防潮缓冲及其包装材料

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四、捆扎钢带
钢带主要用来捆合包装箱，对装入式的包装箱主要是 为了提高包装箱的强度。我国所使用的包装用钢带是用普 通碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢、合金结 构钢所制造。
⑼包装空间的湿度h2(%)。
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对于上述包装，所用防潮材料的透湿度应不大于R，R可 用下式计算：
R
m C2 C1 K 6.7 103 A t h1 h2 P0
式中：K是根据包装贮存期间的平均气温T和所用防潮材料 的种类来定的系数。
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三、被包装物的贮存期和贮存的湿度条件
如果用已知透湿度为R的防潮材料包装某物品时，用下面公 式可以求出被包装物能安全存放多少天：
装材料。
★常用的防潮包装材料有金属、玻璃、塑料、复合材料、
油脂或蜡的加工材料等。
★在防潮包装中的特殊要求是透湿度要小。防潮包装材料
的透湿度越小，防潮性能就越好。
★根据材料的防潮性大致分为以下几类：轻度防潮材料、
普通防潮材料、相当高度防潮材料、高度防潮材料、极高度防 潮材料和真正防潮材料。
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（一）温度和湿度对透湿度的影响
第九章 防潮缓冲及其包装材料
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第一节 防潮包装材料 第二节 缓冲包装材料 第三节 捆扎材料 第四节 密封材料
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第一节 防潮包装材料
一、防潮包装材料的作用和被包装物的种类
1. 防潮包装的作用 ★防潮包装可以防止商品（产品）在贮存和运输过程中 因受外界潮气作用而受到损害，例如药品、酥脆食品、 精密仪器仪表、金属制品等 。 ★对于那些自身含水分比较多，并且失去水分变干后 质量会受到影响的产品来说，防潮包装同样是非常重要 的，例如面包、蛋糕、化妆品等 。
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1、包装常用的干燥剂
（1）硅胶 硅胶是乳白色或半透明的非晶颗粒状物质，具有多孔高
表面积结构。它无毒、无味、质地坚硬，不易破碎。硅胶表 面覆盖着羟基，所以有较强的吸湿能力，但不溶于水，有较 高的热稳定性和化学稳定性。
硅胶的种类很多，在防潮包装中常使用的是孔径 1.0~2.0nm的细孔硅胶。 （2）分子筛
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四、缓冲材料厚度的计算
压缩应力与材料应变之比叫弹性系数。
弹性系数
压缩应力 单位厚度材料的位移
应力-应变曲线为直线的材料叫线性缓冲材料。绝大多数 材料的应力-应变曲线不是直线。只有弹簧在弹性限度内是 线性缓冲材料。
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设质量为m的被包装物体从高度为h的位置落下，缓冲材 料因此被压缩了位移x，物体停止下落。根据能量守恒定律，
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（2）从防潮包装的角度，吸湿性物品又可分为如下几类：
★具有吸湿（脱湿）等温线的产品 ★具有平衡湿度的产品
如化学肥料、工业药品等以无机盐类为主要成分的产品。
★液体产品
如饮料、化妆品等水溶液或水乳液产品，包装容器内部的相 对湿度可高达90%~100%。
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二、 防潮包装材料 ★定义：能透过或难于透过水蒸气的包装材料称为防潮包
★按材质分类：①纤维状物质：纤维素类，如木丝、纸、 纸浆、稻草、麦秆、合成纤维；动物纤维，如猪鬃、羊毛、 毛毡；矿物纤维，如玻璃纤维、石棉、矿物棉。②气泡结构 物质：具有适当柔软性能的天然橡胶、合成橡胶、泡沫塑料、 气泡塑料薄膜。③瓦楞纸、蜂窝纸板、皱纹纸；④缓冲装置： 弹簧、悬挂装置。
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皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
式中：
m1—防潮材料的透湿气面积，m2； K—防潮材料的平均透湿度； A—储存期限，月； t—吸湿性缓冲材料的质量，kg； R—温度湿度的关系系数； m2—缓冲材料的关系系数。
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第二节 缓冲包装材料
一、缓冲材料的分类
★按形状分类：①垫块状。②成型品。③细片状、纤维 状。④粒状。⑤隔板、衬垫、框架、压板。⑥缓冲结构（螺 旋型弹簧、板状弹簧）。
★在成本上，蜂窝纸板比瓦楞纸板用材少，原料成本
仅为同规格的瓦楞纸板的三分之二，而且蜂窝纸板制作的 纸箱比瓦楞纸箱破损率减少20-25倍，大幅的减少了运输包 装费用。
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（2）蜂窝纸板与泡沫塑料
★泡沫塑料属于一种软而韧的材料，在很低的应力下 就可以达到材料的屈服，刚度较差，在外力不大的情况下， 泡沫塑料具有比蜂窝纸板较好的缓冲性能；
P2 )
式中: J— 气体透过塑料薄膜的量(cm3/m2·24h·0.1MPa);
Pv — 气体渗透性系数(cm3·cm/cm2·s·0.1MPa); L — 塑料薄膜厚度（cm）;
P1 、P2 — 塑料薄膜两侧的压力P1 >P2 (0.1MPa);
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（二）复合材料的透湿度
湿度对各层材料的透湿系数影响的程度有差别 ，用复合 材料进行防潮包装时，应该把透湿系数对湿度依赖性大的 材料放在低湿侧，把透湿系数对湿度依赖性小的材料放在 高湿侧，这样才能使整个材料的透湿度小。
猪毛、马毛、合成纤维等弹性纤维，用有弹性的粘合剂， 如天然橡胶作为弹性粘结剂，制成缓冲胶垫。
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（三）气泡塑料薄膜
气泡塑料薄膜和泡沫塑料不同，它是采用特殊的加工方 法，在两层塑料薄膜之间封入空气，在一面形成一个个气 泡。气泡塑料薄膜是充分利用封入气泡内的空气的弹性来 吸收冲击能量。
（四）蜂窝纸板
1、蜂窝纸板概述 蜂窝结构的材料是人类仿照自然界蜜蜂筑造的六角形蜂
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三、常用缓冲材料
（一）泡沫塑料
一些合成树脂经过发泡处理，可以制成不同性能的泡沫 塑料，主要有聚乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚苯乙 烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚丙烯泡沫塑料等热塑性树 脂泡沫塑料。同时，一些热固性树脂，如酚醛树脂、脲醛树 脂、环氧树脂等也能制成泡沫塑料。
（二）兽毛填充橡胶缓冲材料
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2. 被包装物的种类
（1）从防潮包装的角度，可将被包装物大致分为如下几类。
防潮被包装物
吸湿性
吸收外界水分对质量有影响。通过防 潮包装可以防止产品吸潮。
自身含水率高的：产品失水质量会下 降，通过防潮包装可以防止水分散失。
非吸湿性：产品本身无吸湿性，但在高湿气环境中，
对产品质量有影响，通过防潮包装可将产品与高湿度 的环境气氛隔开。
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3、蜂窝纸板与其它常见缓冲包装材料的性能比较
（1）蜂窝纸板与瓦楞纸板
★在重量上相比，蜂窝纸板具有重量轻的优点，其重
量是同面积瓦楞纸板的70%；
★在强度上，蜂窝纸板因其独特的结构，具有较强的
抗压、抗折能力，l0mm厚的蜂窝纸板的抗压强度是瓦楞纸 板的27~75. 6倍，抗折强度是五层瓦楞纸板横向强度的2倍， 是纵向强度的29.2倍;
xm
E mgh xm F d x A t
0
Xm
ds
0
式中：E——缓冲材料吸收的能量； F——压缩整个缓冲材料的力； t——缓冲材料的厚度；
A——缓冲材料的面积； ε——单位体积的缓冲材料吸收的变形能； σ——单位面积缓冲材料受到的力；
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第三节 捆扎材料
一、包扎细绳
为了捆扎纸板及纸包装裁片，在大多数情况下，采用 植物韧皮纤维制作的细绳。捆扎中主要用六股绳，这种绳 具有高的强度，直径为3mm的细绳抗拉载荷可达740～ 800N。
皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
二、缓冲材料的特性 ★冲击能量的吸收性 ★振动吸收性 ★复原性 ★温湿度安定性 ★吸湿性 ★酸碱性
对塑料薄膜类的防潮包装材料来说，湿气的透过主要受温度 对薄膜内部水分子活性扩散引起的防潮材料透湿系数的影响。
透湿系数随温度的变化可用下式表示：
Pv P0 eE / RT
式中
Pv—透湿系数； P0—材料常数；
△E—活化能； T—热力学温度； R—摩尔气体常数。
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透湿度可用下式表示：
J
Pv L
(P1
假设有一个如下条件的包装：
⑴被包装物品的净质量为m(kg)；
⑵被包装物品包装时的水分C1（%）； ⑶被包装物品能维持商品价值的界限水分C2（%）； ⑷防潮包装容器的表面积A（m2）；
⑸防潮包装的必要时间t(d)；
⑹在此期间内保存包装环境的平均气温T(ºC)；
⑺该平均气温下相应的平均湿度h1(%)；
⑻在平均气温下的饱和水蒸气压P0(Pa)；
防潮材料的透湿度与其厚度成反比。有些较薄的防潮材 料，如薄铝箔及0.03mm以下的聚乙烯膜等，在制造过程中 会产生构造不均匀性及气孔，湿气会通过这些气孔透过， 所以这些材料的防潮性与薄膜厚度之间没有正比关系。
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（三）防潮包装材料的选择
进行防潮包装时，首先根据下面数据算出要求的材料透
湿度，再根据透湿度找出符合要求的防潮材料。
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二、缝制线
为了缝制纸袋需采用缝制线。为了缝制防水性纸袋，采 用氯纶纤维与棉混纺，或采用其他含棉混纺的合成线。由 合成材料制成的各种缝制线，用于增强纸袋的缝制，也可 用在纸板包装箱封合用的增强纸带中。
三、金属丝
为了订合纸板箱而使用金属丝。金属丝具有圆形的或矩 形的断面。订箱机所用的圆形断面的金属丝，其直径为 0.7～1mm。自动订箱机所用的矩形断面的金属丝尺寸为 2.5×5.0mm。
t
m
C2
A
C1 K 6.7 103 R h1 h2 P0
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四、干燥剂
干燥剂是一种容易吸收水分的物质，它能吸收一定空间的 水蒸气，降低这一空间的相对湿度。 对于包装用干燥剂的要求：
⑴吸湿力强，靠物理吸附除掉包装内的水分； ⑵化学性质稳定，不分解、不挥发、吸水后不产生腐蚀性物 质。吸水后不明显升温； ⑶干燥剂应是具有一定的强度的颗粒状物质，不致在储运中 粉碎而污染被包装物； ⑷在产品储运期间的温度范围内，干燥剂的吸湿能力没有显 著变化。即在温度稍高时，不会放出已吸收的水分； ⑸最好能回收使用，价廉。
量，kg。
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如果所用的防潮包装材料的透湿度为零，并且在包装容 器内不放吸湿性缓冲材料，即R=0、m2=0的情况，可用以下 式子计算干燥剂的用量：
m=0.5V
式中： V —包装容器的体积，m3。
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必要时也可以采用下面式子比较精确地计算干燥剂的用 量：
m1 K1 A R t K2 m2
巢的原理制成的。最早应用于军事上，到了本世纪60年代， 随着造纸工业和制造业技术的发展，纸制蜂窝纸板才得以 问世。
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蜂窝纸板是以牛皮纸、再生纸等为原料，通过专用设 备制成类似蜂窝状的网芯，并在其两面粘合面纸而成的一 种纸制板材。
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2、蜂窝纸板的性能特点
（1）承载能力大，抗压性能好 ；
（2）重量轻并且省纸张； （3）由于纸蜂窝夹芯的结构，吸收物体撞击能量大，所 以防震性能好，隔热、隔音效果好； （4）易于切削、钻孔，可以加工成各种所需的形状和尺 寸 。同时，它与其它结构材料有很好的相容性，适合用作 缓冲衬垫。 （5）蜂窝纸板可回收利用，有利于环境保护。外表易装 饰，产品种类多，应用广； （6）从力学角度分析，封闭的等六边形蜂窝结构能以最 少的材料获得最大的受力。
★泡沫塑料对环境的污染也是不可忽视的 ； ★蜂窝纸板完全属于绿色包装材料，可以回收再利用， 容易进行处理，具有很好的前景。
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4、蜂窝纸板在包装中的应用
蜂窝纸板在包装中的应用主要有以下几个方面: ★缓冲衬垫 ★托盘 ★角撑 ★护棱 ★隔衬 ★夹衬挡板 ★包装箱
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（五）纸浆模塑
蜂窝纸板在包装中的应用主要有以下几个方面: ★缓冲衬垫 ★托盘 ★角撑 ★护棱 ★隔衬 ★夹衬挡板 ★包装箱
分子筛也可做包装干燥剂，它常用于充氮环境封存时氮 气的预干燥。 （3）其他
活性氧化铝、氯化钙、过氯酸镁等也可做包装干燥剂。 充分干燥的纸制品也可做干燥剂。
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2、干燥剂用量的计算
以硅胶为例可用下面经验公式计算：
m1
K
m2 2
式中 m1—干燥剂用量，kg； K—包装环境的气候条件系数； A—包装全面积，m2； t—包装期限，月； R—包装材料的平均透湿度，g(m2 ·24h) ； m2—包装内吸潮性包装材料（缓冲衬垫材料等）的质
落下的位能除了被缓冲材料吸收一部分外，其余转变成动 能。 这种能量关系可以用下式表示：
1
2
mv 2
mgh
x
x 0
F
dx
缓冲材料产生最大压缩的一瞬间，即被包装物体停止下
落的一瞬间，有：
xm
mgh xm F d x
0
式中：xm——缓冲材料被压缩的最大位移
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缓冲材料积蓄的能量E是单位体积的缓冲材料的变形能ε 与材料的面积A和厚度t的乘积，即：