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第四章包装材料与制品(上)第一节塑料包装材料第二节纸和纸板包装材料第三节木材包装材料塑料是以聚合物为基础,加入某些助剂和填料,经一系列加工而制成的,具有可塑性的高分子材料的简称。塑料是高分子材料中的一种。第一节塑料包装材料塑料的特点
优点:质轻,力学性能好,有适当的机械强度;适宜的阻隔性与渗透性:防水,防潮性;化学稳定性较好,具有良好的耐腐蚀性;光学性能优良,透明性好;良好的加工性能和装饰性,便于成型,加工。缺点:硬度强度、耐寒耐热差、易老化、存在一定的卫
生性。用于包装的塑料主要有:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛树脂(PF)等类型,各自具有不同的特点。用于生产塑料薄膜、塑料周转箱、钙塑瓦楞箱、塑料桶、塑料瓶、塑料软管、盘、盒、塑料薄膜袋、复合塑料薄膜袋、塑料编织袋以及泡沫塑料缓冲包装等。塑料周转箱钙塑瓦楞箱泡沫塑料缓冲包装包装带一、塑料包装材料的分类按使用程度分:一次性包装、再用包装按包装对象分:危险品纺织器械粉状食品01药品0205060703包装对象液体04一、塑料包装材料的分类按包装制品形态分:泡沫塑料塑料箱塑料带塑料薄膜01中空容器02050603形态编织袋04二、塑料的组成润滑剂稳定剂着色剂填充剂01增塑剂02050603组成固化剂04三、包装用塑料的主要性能指标机械力学性能稳定性加工工艺性能阻透性抗生物侵入性无毒性0102030405061.聚乙烯(PE)2.聚丙烯(PP)3.聚苯乙烯(PS)4.聚氯乙烯(PVC)5.聚酰胺(PA)6.聚偏二氯乙烯(PVDC)7.聚乙烯醇(PVA)8.乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)9.聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)10.聚碳酸酯(PC)11.聚氨基甲酸酯(PVP)四、塑料包装材料的主要种类与性能(一)常见包装用热塑性塑料(二)常见包装用热固性塑料1.酚醛塑料(PE)2.脲醛塑料(UF)3.蜜胺塑料(ME)四、塑料包装材料的主要种类与性能1.聚乙烯(PE)
聚乙烯是产量最大、用量最大的塑料包装材料。聚乙烯透湿率低,且化学性质稳定,能耐水、酸碱水溶液和60℃以下的大多数溶剂。聚乙烯具有较好的耐寒性、较好的耐幅射和电绝缘性。聚乙烯的主要缺点是:气密性不良,强度较低,耐热性较差;不耐浓硫酸、浓硝酸及其他氧化剂的侵蚀,耐环境应力开裂性较差,且容易受光、热和氧的作用而引起降解;聚乙烯属非极性塑料,所以适印性或粘接性不好。聚乙烯主要用来制造各种包装薄膜、容器和泡沫缓冲材料保鲜膜、塑料食品袋、提桶、水壶等。2.聚丙烯(PP)聚丙烯外观似聚乙烯,是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯具有较好的防潮性、抗水性和防止异味透过性。抗张强度和硬度均优于聚乙烯,可在100℃~120℃长期使用。聚丙烯具有极好的耐弯曲疲劳强度,常用作铰链。聚丙烯的主要缺点是耐寒性、耐老化性差,气密性不良,不适宜在低温下使用。聚丙烯属非极性材料。广泛用于制作食品、化工产品、化妆品等的包装容器,如周转箱、瓶子、编织袋以及包装用薄膜、打包带和泡沫缓冲材料等。3.聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯是一种无色透明、类似于玻璃状的材料,无味无毒。聚苯乙烯的透明度高,着色性和印刷性好,可制作各种色彩鲜艳的制品。吸水率低,具有较好的尺寸稳定性、刚挺而无延展性。主要缺点是:耐冲击强度低、表面硬度小,易划痕磨毛;防潮性、耐热较差。易受烃类、酮类、高级脂肪酸及苯烃等的作用而软化甚至溶解,且耐油性不好。聚苯乙烯广泛用于制作食品、医药品以及日用品等小型包装容器,如盒、杯、等和食品包装用薄膜。此外,聚苯乙烯是制作泡沫塑料缓冲材料的主要原料。4.聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯是产量仅次于聚乙烯的塑料品种。聚氯乙烯透明度高,属于极性高分子聚合物。具有优良的机械强度、耐磨、耐压性能,防潮性、抗水性和气密性良好,可以热封合,并具有优良的印刷性能和难燃性。能耐强酸、强碱和非极性溶剂。聚氯乙烯的主要缺点是耐热性差,在85℃时析出氯化氢,引起降解,使性能变差。容易受极性有机溶剂的侵蚀。聚氯乙烯的价格便宜,用途广泛。多用做制造硬质包装容器、透明片材和软质包装薄膜,泡沫塑料缓冲材料。PVC印刷膜5.聚酰胺(PA)聚酰胺的商品名称是尼龙(NYLON),其品种很多。尼龙大都是坚韧、不甚透明的角质材料,无味无毒。熔点高,能耐油、耐一般溶剂,机械性能优异。具有较高的耐弯曲疲劳强度。可在-40℃~100℃温度范围使用。尼龙的气密性较聚乙烯、聚丙烯好,能耐碱和稀酸,不带静电,印刷性能良好。尼龙的主要缺点是吸水性强,透湿率大,在高温情况下尺寸稳定性差,吸水后使气密性急剧下降,不耐甲酸、苯酚和醇类,浓碱对其也有侵蚀作用。在包装上主要用于食品的软包装,特别适用于油腻性食品的包装。尼龙容器也常用于化学试剂等的包装。6.聚偏二氯乙烯(PVDC)聚偏二氯乙烯是一种略带有浅棕色的强韧材料。聚偏二氯乙烯的结晶性强,对水蒸气、气体的透过率极低。机械强度较好,能耐强酸、强碱和有机溶剂,耐油性优良,有自粘性,难以燃烧。聚偏二氯乙烯的缺点是耐老化性差,容易受紫外线的影响,易分解出氯化氢,其单体也有毒性。聚偏二氯乙烯价格较贵,所以使用时主要是发挥其气密性好的特性。7.聚乙烯醇(PVA)聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯水解得到的。聚乙烯醇具有良好的透明度和韧性,无味无毒;具有优良的气密性和保香性。聚乙烯醇的机械强度、耐应力开裂性、耐化学药品性和耐油性均较好,不带静电,印刷性能好,并具有热合性。聚乙烯醇的缺点是:吸水性大,吸水后阻气性和机械强度下降;透湿率大,为聚乙烯的5~10倍,易受醇类、酯类等溶剂的侵蚀。聚乙烯醇主要以薄膜的形式用于食品包装,以充分利用其气密性和保香性好这一特点。8.乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)乙烯-醋酸乙烯共聚物的透明性良好,弹性突出,高伸长率,它的耐应力开裂性、耐寒性、耐老化性和低温热封合性均优于聚乙烯,能耐强碱、弱酸的侵蚀。乙烯-醋酸乙烯共聚物的缺点是:薄膜的滑爽性差,易粘连;防潮性、气密性不良;耐热性差;易受强酸等有机溶剂的侵蚀,耐油性不良。乙烯-醋酸乙烯共聚物主要用于制作包装薄膜,因其弹性好,故适用于托盘的缠绕裹包、收缩膜。也用作复合薄膜的密封层和药品、食品的包装容器。9.聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚对苯二甲酸乙二醇酯俗称聚酯。是一种无色透明、坚韧的材料。在热塑性塑料中,它的机械性能最好。耐热、耐寒性好,可在-40℃~120℃范围内使用。聚酯具有较好的防潮性、气密性和防止异味透过性,能耐弱酸、弱碱和大多数溶剂,耐油性好,适于印刷。聚酯的主要缺点是:不耐强碱、强酸,氯代烃等其也有侵蚀作用;易带静电,且尚无适当的防止带静电的方法,热封合性能差;价格贵。聚酯主要用于制作包装容器和薄膜,冷冻食品和蒸煮食品的包装。聚酯瓶则大量用于饮料的包装(如可乐、矿泉水等)。BOPS、HIPS、PVC、PET-S、PET-G吸塑泡壳10.聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯是在分子链中含有碳酸酯的一类高分子聚合物的总称。聚碳酸酯无色,透明度、折光率高。具有较好的防潮性和气密性,优良的保香性和耐热、耐寒性,使用温度范围在-180℃~130℃。聚碳酸酯有突出的冲击韧性,有良好的耐磨性。成型收缩率小,吸水率低,不带静电,绝缘性能优良,耐油。缺点是:易产生应力开裂现象;耐弯曲疲劳强度较差;热封合性不良;不耐碱、酮、芳香烃。聚碳酸酯主要制成薄膜和容器用于食品的包装。11.聚氨基甲酸酯(PVP)聚氨基甲酸酯简称聚氨酯。聚氨酯泡沫塑料具有极佳的弹性,符合要求的密度、柔软性、伸长率和压缩强度,其化学稳定性好,耐许多溶剂和油类,其耐磨性较天然海绵大20倍,并具有优良的绝热、隔音、防震以及粘合等。由于聚氨酯的价格较高,一般只用于精密仪器、贵重器械、工艺品等的防震包装或衬垫缓冲材料。聚氨酯可采用现场发泡的方法进行防震包装。1.酚醛塑料(PF)酚醛塑料是以酚醛树脂为主要成分的热固性塑料,俗称“电木”。酚醛塑料具有较高的机械强度、耐磨性和优良的电器绝缘性能,耐温度高,不易变形,能耐某些稀酸,耐油性好。酚醛塑料的主要缺点是弹性较差,脆性大、制品颜色较暗,多为黑色或棕色,具有微毒。酚醛塑料的价格低廉,其在包装上主要用来制作瓶盖、箱盒以及化工产品的耐酸容器。用酚醛塑料制作的瓶盖,能承受装盖机的扭力,并能长期保持密封。2.脲(甲)醛塑料(UF)脲醛塑料是以脲醛树脂为主要成分的热固性塑料,俗称“电玉”。脲醛塑料的表面硬度大,具有良好的光泽和适宜的半透明态,其着色性好,不易吸附灰尘,具有良好的电器绝缘性,脲醛塑料的化学性质稳定,耐油脂性能优良。脲醛塑料的主要缺点是耐水性差,易吸水变形,抗冲击强度也稍有不足,不耐碱和强酸的侵蚀。脲醛塑料在包装上主要用于制作精致的包装盒、化妆品容器和瓶盖等。因在醋酸或100℃沸水中浸泡时有游离的有毒物质甲醛析出,故不适于包装食品。3.蜜胺塑料(MF)蜜胺塑料是以三聚氰胺(密胺)一甲醛树脂为主要成分制得的具有体型结构的热固性塑料。蜜胺塑料强度大,不易变形,表面光滑而坚硬,外观似陶瓷,无味无毒。它的着色性好,可制成各种色彩鲜艳的制品。蜜胺塑料的耐热、耐水性好,在-20℃~100℃的范围内其性能变化很小,能耐沸水、耐酸、碱、耐油脂性好。蜜胺塑料的价格较好,多用于制作食品容器,也可制作精美的食品包装容器及家用器皿等。第二节纸和纸板包装材料纸容器的优点:易大批量生产,原料足,成本低。便于机械化生产或手工生产,折叠性能优异。瓦楞纸箱的弹性优于塑料和其他材料的容器能设计成各种箱型,卫生、无毒、无污染具有良好的印刷性能可以回收利用纸与纸板的主要缺点是:易吸湿受潮不适应于干燥高温与日晒的环境机械强度差纸与纸板在包装材料中占40%~50%,处于第一位1.包装用纸与纸板的分类纸和纸板的区别:按定量(单位面积的重量)或厚度予以区别。定量在225g/m以上或厚度在0.1mm以上者为纸板或板纸。一、包装用纸、纸板的分类一、包装用纸、纸板的分类
包装纸纸纸板一般包装用纸:牛皮纸、纸袋纸、包装纸、包裹纸等特殊包装纸:邮封纸、鸡皮纸、羊皮纸、上蜡纸、透明
纸、半透明纸、沥青纸、油纸、耐酸纸、
抗碱纸、防水带胶纸、接触防锈纸、气相
锈防纸等包装装潢纸:书写纸、胶版纸、铜版纸、凸版纸、压
花纸等纸板:箱板纸、黄板纸、白板纸、卡纸等瓦楞纸:瓦楞原纸、瓦楞纸板、蜂窝纸板二、纸和纸板的一般性能外观物理机械性能吸收性能适印性能化学性能光学与电学性能表面性能指尘埃、孔洞、针眼、透明点、半透明点、皱折、筋道、网印、毛巾痕、斑点、浆疙瘩、鱼鳞斑、裂口、卷边、色泽不一致等肉眼可以观察到的缺陷。[外观质量][物理机械性能]主要是指纸与纸板的物理机械强度,分静态强度和动态强度两类静态强度是在缓慢条件下测定的强度,如抗张强度、耐破度、耐折度和撕裂度等。动态强度是反映纸与纸板受力后瞬时扩散而破裂的动态状况的强度,如纸袋纸的透气度、伸长率、破裂度等;抗张强度表示纸在垂直引力的牵伸下不致发生破裂时的最大荷重。耐破度表示纸张受垂直压力而不致破裂时所能受的最大压力撕裂度表示纸与纸张抵抗被撕时的强度,其大小以被撕裂时所需力来表示耐折度表示纸与纸板耐折的能力,以往复揉折至断裂时所需次数来表示,纸的耐折度一般是纵向大于横向。透气度表示纸中空隙存在的程度,它是测定纸和纸板防潮性能的重要指标[吸收性能]吸收性能包括施胶度(即增液性能)、吸水性能、吸墨性能、吸油性能等。大多数纸张均经过施胶处理,取得一定的增液性能。要求具有吸液性能或吸油性能的纸张(如滤纸、羊皮纸原纸、浸渍加工原纸等),一般没施胶。吸收性能可通过化学方法或物理方法进行测定。[适印性能]纸制包装大多需要印刷装潢和标志,无论采用哪一种印刷方式,都要求纸与纸张具有良好的吸墨性、印刷平滑度、表面均一性、可压缩性、不透明度、尺寸稳定性、表面强度及抗水性等。[表面性能]表面性能包括平滑度、抗磨性能、掉毛性能、粘合性能、瓦楞性能、粗糙度等,这些性能对纸制包装的实施有着很重要的影响,它们都须用专用仪器进行测定[化学性能]化学性能主要指纸和纸张的化学组成、水分与灰分的含量,各种化学添加物的含量,酸价、粘度和pH值等防锈纸必须不含游离酸、氯或碱性物质;电气用纸、树脂浸渍纸、食品包装纸等必须不含有毒物质,pH值适当,酸值和填料含量适宜。[光学与电学性能]纸的光学性能包括白度(洁白程度),不透明度、光泽度和颜色等。纸的光泽性能取决于投射到纸面的光线的相对数量以及投射光波被纸反射、透射和吸收等情况。电气用纸和或纸板,必须具有符合使用要求的电气性能。它在很大程度上取决于纸张的物理性质,这种性能主要体现在电气绝缘性或纸板必须具备较大的介电常数,较高的介电强度、较低的介质损失和较高的使用寿命与耐热性等。1、定量定量是指单位面积的重量,一般以每平方米重量的克数(g/m2)表示。纸和纸板性能测试2、厚度厚度指纸和纸板等材料在两侧压板间规定压力(100kpa±10kpa)下直接测量的结果,单位用mm或μm表示。3、紧度紧度又称表观密度,是指纸和纸板单位体积的质量,单位为g/cm3。4、水分纸和纸板在100℃~105℃下烘干至恒重时,所减少的重量与试样原重量之比称为水分,单位用%表示。5、透气度在一定面积、一定真空度下,以每秒透过的空气量(cm3/s)或透过100cm3空气所需的时间(s)表示。6、抗张强度指一定宽度(15mm)的试样所能承受的最大张力,单位为kN/m。抗张强度裂断长抗张指数伸长率7、撕裂度指预先将纸或纸板试样切出一定长度的裂口,然后再从裂口处撕至一定长度时所需要的功。撕裂纸或纸板所做的功包括两部分,即把纤维拉开所做的功和把纤维拉断所做的功。纤维长度和纤维间结合力是其重要的影响因素,纤维长度增加,纤维间结合力增大,也就增加了拉断纤维和拉开纤维所做的功,所以纸的撕裂度提高。8、耐破度是一定面积的纸或纸板在匀速加压直至破裂时所能承受的最大压力,以液压力或气压力表示。纤维长度增加,纤维间结合力增大,耐破度提高。9、耐折度纸或纸板在一定张力下所能经受往复折叠一定角度的次数称为耐折度,用次表示。纸和纸板的纵向耐折度一般比横向耐折度大,这是因为纤维倾向于纵向排列,纵向纤维间的结合力也较大。10、挺度挺度是指在一定条件下,弯曲一端夹紧的试样至15°时的力矩,用mN·m表示。是衡量纸和纸板抗弯曲能力的强度性能,也表示其挺硬或柔软的程度。如果紧度保持一定,则挺度与厚度的三次方成正比;在一定的厚度下,挺度与紧度成正比。11、环压强度在一定速度下,使环形试样平行受压,压力逐渐增加至使试样压溃时的压力。环压强度常用于纸板的测量,因为环压强度值与纸箱的耐压缩强度有关。12、施胶度施胶度是表示纸和纸板的增液抗润湿性能,一般采用墨水划线法,即用标准墨水在纸面上划出由细到粗的线条,不扩散亦不渗透时的线条宽度即为施胶度,单位为mm。13、平滑度平滑度是指在一定真空度下,一定容积的空气通过受一定压力的试样表面与玻璃面间隙所需要的时间,以s表示。14、白度指白色或接近白色的试样表面对蓝光的反射率,以相对蓝光照射氧化镁标准板表面的反射率百分率表示。边压取样器耐折度测定仪薄膜测厚仪纸板戳穿强度测定仪纸张拉力机电子式拉力机卧式电子纸张拉力试验电子纸板挺度测定仪纸张厚度测定仪电子式无汞平滑度测定仪电子式整箱压缩试验纸板耐折测定仪电子式压缩试验机(环压仪)水分测定仪纸板耐破度测定仪纸张柔软度测定纸张撕裂度测定仪普通食品包装纸普通食品包装纸是一种不经涂蜡加工可直接包装入口食品的包装纸,它分一号、二号、三号三种,有双面光也有单面光。普通食品包装纸主要为平板纸。普通食品包装纸是用本色高得化学草浆或半化学草浆,不得采用社会回收废纸作原料,不得使用萤光增白剂等有害助剂;普通食品包装纸应符合GBHl47-81规定的卫生指标;纸张纤维组织应均匀,不许有严重的云彩花、纸面应平整、不许有折子、皱纹、破损裂口等纸病。三、主要包装用纸张半透明玻璃纸和玻璃纸半透明玻璃纸质薄而柔软,双面光亮呈半透明状,具有防油、抗水性和较高施胶度,但在水湿后会失去强度。主要用于包装不需久藏的油脂、乳类食品和糖果、卷烟、药品等。玻璃纸(透明纸)是一种透明度最高的高级包装用纸,常用于包装化妆品、药品、糖果、糕点,以及针棉织品或开窗包装。三、主要包装用纸张羊皮纸(植物羊皮纸或硫酸纸)这是一种半透明的高级包装纸,纸面纤维素胶化,质地紧密,坚挺而富于弹性,具有高度的抗水和不透水、不透气、不透油等特性,且经硫酸处理,已无细菌,适宜于长期保存的油脂、茶叶及药品的包装。羊皮纸防潮性能好,也适用于包装精密仪器和机构零件。羊皮纸作为内包装材料与金属产品接触,会引起黑色金属腐蚀或黄铜制品变色,但对紫铜、电镀锌、镀镉、镀铬等镀层影响甚小。三、主要包装用纸张鸡皮纸鸡皮纸是一种单面光泽度很高和强度较好的包装用纸,分一号、二号两种,主要供工业品和食品包装用。其特别是施胶度和耐折度好,纸面光泽良好并有油腻感,纤维分布均匀。三、主要包装用纸张牛皮纸牛皮纸多用于包裹纺织品、用具及各种小商品、纸盒的挂面、挂里、裱合瓦楞纸板等。牛皮纸可分为单面牛皮纸、双面牛皮纸及条纹牛皮纸三种,双面牛皮纸又分压光和不压光两种。牛皮纸表面涂树脂,强度特别高,具有打光的表面,纸面可以透明花纹、条纹或磨光,表面适于印刷,未漂浆牛皮纸为浅棕色即纸浆本色。牛皮纸可做成平纸板和卷筒纸两种。牛皮纸克重有40g、80g、120g等,其中以80g的用途最广。它的平板规格有787mm×1092mm和889mm×1194mm两种。三、主要包装用纸张纸袋纸纸袋纸分一号、二号、三号、四号四种。纸袋纸用于制作纸袋,供泥、化肥、农药等包装之用。纸袋纸要有高的强度,以保证装袋及输过程中纸袋不破损。纸袋纸要求有一定的透气度是因为水泥自动装袋时空气容易排出,而不致从袋口反喷从而减少飞尘。且在装卸放下时,袋内空气受到强力的振动,如果空气无法逸出,则纸袋纸就容易破裂。纸袋纸一般不必压光;为了增加纸袋纸的强度,改善纸袋纸性能,可以使用纸张化学增强剂;也可以用机械的方法对纸张进行伸性处理,生产伸性或叫弹性纸袋纸。伸性纸袋纸的主要优点是纸的韧性大,因此在制袋时可以减少纸袋层数,节约纸张用量,减少纸袋破损三、主要包装用纸张防潮纸为了减少纸的吸湿量,往往采用油脂、蜡等对纸进行表面处理或者采用沥青涂料进行涂布加工成石腊纸、沥青纸、油纸等。防锈纸将防锈剂溶解于蒸馏水中或有机溶剂中成为溶液,然后将它涂布或浸涂在包装纸上,干燥后即成为防锈纸。由于防锈纸的蒸气压和扩散性能不同,防锈纸分为接触防锈纸和气相防锈纸。防锈剂一般有挥发性。为延长其防锈时间,将涂有防锈剂的一面直接包装物,而反面涂石蜡、硬脂酸铝或再用石蜡纸包装。三、主要包装用纸张箱纸板我国箱纸板分为一号、二号、三号三种,用于和瓦楞原纸裱合后制成瓦楞纸盒或瓦楞纸箱,供做日用百货等商品外包装和个别配套的小包装用。箱纸板的颜色为原料本色,表面平整,适于印刷上油。牛皮箱纸板牛皮箱纸板有卷筒和平板纸两种,适用于制造外贸包装纸箱,内销高档商品包装纸箱以及军需物品包装纸箱。四、主要包装用纸板草纸板(黄纸板)草纸板主要用于各式商品内外包装的纸盒或纸箱使用,也可用作精装书籍等的封面衬垫,用途极为广泛。草纸板用号数来表示厚薄,号数愈大,纸板愈厚。有六种规格,分别为6#、#8、10#、12#、14#、16#,目前主要使用后五种。这种纸板吸湿性很强,在使用时要严格控制含水量。单面白纸板单面白纸板适用于经单面彩色印刷后制盒,供包装用。单面白纸板分为一号、二号、三号三种。单面白纸板有平板、卷筒两种。四、主要包装用纸板瓦楞原纸瓦楞原纸用于制造瓦楞纸板,然后用于制造纸箱、纸盒及瓦楞衬垫。瓦楞原纸分为特号、一号和二号,特号瓦楞原纸主要由半化学木浆抄制,具有很好的环压强度,易于压楞。一号瓦楞原纸主要由草浆制成,二号瓦楞原纸主要由废纸浆抄制,二者性能较差。瓦楞原纸要求具有较高的环压强度(或挺度)和一定的松厚性。四、主要包装用纸板瓦楞纸板瓦楞纸板是由瓦楞原纸轧成屋顶瓦片状波纹,然后将瓦楞纸与两面箱板纸粘合制成。瓦楞形状:一般可分为U型、V型和UV型三种。目前广泛使用的是UV型瓦楞来制造瓦楞纸板。四、主要包装用纸板U形瓦楞弹性好、粘合好,但纸与粘合剂用量大,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。V形瓦楞挺力好,还原能力差,纸与粘合剂用量少,粘合能力差。UV形瓦楞具有前两者之优点,耐压强度较高,并得到广泛应用。第三节木材包装材料木制包装指以木材制品和人造木材板材(如胶合板、纤维板)制成的包装的统称。木制容器主要有:木箱、木桶、木匣、木夹板、纤维板箱、胶合板箱以及木制托盘等。木制包装一般适用于大型的或较笨重的机械、五金交电、自行车,以及怕压、怕甩的仪器、仪表等商品的外包装。胶合板胶合板箱刨花板托盘木匣OSB板箱包装木材天然木材人造木材针叶木材:红松、落叶松、白松、马尾松等阔叶木材:杨木、桦木等纤维板:纤维板、木丝板、刨花板等胶合板:三夹板、五夹板等木材的优点:质轻,强度高,有一定的弹性,能承受冲击和震动作用,
容易加工,具有很高的耐久性且价格低廉木材的缺点:各向异性,易受环境温度、湿度的影响而变形、开裂、翘曲和降低强度,易于腐朽、易燃、易被白蚁蛀蚀等。不过这些缺点,经过适当的处理可以消除或减轻。包装木材的分类
木材包装的优缺点一、木材的力学性质抗压强度抗拉强度抗弯强度抗剪强度硬度、弹性模量[抗压强度]
根据受力方向与木纹的关系,可将木材的抗压强度分为顺纹和横纹抗压强度。横纹抗压强度又分为径向和弦向抗压强度。木材顺纹抗压强度极限大且较稳定,是木材使用的主要形式,常用木材顺纹抗压强度极限为30~70MPa。针叶树的顺纹抗压强度极限为横纹的10~15倍。阔叶树的顺纹抗压强度极限约为横纹的3~7倍。具有粗大髓线的树种(麻烁、青冈等)径向为弦向的1.5倍。其他树种并无显著区别弦向抗压强度极限约为径向的1.5倍。[抗拉强度]
木材顺纹抗拉强度较抗压强度大2~3倍,通常可达100~500MPa。由于抗拉制品端部接合处受到拉力时,常先破坏于横纹受压或剪切,因而目前尚无法充分利用木材的顺纹抗拉强度。横纹抗拉强度极小,约为顺纹的1/4~1/2。所以木材通常不用作承担横纹受拉的制品。[静力抗弯强度]木材具有优良的静力抗弯强度。一般木材的静力抗弯强度极限的50~11OMPa,约为顺纹抗压强度极限为1.5~2.0倍。当木质制品承受抗弯静力时,由于其抗拉强度极限大于抗压强度极限,制品的受压区域首先发生皱折,然后在拉力区折裂。[冲击弯曲强度]木材是很好的抗冲击弯曲的材料,常用于制造要求承受横向冲击载荷的制品。凡是春材与夏材区别明显的树种,其径向冲击弯曲强度比弦向高。阔叶树中的散孔材,其两个方向的冲击弯曲强度无甚差别。一般阔叶树的横向冲击弯曲强度比针叶树约大0.5~2.0倍。[抗剪强度]木纹对木材的抗剪强度有极大的影响,顺纹抗剪强度受年轮方向影响不大,而具有粗大髓线的树木,则弦向的抗剪强度较径向的约大10%~30%。顺纹抗剪强度极限一般为4~15MPa,约为抗压强度极限的15%~25%。横纹抗弯破坏的剪切面多与木材纤维平行,其强度极限远较顺纹为高,一般为3~7倍。但在实际使用中,由于制品先被横纹受压所破坏,所以利用价值不大。横纹切断强度极限远远高于横纹抗剪强度极限,但实际上很难充分利用。[硬度、弹性模量]木材的硬度也是随纹而不同,如针叶树横切面的硬度较纵切面硬度约大35%,阔叶树约大25%。一般树种径切面和弦切面的强度大致相同,但具有粗大髓线的树种其弦切面的硬度大5%~10%。
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。木材的抗拉、抗压弹性横量(E),顺纹比横纹大7~30倍,抗剪弹性模量(G)约为E的1/10~1/3,一般树种的弹性横量E约介于1000~15000MPa之间。二、木材的物理性质
木材的使用质量,主要决定于它的物理、力学、化学和工艺等性质。这些性质中起主要作用的是物理性质,尤其是它的吸湿性。几乎木材的所有性能,都受到木材含水量的影响。木材的主要物理性质有外观吸湿性和含水量变形重量
[外观]颜色由颜色可以识别木材的树种和品种。一般木材的颜色,心材比边材深,夏材比春材深。所以木材的颜色在一定程度上可以反映木材的密度性、强度和耐久性。木材颜色不正常时,标志木材行将变质或已经变质。如含水量多的木材比干燥的木材颜色深;受菌类感染的木材常变颜色,以致出现红、褐、蓝等暗色的班点或条纹,其感染过久者则已霉烂、腐朽且有恶臭气味,久受大气作用的木材呈暗灰色,受过高温作用的木材多变成黑色。
纹理针叶木材具有均匀而简单的纹理,阔叶树木材则随着树种而具特有的纹理,所以纹理是选用木材的条件和作为识别木材树种的方法之一。松、杉、水曲柳、麻栎等树种的弦切面和槭、山毛榉等树种的径切面,都有美观的纹理,最适于做精制的包装木箱。声音木材传声性很强,干燥的木材和沿木材的顺纹方向传声性更好。敲击木材时,如声音清晰、响亮的多是干燥而坚实的木材木材含水量增加或木材密度减小,其声音都要减弱。腐朽的木材只能发出暗哑的声音。气味各树种所含化合物并非相同,从木材的气味可以区别其树种。新伐木材的气味最大,随木材干燥和储存时间长而减弱。当木材丧失改变了固有的气味时,即说明木材已经变质,如发出霉腐气味,则木材早已腐朽。
[外观][吸湿性和含水量]
吸湿性:木材自空气中吸收水分的能力。它随环境的温度、空气的相对温度而改变,当环境温度越低或温度越大,木材吸水能力越强。还水性:当环境温度升高或空气的相对湿度降低时,则木材能向空气中散发水分,这种性质称为木材的还水性。木材的吸湿和还水过程是木材内部水分与空气水分的平衡过程。当木材所含水分与周围空气的相对湿度达到平衡时木材既不吸水也不散失水分。木材中水分以化学结合水、自由水和吸附水三种状态存在化学结合水含量很少,一般不超过1%~2%。自由水存在木材细胞间隙和细胞腔中,是由细胞的毛细胞管作用吸入的。吸附水是被吸附在细胞壁内纤维之间的水,吸附水的变化则影响木材强度和木材胀缩变形性能。木材中的水分含量根据不同情况用不同含水率表示相对含水率:木材中的含水重量与当时湿木重量的百分比。绝对含水率:木材中的含水重量与木材绝对干燥后重量的百分比。[吸湿性和含水量]
饱和含水率:木材处于纤维饱和点时的相对含水率,称为饱和含水率。纤维饱和点: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。木材在纤维饱和点时,其机械强度最低。平衡含水率:由于木材具有吸湿性和还水性,在周围空气的蒸汽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。使用中的木材平衡含水率都低于其纤维饱和点。[变形]干缩与湿胀当木材的含水率低于纤维饱和点时,如水分(指吸附水)再有增减时,则细胞壁随之发生胀缩,从而引起木材体积的胀缩。一般厚壁细胞比薄壁细胞胀缩量大,坚密而重的细胞比松软而轻的细胞胀缩量大,细胞的横向比纵向胀缩量大。木材的夏材比春材胀缩量大,横纹方向比纵纹方向胀缩量大,弦向比径向胀缩量大。一般木材弦向的胀缩量约介于6%~12%,径向的胀缩量介于3%~6%,纵向胀缩量很小,仅为0.1%。由于木制品在使用中,主要散失所含的水分,以致引起制品的不均匀收缩使制品产生缺陷。所以经常用木材的干缩率来衡量其胀缩量。[变形]变形与翘曲由于木材在干燥过程中,各部分干燥速度不同,各方向的干缩率也不相同,因此木材在干燥过程中极易变形。当变形严重时,木材即产生内应力而发生翘曲,甚至开裂。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驰或凸起,甚至发生裂纹和开裂。开裂当木材干燥不均匀时,在木材内部产生压应力,一旦超过木材横纹抗拉强度时,则引起木材的开裂。即使木材或较厚锯材的强度还能抵抗其内力时,暂时虽不致开裂,但在加工以后,由于其内应力的存在和产生的表面塑性变形,仍会引起锯材变形、翘曲或开裂。为了避免收缩产生的开裂,必须在干燥木材时,采用适当的措施,使木材均匀地干燥。在选用木材做木制品时,应尽可能采用胶合木、胶合板等代替木材,或采用容重轻、收缩性小的木材。[变形][重量]一般树
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