楞型

(6)K型瓦楞是一种特大瓦楞,每米瓦楞数75~85个,楞高6.00mm,楞宽11.70mm。D型瓦楞是超大瓦楞,每米瓦楞数67个,楞高7.50mm,楞宽14.96mm。近年来,随着对新型包装材料和包装加工工艺的研究与开发,重型瓦楞纸箱由于其强度大、刚度大,且可适用更大范围的内装物质量,其应用范围也越来越广泛。

(7)微细瓦楞通常指楞高在E楞及以下(即楞高<1.1mm)的瓦楞纸板,包括F楞、G楞[0.5~0.6mm,(185±12)个/300mm]、N楞(0.4~0.5mm,200个/300mm±15个/300mm)、O楞(0.3mm,267个/300mm)。微细瓦楞纸板的特点是楞数多、瓦楞原纸定量轻且强度低。以微细瓦楞纸板取代E楞纸板已成趋势,很多大公司已经开始改用G楞板来装箱。据有关资料显示,超薄型瓦楞纸板市场每年将会以20%的惊人速度增长。

微细瓦楞纸板因具有成型坚挺、美观大方、不易显瓦楞形状、质轻板薄、密度大的特点,替代实心纸板或作包装内托。微细瓦楞的优点如下:

①良好的抗压性能 一般地,在定量相同的情况下,微细瓦楞纸板的抗压强度高于实芯纸板,由微细瓦楞纸板制成的包装纸盒(箱)具有较高的堆码强度。据统计,F楞纸盒的堆码强度可比同定量实芯纸板盒高2~3倍。因此,对于对包装的抗压强度和堆码强度要求较高的商品来说,微细瓦楞包装是比较理想的选择。

②良好的印刷适性 A楞、B楞等传统楞型的瓦楞纸板在受压时容易发生变形,印刷过程中易造成纸板跑偏、厚薄不均等问题,大大影响了印刷的精度和稳定性。微细瓦楞纸板可以直接胶印印刷,可直接进行覆膜、UV上光、烫印等工艺,印刷质量更精美(图1-2),更能展示产品特性、体现设计思想、提高产品档次,是制作展示性瓦楞包装的绝佳选择。

③良好的缓冲效果 微细瓦楞纸板具有良好的缓冲效果,常被用来替代传统的聚乙烯泡沫塑料(EPE)、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)等缓冲材料。如很多食品、化妆品、数码电子产品等都用微细瓦楞纸板做内衬,既环保,又提高了包装的抗压强度,同时也提升了包装档次。

④绿色环保 微细瓦楞纸板厚度小、重量轻,例如G楞纸板高度仅为0.55mm,重量较实心纸板轻30%~40%,却具有良好的堆码能力和吸震性能。因此,可以有效地降低包装物料成本和运输成本,同时具有纸制品固有的环保特性,易于回收,可再生利用,是理想的绿色包装材料。

二、瓦楞纸板的种类及特性

瓦楞纸板主要用来制作瓦楞纸箱和纸盒,此外还可用作包装衬垫缓冲材料。瓦楞纸板属于各向异性材料,当向瓦楞纸板施加平面压力时,纸板富有弹性和缓冲性能;当向瓦楞纸板垂直方向施加压力时,瓦楞纸板又类似于刚性材料,在压缩、拉伸和冲击状态下,瓦楞纸板的平贴层起着固定瓦楞位置的作用。根据商品包装的需求,瓦楞纸板可以加工成单面(二层)、三层、五层、七层瓦楞纸板等。瓦楞纸板制作纸箱、纸盒或用途不同时,瓦楞的层数不一样,见图1-3。

图1-3 瓦楞纸板的层数

1—单面瓦楞纸板;2—单面楞纸板;3—双瓦楞纸板;4—三瓦楞纸板

(1)单面瓦楞纸板 单面瓦楞纸板由一张面纸和瓦楞纸黏合而成,亦称为二层纸板。一般用作玻璃、陶瓷器皿、灯管、灯泡等商品包装的贴衬保护层或制作轻便的卡格、垫板,以缓冲商品在贮存和运输过程中的振动或冲撞。

(2)单瓦楞纸板 单瓦楞纸板(三层瓦楞纸板,single-wall corrugated fiberboard),由两层纸或纸板和一层瓦楞纸黏合而成的瓦楞纸板。多用于生产中包装、外包装的小型纸箱和一般运输包装。三层瓦楞纸板在瓦楞纸板中占有较大的比重。单瓦楞纸板一般易成型、易折叠,可实现的设计结构应用较多,但单瓦楞纸板的抗压强度有限。

(3)双瓦楞纸板 双瓦楞纸板(五层瓦楞纸板,double-wall corrugated fiberboard),由三层纸或纸板和两层瓦楞纸黏合而成的瓦楞纸板。双瓦楞纸板抗压强度好,耐破度、抗压强度、缓冲保护性能俱佳,应用于一般纸箱。

(4)三瓦楞纸板 三瓦楞纸板(七层瓦楞纸板,triple-wall corrugated fiberboard),由四层纸或纸板和三层瓦楞纸黏合而成的瓦楞纸板。七层纸板具有纵向同横向压缩强度一样的特点,可使纵向强度增加,而纸板的厚度减薄。主要用于重型商品(如摩托车等)的包装,有时利用其作一些高强特殊衬垫。用于制作重型商品包装箱,包装大型电器、小型机床及塑料原料等。

对于双楞以上的多层瓦楞纸板,在考虑楞型组合时,总是将楞数多的瓦楞芯纸贴在靠近需要印刷的一面,因其平整度好,抗外来破坏的能力也较强;靠近商品侧则贴合高而宽的瓦楞芯纸,利用其富有弹性、缓冲性好的优点,以期更好地保护商品。

三、瓦楞纸板的结构、分类及分等

(1)结构 瓦楞纸板结构的规定见图1-3。

(2)分类 单瓦楞纸板和双瓦楞纸板按照其最小综合定量不同各分为1类~5类,三瓦楞纸板按照其最小综合定量不同分为l类~4类,见表1-2。瓦楞纸板最小综合定量(minimum combined weight of facings,including center facing(s)of double wall and triple wall board),除瓦楞纸以外的组成瓦楞纸板的各层纸或纸板定量之和。

(3)分等 瓦楞纸板按质量分为优等品和合格品,见表1-2。

表1-2 瓦楞纸板的分类及分等

注:1.各类级的耐破强度和边压强度可根据流通环境或客户的要求任选一项。
  2.S——单瓦楞纸板,D——双瓦楞纸板,T——三瓦楞纸板。

四、瓦楞纸板技术要求

1.材料

①瓦楞纸板所用材料的定量及质量水平应根据瓦楞纸板耐破强度和边压强度的要求选择符合GB/T 13024和GB/T 13023中的相关质量水平等级的材料。

②采用淀粉黏合剂或其他具有同等效果的黏合剂。

2.瓦楞纸板

①瓦楞纸板的各项技术指标应符合表1-2的规定。

②瓦楞纸板任一黏合层的黏合强度应不低于400N/m。

③瓦楞纸板的交货水分应不大于14%。

④瓦楞纸板的外观质量 不应有缺材、薄边,切边应整齐,表面应清洁、平整,在每1m的单张瓦楞纸板上,不应有大于20mm的翘曲。