【干貨】被服包裝紙箱的防潮防霉技術(shù)大公開
原標(biāo)題：【干貨】被服包裝紙箱的防潮防霉技術(shù)大公開
【摘要】為了研發(fā)被服等紡織品包裝用高強(qiáng)防霉瓦楞紙箱，采用了復(fù)合技術(shù)，制備六層復(fù)合瓦楞紙箱。里、面紙通過涂布方式，將防潮和防霉功能結(jié)合于同一紙箱上，并測(cè)試紙箱的強(qiáng)度、防水和防霉性能。經(jīng)過測(cè)試，復(fù)合紙板的邊壓強(qiáng)度和戳穿強(qiáng)度遠(yuǎn)高于德國A標(biāo)最高要求。箱紙板表面吸水率從34.7g/m2降至2.56g/m2。在溫度為28℃、相對(duì)濕度為90%的環(huán)境中處理7d后，涂布防霉劑紙板表面無霉菌生長。經(jīng)28d防霉實(shí)驗(yàn)，防霉紙箱的防霉等級(jí)達(dá)到最高Ⅰ級(jí)。說明了防潮防霉紙箱強(qiáng)度大，能夠起到較好的防潮防霉效果，有效保護(hù)被服等內(nèi)裝物不受霉菌的侵害。
引言
凡是在基質(zhì)上長成絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀菌絲體的真菌，均稱為霉菌，其廣泛存在于空氣和土壤中，在物品上經(jīng)過生長繁殖后，出現(xiàn)肉眼能見到的霉菌稱為霉變。影響霉菌生長的因素主要有水分、溫度、營養(yǎng)物質(zhì)等。通常霉菌生長適宜的自然條件為溫度23～38℃，相對(duì)濕度85%～100%。被服、皮革等制品在運(yùn)輸以及儲(chǔ)存過程中要進(jìn)行防霉處理。傳統(tǒng)的防霉方式，存在有效期短、毒性大、防霉方式單一的缺點(diǎn)，因此必須采取綜合防護(hù)手段，有效消滅霉菌的同時(shí)，阻斷其營養(yǎng)供應(yīng)，對(duì)包裝容器有一定的保護(hù)能力。
瓦楞紙箱具有質(zhì)輕、環(huán)保、成本低、強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，但紙箱表面容易吸水，受潮后各項(xiàng)性能大幅度下降。紙類包裝材料屬天然有機(jī)物料，加工后表面又涂覆涂料、油墨、顏色等，使紙箱本身以及內(nèi)裝物易發(fā)生霉腐現(xiàn)象。文中將防水防潮和防霉這2種防護(hù)手段應(yīng)用于同一紙箱上，檢測(cè)分析其防霉性能，采用瓦楞復(fù)合技術(shù)，研究其對(duì)紙箱強(qiáng)度的提高。
實(shí)驗(yàn)
1.1材料與儀器
材料：防霉劑，佳尼斯（中國）有限公司；防水涂料X300F，Michelman；純棉毛巾，潔麗雅集團(tuán)；原紙、紙板以及紙箱，達(dá)成包裝制品（蘇州）有限公司。
儀器：紙板戳穿強(qiáng)度測(cè)定儀，YQ-Z-55，四川長江造紙儀器有限公司；電腦測(cè)控紙板耐破度儀，DCP-NPY5600，四川長江造紙儀器有限公司；吸水度試驗(yàn)機(jī)，HT-8383，弘達(dá)儀器股份有限公司；電熱恒溫干燥箱，101A-1，上海實(shí)驗(yàn)儀器總廠；霉菌試驗(yàn)箱，公司；恒溫恒濕試驗(yàn)箱，無錫錦華實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；MRC-1000涂布機(jī)，OZONE公司。
1.2方法
瓦楞復(fù)合技術(shù)是在傳統(tǒng)瓦楞紙箱生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，將兩層瓦楞芯紙通過膠粘劑粘合，制成一層瓦楞紙，六層復(fù)合瓦楞紙板的較大楞由兩層瓦楞紙粘結(jié)而成，見圖1—2。將防水涂料經(jīng)過MRC-1000涂布機(jī)涂布于250g/m2箱紙板上，170℃烘干后收卷，作為面紙備用。將陽離子防霉劑、緩釋型防霉劑和工業(yè)酒精按照質(zhì)量比為30∶2∶68的比例混合均勻，使用涂布機(jī)將此涂料涂布于230g/m2的牛卡紙上，涂布量分別8，18g/m2，并以未涂布的作為參照，烘干后收卷，作為里紙備用。防水涂布面紙、防霉涂布里紙、復(fù)合瓦楞芯紙，經(jīng)過生產(chǎn)線，制備復(fù)合六層瓦楞紙板和紙箱。涂布原理見圖3。
圖1常用五層瓦楞紙板
Fig.1Five-layercorrugatedboard
圖2六層復(fù)合瓦楞紙板
Fig.2Six-layercorrugatedboard
1.3性能測(cè)試
紙板邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度測(cè)試按照GB/T6546—1998《瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度法》和GB/T2679.7《紙板戳穿強(qiáng)度的測(cè)定》的要求進(jìn)行。防水性能測(cè)試按照GB/T1540—2002《紙和紙板吸水性的測(cè)定可勃法》的要求，使用可勃法測(cè)試儀測(cè)定相同材質(zhì)空白原紙以及涂布防水紙的吸水率情況。加速防霉等級(jí)實(shí)驗(yàn)按照GB4768—2008《防霉包裝》的要求，評(píng)價(jià)涂布防霉劑后對(duì)紙板、紙箱防霉性能的影響。
1）紙板防霉。將未經(jīng)涂布處理的普通牛皮紙和涂布有防霉劑的牛皮紙分別置于含有霉菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，將霉菌菌種噴于各培養(yǎng)皿中，在霉菌試驗(yàn)箱中處理7天。
2）紙箱防霉。將相同的純棉易生霉的毛巾作為模擬件，置于3個(gè)紙箱中，模擬實(shí)際應(yīng)用中的紙箱對(duì)被服等的防霉保護(hù)能力。其中1號(hào)包裝箱未經(jīng)防霉防潮涂布處理；2號(hào)包裝箱外表面經(jīng)過防潮處理，內(nèi)表面涂布8g的防霉涂料；3號(hào)包裝箱外表面經(jīng)過防潮處理，內(nèi)表面涂布18g的防霉涂料。按照標(biāo)準(zhǔn)要求將霉菌孢子懸浮液均勻噴在箱內(nèi)樣品上，置于溫度為(29±1)℃，相對(duì)濕度為(96±1)%的試驗(yàn)箱中28d。
結(jié)果與討論
2.1物理性能
六層復(fù)合瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度為N/m，是SN/T0262《出口商品運(yùn)輸包裝瓦楞紙箱檢驗(yàn)規(guī)程》最高標(biāo)準(zhǔn)的2.39倍，其戳穿強(qiáng)度為39.4J，出口標(biāo)準(zhǔn)中雙瓦楞紙箱戳穿強(qiáng)度的最高要求則為13.7J。兩項(xiàng)性能分別是德國A標(biāo)的1.62倍和2.19倍。
2張瓦楞紙經(jīng)一層玉米淀粉粘結(jié)劑粘合，在紙板流水線的高溫烘干作用下，玉米漿迅速固化，形成一層薄膜，起到硬質(zhì)骨架的強(qiáng)化作用，紙箱的空箱抗壓得到大幅度提高。
2.2吸水性
瓦楞紙箱的原紙是由植物纖維制造而來，纖維材料具有親水性并且纖維之間具有大量空隙，這些空隙就形成為數(shù)眾多的毛細(xì)管。由于毛細(xì)管的吸附作用，瓦楞紙箱極易吸潮變軟。
涂布前后面紙吸水性能對(duì)比見表1，其中未經(jīng)處理的牛皮紙表面吸水性達(dá)到34.6g/m2。經(jīng)防水涂料涂布處理，一方面能夠填充紙張表面的空隙，提高紙張的光滑度，減小毛細(xì)管吸附作用；另一方面防水涂料為硅氧烷類物質(zhì)，涂布后與原紙結(jié)合，形成的新物質(zhì)層表面張力較低。
根據(jù)表面能理論，與此表面接觸的水就會(huì)盡量的縮成球形，以保證接觸面積最小，減小表面勢(shì)能，此時(shí)接觸角大于等于90°，紙張表面不會(huì)被潤濕。
防水涂布處理后，原紙表面的吸水量大幅下降，僅為2.56g/m2。經(jīng)防水處理的紙箱面紙，能夠阻隔空氣中的水汽侵蝕，有效保持紙箱強(qiáng)度的同時(shí)，紙箱內(nèi)部空間的相對(duì)濕度較低，切斷霉菌生長的水分供應(yīng)。
2.3防霉性能
2.3.1紙板
將未經(jīng)涂布處理的普通牛皮紙和涂布有防霉劑的牛皮紙進(jìn)行7d防霉試驗(yàn)后，霉菌的生長情況分別見圖4。未涂布原紙表面長滿霉菌，霉菌生長情況為100%，而涂布防霉劑后的牛皮紙，表面無霉菌生長，霉菌生長情況為0。
圖4有無涂布防腐劑的牛皮紙霉菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Fig.4Anti-mouldtestresultofuncoatedpaperandcoatingpaper
吸附型防霉劑是長碳鏈結(jié)構(gòu)，帶有正電荷，陽離子通過化學(xué)鍵和靜電作用綁定在紙表面，所帶正電荷主動(dòng)吸附帶負(fù)電荷的霉菌，刺破細(xì)胞壁，使其無法生存。保護(hù)惡劣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境中的包裝容器本身不會(huì)發(fā)生腐蝕，同時(shí)防霉劑不斷吸附內(nèi)環(huán)境中的游離霉菌。
2.3.2紙箱
在吸附型防霉劑的基礎(chǔ)上，加入緩釋型防霉劑，制成復(fù)配型防霉劑溶液，均勻涂覆于紙箱的里紙上。整個(gè)里紙表面的緩釋型防霉劑不斷地?fù)]發(fā)，封箱后，在紙箱“微環(huán)境”中氣相沉積，形成防霉高壓氣團(tuán)，作用于產(chǎn)品的各個(gè)部位。
裝有純棉毛巾的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行28d霉菌試驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，里紙未涂布防霉劑的1號(hào)包裝箱，內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)霉菌生長，箱內(nèi)樣品有霉菌生長，防霉等級(jí)為Ⅲ級(jí)，防霉能力較弱；里紙涂布8g/m2防霉劑的2號(hào)包裝箱內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)霉菌生長，箱內(nèi)樣品未發(fā)現(xiàn)霉菌生長，防霉等級(jí)為Ⅰ級(jí)，防霉能力極強(qiáng)；里紙涂布18g/m2防霉劑的3號(hào)包裝箱內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)霉菌生長，箱內(nèi)樣品未發(fā)現(xiàn)霉菌生長，防霉等級(jí)為Ⅰ級(jí)，防霉能力極強(qiáng)。
從實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果可知，防霉紙箱在防霉劑的涂布量為8g/m2時(shí)，就能起到很好的效果，達(dá)到最高防霉等級(jí)。
結(jié)論
復(fù)合六層瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度和戳穿強(qiáng)度分別是德國A標(biāo)的1.62倍和2.19倍，復(fù)合技術(shù)能夠有效地提高紙板、紙箱的強(qiáng)度。
紙箱面紙經(jīng)防水涂布處理，表面吸水率降低92.6%。吸附和緩釋型防霉劑復(fù)配，機(jī)械吸附和緩釋作用結(jié)合，保護(hù)包裝紙箱不受霉腐的同時(shí)，在內(nèi)環(huán)境中形成防霉氣團(tuán)，有效防止內(nèi)裝被服發(fā)生霉腐。防水和防霉涂布技術(shù)應(yīng)用于同一紙箱上，紙箱防霉等級(jí)達(dá)到最高等級(jí)，對(duì)紙箱以及內(nèi)裝物都能起到有效的防護(hù)作用。
此防霉紙箱主要用于被服等易發(fā)霉物質(zhì)的包裝，特別是惡劣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境中的物品，如軍隊(duì)后勤物資。（來源：《包裝工程》，作者：安麗娟，張惠忠，就職單位：達(dá)成包裝制品（蘇州）有限公司）
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