【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，并測試紙箱的強度、防水和防霉性能。經(jīng)過測試，復(fù)合紙板的邊壓強度和戳穿強度遠高于德國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防霉實驗，防霉紙箱的防霉等級達到最高Ⅰ級。說明了防潮防霉紙箱強度大，能夠起到較好的防潮防霉效果，有效保護被服等內(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℃，相對濕度85%～100%。被服、皮革等制品在運輸以及儲存過程中要進行防霉處理。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，因此必須采取綜合防護手段，有效消滅霉菌的同時，阻斷其營養(yǎng)供應(yīng)，對包裝容器有一定的保護能力。
瓦楞紙箱具有質(zhì)輕、環(huán)保、成本低、強度大等優(yōu)點，其應(yīng)用范圍不斷擴大，但紙箱表面容易吸水，受潮后各項性能大幅度下降。紙類包裝材料屬天然有機物料，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種防護手段應(yīng)用于同一紙箱上，檢測分析其防霉性能，采用瓦楞復(fù)合技術(shù)，研究其對紙箱強度的提高。
實驗
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；原紙、紙板以及紙箱，達成包裝制品（蘇州）有限公司。
儀器：紙板戳穿強度測定儀，YQ-Z-55，四川長江造紙儀器有限公司；電腦測控紙板耐破度儀，DCP-NPY5600，四川長江造紙儀器有限公司；吸水度試驗機，HT-8383，弘達儀器股份有限公司；電熱恒溫干燥箱，101A-1，上海實驗儀器總廠；霉菌試驗箱，公司；恒溫恒濕試驗箱，無錫錦華實驗設(shè)備有限公司；MRC-1000涂布機，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性能測試
紙板邊壓強度、戳穿強度測試按照GB/T6546—1998《瓦楞紙板邊壓強度法》和GB/T2679.7《紙板戳穿強度的測定》的要求進行。防水性能測試按照GB/T1540—2002《紙和紙板吸水性的測定可勃法》的要求，使用可勃法測試儀測定相同材質(zhì)空白原紙以及涂布防水紙的吸水率情況。加速防霉等級實驗按照GB4768—2008《防霉包裝》的要求，評價涂布防霉劑后對紙板、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個紙箱中，模擬實際應(yīng)用中的紙箱對被服等的防霉保護能力。其中1號包裝箱未經(jīng)防霉防潮涂布處理；2號包裝箱外表面經(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)℃，相對濕度為(96±1)%的試驗箱中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度為N/m，是SN/T0262《出口商品運輸包裝瓦楞紙箱檢驗規(guī)程》最高標(biāo)準(zhǔn)的2.39倍，其戳穿強度為39.4J，出口標(biāo)準(zhǔn)中雙瓦楞紙箱戳穿強度的最高要求則為13.7J。兩項性能分別是德國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)眾多的毛細管。由于毛細管的吸附作用，瓦楞紙箱極易吸潮變軟。
涂布前后面紙吸水性能對比見表1，其中未經(jīng)處理的牛皮紙表面吸水性達到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盡量的縮成球形，以保證接觸面積最小，減小表面勢能，此時接觸角大于等于90°，紙張表面不會被潤濕。
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，有效保持紙箱強度的同時，紙箱內(nèi)部空間的相對濕度較低，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行7d防霉試驗后，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驗結(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，所帶正電荷主動吸附帶負(fù)電荷的霉菌，刺破細胞壁，使其無法生存。保護惡劣儲運環(huán)境中的包裝容器本身不會發(fā)生腐蝕，同時防霉劑不斷吸附內(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，作用于產(chǎn)品的各個部位。
裝有純棉毛巾的實驗箱進行28d霉菌試驗，由實驗結(jié)果可知，里紙未涂布防霉劑的1號包裝箱，內(nèi)外表面未發(fā)現(xiàn)霉菌生長，箱內(nèi)樣品有霉菌生長，防霉等級為Ⅲ級，防霉能力較弱；里紙涂布8g/m2防霉劑的2號包裝箱內(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，防霉等級為Ⅰ級，防霉能力極強；里紙涂布18g/m2防霉劑的3號包裝箱內(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，防霉等級為Ⅰ級，防霉能力極強。
從實驗檢測結(jié)果可知，防霉紙箱在防霉劑的涂布量為8g/m2時，就能起到很好的效果，達到最高防霉等級。
結(jié)論
復(fù)合六層瓦楞紙板的邊壓強度和戳穿強度分別是德國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，機械吸附和緩釋作用結(jié)合，保護包裝紙箱不受霉腐的同時，在內(nèi)環(huán)境中形成防霉氣團，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，紙箱防霉等級達到最高等級，對紙箱以及內(nèi)裝物都能起到有效的防護作用。
此防霉紙箱主要用于被服等易發(fā)霉物質(zhì)的包裝，特別是惡劣儲運環(huán)境中的物品，如軍隊后勤物資。（來源：《包裝工程》，作者：安麗娟，張惠忠，就職單位：達成包裝制品（蘇州）有限公司）
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