我國的包裝用紙及其新進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間:2019/1/28 10:48:17
一、引言
包裝用紙是造紙產(chǎn)品中的一大類,包括用于包裝工業(yè)及包裝印刷的紙(張)和紙板。根據(jù)***造紙協(xié)會(huì)2003年8月的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,2002年我國包裝用紙的消費(fèi)量占本國全年產(chǎn)紙總量的56%,列為首位(其次是文化用紙占24%,生活用紙約8%,其他占有量甚?。?,但是,由于這個(gè)百分?jǐn)?shù)的基數(shù)比較小,因此目前我國仍然需要進(jìn)口一定數(shù)量的包裝用紙,來補(bǔ)齊國內(nèi)市場(chǎng)的需求“缺口”。
我國現(xiàn)有的包裝企業(yè)(縣以上的)約10000余家,職工近200萬人,包裝工業(yè)固定資產(chǎn)達(dá)620億元,分別隸屬于輕工、電子、***工、外貿(mào)、民政、機(jī)械、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等部門。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛躍發(fā)展的新形勢(shì),國內(nèi)商品和出口商品的包裝任務(wù)越來越繁重,市場(chǎng)對(duì)包裝用紙的需求越來越增加,對(duì)紙的品質(zhì)的考量也越來越嚴(yán)格。
這樣一來,造紙工業(yè)面臨的任務(wù)日益繁重,也敦促了我國造紙技術(shù)的進(jìn)一步提高。
二、分類
包裝用紙可分為普通包裝紙、專用包裝紙、商標(biāo)包裝紙、防油包裝紙、防潮包裝紙等五種。普通包裝紙紙質(zhì)強(qiáng)韌,作一般包裝用,如牛皮紙、**紙等;專用包裝紙根據(jù)用途而命名,其性質(zhì)也各不同,如水果包裝紙薄而柔軟,感光防護(hù)紙顏色黑而不透光;商標(biāo)包裝紙是經(jīng)印刷后作包裝用,如糖果包裝紙;防油包裝紙具有防止油脂滲透的性能,如植物羊皮紙、牛油紙;防潮包裝紙則有防潮性,如柏油紙、鋁箔紙等[2]。這是以前的認(rèn)識(shí),今天的包裝用紙是“士別三日”,令人刮目相看了。
據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),包裝用紙大約有幾十種之多。若按照實(shí)際用途來劃分,計(jì)有
(1)供通用商品包裝的紙類如牛皮紙、牛皮箱紙板、涂布紙、鑄涂紙、涂布白紙板、瓦楞原紙、瓦楞箱紙板、蜂窩紙板等;
(2)供食品、***包裝的紙類如玻璃紙、半透明紙、郵封紙、保鮮紙、食品羊皮紙等;
(3)供防潮、防銹、精密機(jī)工產(chǎn)品包裝的紙類如鍍鋁紙、鋁箔紙、包針紙、復(fù)合紙、中性石蠟紙、氣相防銹紙等;
(4)供水泥、化肥包裝的紙類如紙袋紙、伸性紙袋紙等;
(5)供感光材料包裝的紙類如感光防護(hù)紙、黑色(不透光)紙;
(6)供**器械、***包裝的紙類如手術(shù)包裝紙、***紙等;
(7)供**、**包裝的紙類如**包裝紙、導(dǎo)管紙、信號(hào)紙等;
(8)供特殊包裝的紙類如壓縮餅干紙、保鮮紙、魚卵紙等。
三、特性
包裝用紙的特性,可分為以下五個(gè)方面(注意,有的與別種紙相同,有的不同)
(1)物理性能
紙主要由植物纖維(紙漿)構(gòu)成,也有的摻入了非植物纖維(如玻璃纖維、合成纖維等)。衡量紙的**個(gè)指標(biāo)是“定量”(又稱克重),單位是克/平方米,常用g**表示。
紙的厚度和緊度,是另外兩個(gè)物理指標(biāo)。前者是紙的兩面(正面和反面)之間的垂直距離,后者是單位體積紙的質(zhì)量。它們對(duì)紙的物理、機(jī)械、印刷等性能都有影響。
紙中的纖維彼此互相交織,存有的空隙使其具有透氣性。測(cè)定其透氣大小的數(shù)值叫做透氣度,單位是米/帕?秒 。紙的表面用“平滑度”表示。透氣度與紙的機(jī)械強(qiáng)度有間接的關(guān)系;與印刷性能有直接的關(guān)系,因它對(duì)油墨的吸收性有影響。而平滑度的大小與印刷性能的關(guān)系更為密切。對(duì)包裝用紙來說,這兩項(xiàng)指標(biāo)很容易被人忽視,結(jié)果造成外包裝印刷出現(xiàn)暇疵。
紙的均勻性即勻度,影響著紙的物理、機(jī)械和光學(xué)性能等。暴露在紙表面上的各種缺陷(通稱“紙病”),如塵埃度、斑點(diǎn)、孔眼、破洞、折子、裂口、條痕等,對(duì)包裝或包裝印刷都是不利的。當(dāng)前,我國造紙技術(shù)普遍提高,包裝紙的質(zhì)量***,“紙病”出現(xiàn)的頻數(shù)大大下降。
以上這些物理性能牽涉到包裝紙的計(jì)量、運(yùn)輸、成本等問題,也是一般紙張共有的基本性能。
(2)化學(xué)性能
紙的化學(xué)性能包括有纖維和其他成分。通常是指紙內(nèi)含有的水分、灰分、酸堿性(pH值)、銅價(jià)、水溶性氯化物等。
一般紙的水分是6%~8%,常依環(huán)境變化而改變。紙的水分過高,對(duì)于使用者來說意味著“拿錢買水”;過低則意味著紙質(zhì)有可能出現(xiàn)發(fā)脆、破損等問題。包裝用紙與外界環(huán)境相處時(shí)間要比普通紙長(zhǎng)且多,所以更應(yīng)該注意其水分的變化。
灰分是紙中含有的無機(jī)物。其來源是一、造紙?jiān)媳旧砗械臒o機(jī)物。木材含灰分少,約1%以下。草類含灰分高,約3%~5%,有的稻草含灰分12%。二、在造紙生產(chǎn)過程中,使用化學(xué)**劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后帶來的無機(jī)物殘?jiān)H?、向紙施加填料和涂料后引入的無機(jī)物。灰分對(duì)一般包裝紙的影響不大,但是對(duì)玻璃紙的制造影響很大。
酸堿性是指紙中含有的氫離子或氫氧離子的狀況。通常用pH值表示。酸性高的紙,其穩(wěn)定性和耐久性變差、顏色逐步變暗、機(jī)械強(qiáng)度低。這種紙也不宜用來包裝食品或金屬制品。在印刷時(shí),還有可能引起印版的腐蝕和沾污,影響印刷品的質(zhì)量。
銅價(jià)是測(cè)定構(gòu)成紙張的纖維素分子鏈中,具有還原性的末端基的數(shù)目。原本纖維素分子鏈“完好無損”,它的銅價(jià)很低,即末端基的數(shù)目少。一旦受到氧化和水解作用,分子鏈發(fā)生斷裂,其結(jié)果是暴露出果更多的末端基,銅價(jià)急速上升。所以,紙的銅價(jià)高,表明該紙發(fā)生變質(zhì),耐久性和強(qiáng)度均會(huì)下降。
水溶性氯化物這一指標(biāo),對(duì)于某些包裝用紙,如防銹紙、中性紙、食品包裝紙等是很有意義的。因?yàn)闅埩舻穆然飳?duì)于這類包裝紙的應(yīng)用產(chǎn)生危害。通常采用電導(dǎo)滴定法來檢查紙中含有的水溶性氯化物是否“超標(biāo)”,以便決定使用的界限。
包裝用紙的化學(xué)性能對(duì)紙的安全性、耐用性有不同程度的影響。
(3)機(jī)械性能
紙的拉力(或拉伸強(qiáng)度),過去稱為抗張強(qiáng)度。當(dāng)受到外力作用時(shí),纖維***拉伸,紙張開始伸長(zhǎng);外力取消后,纖維自動(dòng)收縮,紙張恢復(fù)原狀。對(duì)包裝用紙的總體要求是機(jī)械性能好,強(qiáng)度不能過小。
韌性是包裝用紙的一個(gè)重要指標(biāo),紙的韌性大,破損少;韌性小,破損多。另一個(gè)指標(biāo)——挺度,則是紙的抗彎曲的性能,也就是衡量其支持自重的能力。瓦楞原紙和箱紙板的挺度十分重要,紙箱的挺力大小決定其使用價(jià)值。
耐破度是一定面積的紙?jiān)谑艿絼蛩偌訅毫Α⒅钡狡屏褧r(shí)所能承受的**壓力。一般情況下,耐破度大約是每單位寬紙樣的縱向拉伸強(qiáng)度的2倍左右。如果說耐破度是“靜態(tài)”下的表現(xiàn),那么沖擊強(qiáng)度就是“動(dòng)態(tài)”下的反映。例如,伸性紙袋紙具有較高的沖擊強(qiáng)度,既使受到外力的突然沖擊,也不輕易破裂。
耐折度是在一定的張力下,紙來回折疊而使其斷裂時(shí)的次數(shù)。包裝用紙中的白紙板、箱紙板等,在制作不同規(guī)格的大小紙箱、紙盒的過程中,要經(jīng)過多次折疊而不許斷裂,故要求有較高的耐折度。
卷曲性是紙受到濕度和溫度或其他因素的影響而發(fā)生的“形狀”變化。當(dāng)紙的正反面、中部與周邊吸濕不均勻時(shí),由于產(chǎn)生局部變形而發(fā)生卷曲。一般而言,在過分潮濕時(shí),發(fā)生正面卷曲;過分干燥時(shí),則是反面卷曲。另外,卷曲與紙的尺寸大小變化有關(guān),且受厚度、勻度、緊度和伸縮性的影響。
(4) 光學(xué)性能
紙面對(duì)光線的照射有不同的反應(yīng),如**反射后,作用于人眼所產(chǎn)生的視覺便是白度;如部分反射、部分吸收,則是不透明度;如以一定角度擴(kuò)散反射出來,就是光澤度。 以上三種光學(xué)性能,都與發(fā)射光源、觀察條件、接受裝置等有密切關(guān)系。一般光源的波長(zhǎng)為360納米左右,照射角為45度,反射角為0度(即垂直),接受器是硒光申池或光電管等。
紙的白度是白色包裝紙、包裝印刷用紙的一項(xiàng)重要指標(biāo)。依商品外包裝的要求來決定用紙的白度,一般采用65%~70%白度。***的為80%~85%白度;不透明度對(duì)于包裝印刷而言,是不容忽視的。用來印刷的紙,要求其不透明度越高越好。影響不透明度的因素較多,如厚度、緊度、填料量等;光澤度分兩種一是對(duì)比光澤度,適用于普通白紙;二是鏡面光澤度,適用于經(jīng)過超級(jí)壓光機(jī)處理的紙類。***禮品包裝盒用紙對(duì)光澤度的要求比較高。
(5) 印刷性能
在包裝用紙中,印刷適性是十分重要的指標(biāo),是指在鎖定的印刷方式下,以必要的速度、數(shù)量、質(zhì)量來管理印刷品的生產(chǎn)時(shí),紙張、印版、油墨相互配合,達(dá)到**化實(shí)際效果的方式之綜合評(píng)價(jià)。
表面強(qiáng)度(豎向強(qiáng)度)是指紙的單位面積上,垂直于平面的抗分層、抗撕裂的能力,也包含抗掉粉掉毛的能力。所謂表面強(qiáng)度差,若以涂布白紙板為例,就是涂層的填料粒子黏結(jié)不良,涂層與原紙黏***佳,原紙纖維間沒有足夠的結(jié)合強(qiáng)度。于是,在印刷過程中,油墨膜會(huì)揭拉下涂料粒子和細(xì)小纖維,這就是掉粉掉毛現(xiàn)象。為加強(qiáng)紙的表面強(qiáng)度,要從造紙?jiān)?、加工工藝上多下功夫,?wù)使紙的質(zhì)量滿足使用要求。表面強(qiáng)度的測(cè)定方法有蠟棒法、拉力試驗(yàn)法、拉毛臨界速度法等。
空隙率是紙的內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的一個(gè)“鏡子”** 常以紙中空氣所占有的容積的百分率表示。這個(gè)指標(biāo)與紙的透氣度、吸油性等有關(guān)。同時(shí),又對(duì)油墨的滲透、轉(zhuǎn)移和干燥,以及印刷品的質(zhì)量都有影響。
抗靜電性,是克服由于紙面受到印版的多次摩擦而產(chǎn)生靜電所采取的措施,以避免紙頁黏連,影響印刷操作和成品質(zhì)量。只有用于印刷的包裝紙,才需要此項(xiàng)指標(biāo)。通常的辦法是,或向紙內(nèi)加入抗靜電劑或在印刷機(jī)上安裝“消靜電”裝置。
四、市場(chǎng)
除了傳統(tǒng)的包裝用紙以外,新近在國際市場(chǎng)上出現(xiàn)了一系列的***包裝用紙。比如***彈性包裝袋紙、遠(yuǎn)紅外線包裝瓦楞紙、覆膜包裝紙(俗稱“人造果皮”)等。這里,就目前比較熱門的阻燃包裝紙(Fire Retardant Wrapping Paper),做一簡(jiǎn)略的介紹。
所謂阻燃性,就是在火焰中不燃燒,對(duì)火焰的擴(kuò)大產(chǎn)生阻礙作用。經(jīng)過阻燃劑加工之后的阻燃紙,遇到小火不會(huì)被引燃,還有可能自熄。
阻燃包裝紙已經(jīng)大量地用于***事和救災(zāi)物資的包裝箱結(jié)構(gòu)中,它能夠確保箱內(nèi)物品不會(huì)受到火災(zāi)的威脅。此外,它還可用于車廂壁紙、家俱貼面紙以及制作絹花、拉花、裝飾板、展覽會(huì)隔板等方面。許多國家還規(guī)定房屋中使用的壁紙、膠合板等都應(yīng)具有阻燃性。阻燃紙?jiān)谄渌I(lǐng)域也大有可為。
阻燃包裝紙的制法有兩種一種是浸漬法,其工藝過程比較簡(jiǎn)單,就是利用化學(xué)木漿抄成原紙,然后把原紙經(jīng)過阻燃液浸漬(或涂布、或噴灑均可)加工,使阻燃劑滲入(或貼付)紙的纖維間,干燥后即成阻燃紙。另一種是變性法,其工藝原理比較復(fù)雜。先把精制木漿進(jìn)行阻燃化處理,需要多種阻燃劑和專門設(shè)備以及嚴(yán)格的工藝條件相配合,使之獲得“變性紙漿”——讓某些具有阻燃性的基團(tuán)嫁接到纖維素分子上,從而成為阻燃性纖維。然后再添加其他無機(jī)纖維和膠粘劑等,在圓網(wǎng)造紙機(jī)上抄造,即得阻燃紙。不論是用哪種方法,生產(chǎn)的關(guān)鍵是選擇什么樣的阻燃劑及其配方。
阻燃劑的種類很多,目前還在不斷地研究開發(fā)中。初步歸納大約有以下4類
(1)銨鹽類化合物,如**銨等;
(2)銻鹵類化合物,如三氧化二銻等;
(3)磷酸酯類化合物,如磷酸酯、酚醛樹脂等;
(4)硼酸鋅類化合物,如硼酸鋅、聚**等。
利用浸漬法生產(chǎn)阻燃紙時(shí),大多數(shù)是采用銨鹽或銻鹵類,再配以其他輔料調(diào)制成阻燃液。但是,因其阻燃的溫度范圍較低(約為140℃以下),現(xiàn)已很少使用。此后改用硼酸鋅類,所用的原紙,視其不同用途取用的定量為30~80g/㎡。阻燃劑多為顆粒狀固體,在進(jìn)行配比時(shí)溶解為液體。注意溶解槽中的濃度不要過大,并須不停地?cái)嚢?,在送入浸漬槽之前還要過濾。阻燃液須現(xiàn)配現(xiàn)用,不宜存放太久。阻燃劑用量一般是20~30%(對(duì)絕干紙漿量計(jì))。浸漬槽內(nèi)的阻燃液濃度須掌握在15~18%,其溫度為30℃,浸漬速度為45米/分,托輥線壓力為100N/㎝,烘干曲線由低溫升***高溫(**溫度不超過80℃)。如此制得的阻燃包裝紙,其阻燃溫度可達(dá)到約200℃。
**近生產(chǎn)阻燃包裝紙還有一種新法,那是把精制木漿進(jìn)行磷酸酯化,改造纖維素分子中的部分基團(tuán),使得到的變性紙漿在水中帶有正電荷。同時(shí),使其表面具有吸著性。在pH值比較低的情況下,能夠與數(shù)量不多于50%的玻璃纖維、或陶瓷纖維等相吸引。在抄紙機(jī)上以慢速、常溫的方式,即可制得強(qiáng)度甚高的阻燃紙(板),它們?cè)?00℃的情況下,不燃燒、不變形、不產(chǎn)生有***體等,應(yīng)用前途寬廣。
五、前景
2002年我國年均耗紙量是29千克/人,而***年均耗紙量是54千克/人,歐洲年均耗紙量是122千克/人,美國年均耗紙量是332千克/人,芬蘭年均耗紙量是352千克/人,排名全球**。
在各項(xiàng)紙的消費(fèi)中,包裝用紙量顯得十分突出。***各國的情況大體相近,比如美國的包裝用紙消費(fèi)量大約占總量的70%。美國每年的廢紙出口量占全球廢紙總貿(mào)易量的60%[4],故***上**的廢紙供應(yīng)商在美國。在回收的廢紙中,用棄的包裝用紙(紙板)占有很大的一部分。
在諸多市場(chǎng)因素中,包裝用紙與塑料包裝之間的競(jìng)爭(zhēng)仍然是相當(dāng)激烈的。塑料確有不少優(yōu)點(diǎn),但是它不能生物降解,對(duì)自然環(huán)境的***不容低估。這樣一來,導(dǎo)致了包裝用紙?zhí)幱谟欣牡匚?。不少歐美國家甚***要立法***塑料包裝的使用,并以包裝用紙來取而代之。
綜上所述,包裝用紙的前景是十分光明的。尤其是高新技術(shù)的滲透和深化,有力量開發(fā)出更多、更好的新型的包裝用紙。在包裝工業(yè)上,面對(duì)這些形形色色的包裝用紙,力爭(zhēng)做到精心設(shè)計(jì),巧妙安排,揚(yáng)長(zhǎng)避短,靈活應(yīng)用,以便達(dá)到“各取所需”的包裝之目的。
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