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第7章物流包装材料 1 了解包装材料的发展 2 了解目前常用的包装材料分类 3 了解常用材料的性能 包装设计是以包装材料为依托的 因此必须熟悉现有的包装材料的类型 性能及其应用范围 现有的包装材料主要有四种 分别是纸 塑料 玻璃和金属 第一节包装材料的发展 一 金属材料包装的发展200年以前开始使用金属作为包装材料 其质感好 保护性能强 印刷精美的优点提升了商品的档次 1810年 杜兰德发明了用金属罐保存食品的方法 美国内战期间 出于军队的需求和人们储存食品以备战乱的需要 金属罐头广泛应用 1841年 美国肖像画家用挤压法制造了金属管装的颜料 1868年 彩色印铁技术发明 金属包装材料的形象大福提升 1892年 高露洁使用了金属软管包装牙膏 20世纪30年代 许多日用品和食品开始使用铝制软管作包装 如牙膏 鞋油 奶酪等 铝制品的质量优势在包装中得到体现 1963年铝制易拉罐诞生 二 纸板包装的发展 纸板包装成本低 制作工艺相对简单 印刷精美 宣传效果好 瓦楞纸板 蜂窝纸板的缓冲性能好 重量轻 科技的进步也使得纸板防油 防潮性差的缺点得到改善 厂家包装的问世 促使了包装纸盒的发明 1850年 折叠纸盒在美国出现 生产工艺的改进大大降低了纸盒的成本 1897年 美国开始出现经过涂蜡处理的饼干纸板箱包装 20世纪50年代 瑞典一家公司用纸板与塑料复合而成的纸包装牛奶 目前 我国全国人均纸张消费30公斤 不及世界人均消费水平的一半 远远低于发达国家人均200 300公斤的水平 2005年我国纸张的消费量将达到3800 4000万吨 2015年将增至6000 6500万吨 我国纸张产品市场蕴藏着巨大的潜力 三 玻璃包装的发展玻璃起源于埃及 公元前16世纪 古埃及人用热压法生产玻璃容器 公元前1世纪 罗马人发明了吹制玻璃的方法 创造了 浮雕玻璃工艺 1809年 阿伯特发明了用玻璃瓶保存食品的方法 1884年 牛乳开始使用玻璃瓶进行罐装产品 1903年 欧文斯研制了全自动玻璃制造机械 降低了玻璃瓶的成本 20世纪后 刚化玻璃 喷啥工艺 彩绘工艺等的应用使玻璃包装更加美观 四 塑料包装的发展1907年 贝克兰德博士在美国发明了第一块合成塑料 即酚醛塑料 1927年 杜邦公司完成了透明塑料聚乙烯的研制 从此出现了各种形状 规格的塑料瓶 其薄膜也用来包装食品 20世纪中叶 聚乙烯塑料袋取代纸袋成为提袋的主要材料 1936年法国发明了塑料薄膜热成型法包装食品技术 延长了食品的保质期 1945年 发泡聚氨酯被开发 作为缓冲材料 21世纪初 环保的要求促使塑料包装向包装薄膜 容器 片材响轻量化 薄壁化发展 此外 选用环境适性塑料材料和技术的同时也要积极研究如何加强对废弃物的综合治理对策和措施 第二节纸包装材料 一 纸的制造工艺几乎所有的纸都有木头制成 其中纤维质纤维 约占50 为主要成分 其次是木制素 约占30 其作用是纤维粘合 现代造纸中 水至关重要 1t纸 250035L水其他原料有 硫磺 镁 氢氧化物 石灰 盐 碱 淀粉 明矾 粘土和塑料 纸浆由细容器充入转换过滤器 A 然后压入许多滚筒 B 再由一系列滚筒弄干 C 然后抛光 D 再用卷纸筒卷起来 E 二 纸和纸板的性能 1 纸张表面性能 指光滑度 硬度 粘合性 掉粉性等 2 纸张物理性能 指纸的定量 厚度 强度 弯曲性 纹理走向 柔软性 耐折度等 比如说在设计玻璃瓶贴时 通常应使纸张的纹路处于水平方向进行印刷和粘贴 这样才能使瓶贴黏合牢固 否则纵向纹路很容易变形 起泡 脱落而影响美观 3 纸张适印性能 不同的纸质会对印刷效果产生影响 像光滑度 吸墨性 硬度 掉粉度等 挺度好 包装盒的造型美观 刚度好 能很好的保护内装物 印刷适性好 装潢效果好 三 纸包装材料的种类 纸包装材料基本可分为纸 纸板 瓦楞纸三大类 1 纸的主要种类 a 牛皮纸 主要是以硫酸盐纸浆抄制而成 具有成本低 强度高 纤维粗 透气性好的特点 规格 787mm 1092mm 889mm 1194mm 多被用于制作购物袋 纸包装袋 食品及小包装用纸 公文袋等 也被用于制造瓦楞纸时的表层面纸 b 漂白纸 采用软 硬木混合纸浆 用硫酸盐或亚硫酸盐工艺生产 有较高强度 纸质白而精细 光滑度好 适于现代印刷工艺 常被用作包装纸 标签 瓶贴等 c 蜡纸 结合涂蜡技术制成的耐水性强 有一定强度的纸张 主要用于内包装 如食品 水果 糕点 纺织品以及日用品的隔离保护包装材料 d 玻璃纸 以天然纤维素为原料 可以制成涂漆 涂蜡 涂布等不同品种 其特点为表面平滑 透明度好 密度大 抗拉力强 伸缩度小 适于印刷 抗湿防油性好 半透明玻璃纸质薄而柔软 双面光亮 呈半透明状 多用于包装不需久藏的油脂 乳类食品和糖果 卷烟 药品等 透明玻璃纸纸质柔软 厚薄均匀 具有不透气 不透油 耐热 不易带静电等优良性能 多用于化妆品 药品 糖果 糕点以及针锦织品的包装或开窗部分的透明包装 规格 1016mm 762mm 1000mm 850mm e 再生纸它是一种绿色环保纸张 纸质疏松初看象牛皮纸价格低廉 世界上的设计师和生产商都看好这种纸张 因此 再生纸是今后包装用纸的一个主要方向 铜版纸 分单面和双面二种 铜版纸主要采用木 棉纤维等高级原料精制而成 每平方米在30克至300克左右 250克以上称为铜版白卡 纸面涂有一层白色颜料 粘合剂及各种辅助添加剂组成的涂料 经超级压光纸面洁白 平滑度高 粘着力大 防水性强 油墨印上去后能透出光亮的白底 适用于多色套版印刷 印后色彩鲜艳 层次变化丰富 图形清晰 适用于印刷礼品盒和出口产品的包装及吊牌 克度低的薄铜版纸适用于盒面纸 瓶贴 罐头贴和产品样本 2 纸板的主要种类 纸与纸板是按照定量 单位面积的重量 或厚度来区分的 但具体的界限不是很明确 一般把定量在200g m2以上或厚度在0 3mm以上的纸张称为纸板 纸板的种类有许多 厚度一般在0 3 11mm之间 a 马尼拉纸板 是由化学浆配以磨木浆制成的浅黄色纸板 用白垩粉与淀粉混合涂布的就称为涂布马尼拉纸板 用作包装盒 b 白纸板 以化学浆配以废纸浆制成 有普通白纸板 挂面白纸板 牛皮浆挂面白纸板等 还有一种完全用化学浆抄制成的白卡纸 又称高级白纸板 白纸板质地坚固厚实 纸面平滑洁白 具有较好的挺力强度 表面强度 耐折和印刷适应性 适用于做折叠盒 五金类包装 洁具盒 也可以用于制作腰箍 吊牌 衬板及吸塑包装的底托 也由于它的价格较低因此用途最为广泛 规格 787mm 1092mm c 黄纸板 指以稻草为主要原料用石灰法生产的纸浆抄制而成的低级纸板 耐磨性差 表面粗糙 印刷适性差 规格 787mm 1092mm 主要用作粘贴于纸盒内起固定作用的盒芯 d 牛皮纸板 用硫酸盐纸浆抄制而成 一面挂牛皮浆的称为单面牛皮纸板 两面挂牛皮浆的称为双面牛皮纸板 主要用作瓦楞纸板面纸的称为牛皮箱纸板 其强度大大高于普通面纸纸 另外还可结合耐水树脂制成耐水牛皮纸板 多用于饮料的集合包装盒 e 复合加工纸板 指采用复合铝箔 聚乙烯 防油纸 蜡等其它材料复合加工而成的纸板 它弥补了普通纸板的不足 具有防油 防水 保鲜等多种新的功能 护角纸板 一种新型包装材料 是纸张和粘合剂为原料经特殊加工而成的多种形状的护角纸板 加L型 U型 方型 环绕型和缓冲垫型等 具有无环境污染 可回收 增加包装强度等优点 另一个重要因素是它取代了造成环境污染的发泡塑料的同时可免去外包装纸箱 在金属板材及平板纸张包装中 由于传统包装因打包造成表面变形破损 影响了商品的质量 而护角纸板可以有效地保护商品 在纸箱中放入护角纸板 可增强其抗压强度 3 瓦楞纸板 主要由两个平行的平面纸页作为外面纸和内面纸 中间夹着通过瓦楞辊加工成的波形瓦楞芯纸 各个纸页由涂到瓦楞楞峰的粘合剂粘合到一起 瓦楞板主要用于制作外包装箱 用以在流通环节中保护商品 也有较细的瓦楞纸可以用做商品的销售包装材料或商品纸板包装的内衬以起到加固和保护商品的作用 瓦楞芯纸做的包装盒 细瓦楞纸板做的包装盒 瓦楞纸箱业发展趋势 产品向全面发挥包装功能的方向发展 一类是功能性 实施对商品的保护 它体现了包装的本质 另一类是增值性 促进商品的销售 它展现包装的魅力和效果 以往瓦楞纸箱主要作为运输包装 实施对商品的保护 达到功能性目的 随着经济的发展 商品对包装要求的提高 瓦楞纸箱不仅要起功能性作用 而且要起增值性作用 因此 瓦楞纸箱正由过去单纯用作运输包装向既为运输包装又为销售包装 两者相结合的方向发展 生产设备向高档化发展 瓦楞纸箱技术装备是瓦楞纸箱业的基础和依托 而纸板成型设备是关键设备 是纸箱生产企业技术装备水平的标志 发达国家早已淘汰了单机和单面机 这是发展方向和必然趋势 如今 生产线也在加快更新换代 逐步向高速 高效 宽幅 低耗 封闭无污染 计算机控制 多功能的方向发展 注重瓦楞纸箱结构的变化 近年来 国内外对瓦楞纸板结构加强研讨 有所突破 一是开发了C型瓦楞纸板 去年欧洲开始流行 市场反应热烈 由于以往瓦楞纸板只能在凹版印刷机上印刷 若要得到胶印的效果 只能把预先印好的画纸裱贴到露坑纸板上去 而C型瓦楞纸板则可在胶印机上直接印刷 也不会使坑纹受压变形而降低或破坏纸样的强度 可使包装设计灵活多样 印刷精美 G型瓦楞纸最初用作折叠板的替代品 现用作小型商品的保护及运输包装 二是开发了F型和K型瓦楞纸板 国外用F型瓦楞纸板作商品外包装或集装箱运输包装用 K型为特大瓦楞 用于重型包装 三是推出了高强度瓦楞复合板 该纸板改变传统瓦楞纸板的卧式排列结构 创新地采用瓦楞立式紧密排列结构 不仅强度高 而且具有优异的抗压 抗弯和缓冲性能 可替代重型瓦楞纸板 蜂窝纸板和木板包装 是一种新型的环保包装材料 第三节塑料包装材料 塑料是具有可塑性的高分子材料 与传统的纸 金属 玻璃等相比 塑料是一种新兴的包装材料 由塑料制成的各类包装膜 袋 桶 箱 瓶 罐及复合包装材料等 被广泛应用于产品的包装领域 并且有逐年增加的趋势 一 塑料包装材料的优良特性 1 优良的物理性能 塑料具有一定的强度和弹性 耐折 耐磨 抗震 并且具有一定的阻隔性 2 化学稳定性好 塑料大多耐酸 耐碱 耐化学药剂 对油脂也有一定的耐抗性 3 质轻 塑料的相对密度只有金属的1 5 玻璃的1 3 2 3 制成的包装容器质量轻 方便储运 销售 也便于携带使用 4 易加工成型 可采用挤塑 注塑 吹塑 热成型 复合等加工工艺方法江苏料加工成薄膜 片材 中空容器 复合材料等包装材料 5 美观促销 塑料容易加工成各种外观形状可以染色或着色 可以进行装潢印刷 用透明的塑料包装产品 可以增添商品本身的美感 二 塑料包装材料的选材 1 塑料瓶 塑料品通过中空吹塑成型 包装上应用的塑料瓶品种有 PE PP PVC PET PS和PC等 聚乙烯 PE 做的瓶子造型美观 印刷适性好 聚丙烯 PP 做的沐浴露的容器 聚酯 PET 瓶 2 塑料软管 塑料软管具有料好的保护性 外形美观 使用方便 在日用品 化妆品的包装中得到了广泛的应用 塑料软管越来越多的应用于牙膏 洁面乳 洗面耐等膏状 乳液状的产品的包装 3 塑料箱 饮料的周转箱 4 塑料片材成型容器 盒 托盘等 5 复合薄膜 包装袋等 三 塑料制品的成型工艺 1 挤塑 即挤出成型 主要用于生产管材 片材 柱形材等特定型材 2 注塑 又称注射成型 这种工艺需要制造模具 其成本较高 但是优质的模具可以保证制品尺寸精确 表面光洁 适合大批量生产 这种工艺目前被广泛应用于塑料杯 塑料盒 塑料瓶 塑料罐等容器的生产制造 3 吹塑 是制造中空瓶型容器的主要方法 象化妆品 饮料瓶 调料瓶等大都采用这种工艺 第四节玻璃包装材料 一 玻璃的性能 玻璃有机好的化学稳定性 高阻隔性 高透明性 表面硬度以及便于回收利用性的特点 然而 玻璃易碎 质量大的特点限制了在包装中的应用 因此 玻璃的轻量化是玻璃的发展方向 所以 瓶壁要均匀 一致 避免应力集中 为增加轻量瓶的机械强度 要对轻量瓶进行强化处理 通常采用的方法是表面涂层强化 化学强化和包塑增强 二 玻璃的分类1 钠玻璃 适用于经济型大批量生产的玻璃制品 如平板玻璃 玻璃瓶 食品罐 灯泡等 2 铅玻璃 具有结晶亮的特点 主要用于高级玻璃制品 酒瓶 工艺品 光学玻璃等 3 硼矽玻璃 具有低膨胀性和耐高温的特点 主要用于耐高温玻璃容器的制造 如化学仪器 三 玻璃容器的成型工艺 1 人工吹制 使用长的真空吹管 用嘴吹制 这是传统的手工艺技术 现在主要用于制作形状复杂的工艺品 2 机械吹制 主要用于制造形状固定 要求标准 批量大的玻璃容器 象啤酒瓶和标准制式的玻璃容器大都是采用机器成型法吹制的 3 挤压成型 将玻璃原料熔化 注入模具中挤压而成的 模具表面的光泽度和肌理会直接反映在玻璃表面上 用这种方法生产的玻璃容器价格低产量高 外形美观 但是壁体较厚 第五节金属包装材料 一 金属包装材料的特点 1 强度高 可适应流通过程中的各种机械振动和冲击 2 阻隔性能优异 对光 气及水蒸气的透过率几乎为零 并且具有保香性能 能够很好的保护内装产品 3 易加工成型 可适应现代高速生产 目前马口铁罐的生产速度可达1200罐 分钟 4 表面粉饰性好 具有美丽的金属光泽 还可印刷色彩鲜艳的图文 有利于促销 5 卫生安全 金属包装容器及其内涂料一般能满足卫生安全要求 包装废弃物可以再生利用 6 金属包装材料的化学稳定性较差 耐酸 碱能力较弱 所以需要内涂层来保护 此外 金属包装材料价格较高 这些特点在一定程度上限制了金属在包装领域的广泛应用 二 常用的金属材料 1 马口铁皮 最早使用的金属包装材料 通常采用厚度在0 5mm