拉鏈?zhǔn)郊埾涞纳a(chǎn)加工技術(shù)剖析

1、【原創(chuàng)】拉鏈?zhǔn)郊埾涞纳a(chǎn)加工技術(shù)剖析伴隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，快遞行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛。從國(guó)家郵政局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015 年全國(guó)快遞業(yè)務(wù)量達(dá)到 206 億件，同比增長(zhǎng)了 48%，共消耗了編織袋 29.6 億條、塑料袋 82.6 億個(gè)、包裝箱 99 億個(gè)、膠帶 169.5 億米。如此巨大的市場(chǎng)，也極大催生了瓦楞紙箱行業(yè)的新一輪快速增長(zhǎng)，尤其是一些低端瓦楞紙工廠的野蠻式增長(zhǎng)。如何在這個(gè)增量市場(chǎng)中獲取更大的蛋糕，成為包裝生產(chǎn)企業(yè)最為關(guān)心的問題。 拉鏈?zhǔn)郊埾浣榻B與分析在諸多傳統(tǒng)平口箱和飛機(jī)盒的使用中，近年出現(xiàn)了一種拉鏈?zhǔn)郊埾?，?jiǎn)稱“拉鏈箱” 。它從快遞包裝的客戶體驗(yàn)入手，將傳統(tǒng)紙箱的打開方式改成了拉鏈

2、式的撕開方式。這種拉鏈箱在打包封箱過程中無需再使用透明膠帶封箱，只需用手撕開預(yù)留在紙箱上的膠帶，蓋上紙板搖蓋，壓一壓，即可粘合封閉紙箱；開啟的時(shí)候不需要使用刀片等工具將膠帶劃開后開箱，只需要在預(yù)留的撕開處，直接撕拉， 就可以拆開包裝箱。 這種客戶體驗(yàn)就是簡(jiǎn)單、快捷，打包不需要用膠帶、開箱只要一撕。具體可以參考圖1 和圖 2 圖 1某款拉鏈箱封箱示圖圖2 拉鏈箱開啟示圖從上述對(duì)拉鏈箱的特點(diǎn)介紹來分析，它與傳統(tǒng)平口箱的主要區(qū)別在于以下三個(gè)方面： （ 1） 紙箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：拉鏈箱因?yàn)樾枰A(yù)留好粘貼雙面膠帶的區(qū)域，所以傳統(tǒng)平口箱的結(jié)構(gòu)就需要調(diào)整，需要增加搖蓋的長(zhǎng)度，變成全疊蓋的紙箱結(jié)構(gòu)，或需要在這個(gè)結(jié)構(gòu)

3、基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整方可。同時(shí)還需要預(yù)留一些便于撕開的缺口，如圖 3 和圖 4 所示：圖 3 頂部結(jié)構(gòu)圖圖 4 搖蓋處模切區(qū)域圖這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上預(yù)留的缺口就是完成拉鏈箱撕開紙箱的源頭?；蛘呖梢栽谥虚g撕開區(qū)域添加撕裂膠帶以保證開啟過程中不斷裂，但是增加撕裂膠帶會(huì)影響到成本。（ 2） 預(yù)粘貼雙面膠帶：拉鏈箱是通過預(yù)粘貼了雙面膠帶，撕開雙面膠帶的隔離紙，直接粘合即可完成紙箱封箱。這就需要雙面膠帶必須有很強(qiáng)的粘貼效果，不會(huì)失去黏性，而造成紙箱開膠封合效果不好。因此，雙面膠帶與紙張表面的膠黏性就成為拉鏈箱的一個(gè)技術(shù)核心。（ 3） 生產(chǎn)加工工藝：拉鏈箱的加工技術(shù)主要在于紙箱的模切工藝以及雙面膠帶的預(yù)粘貼。模切是紙

4、箱最為平常的一種工藝，不存在技術(shù)難點(diǎn)，所以它的技術(shù)難點(diǎn)在于如何達(dá)成自動(dòng)化的預(yù)粘貼雙面膠帶。因此，這也是拉鏈箱的另一個(gè)技術(shù)核心。生產(chǎn)技術(shù)剖析根據(jù)上述三個(gè)方面的區(qū)別分析可以知道，拉鏈箱的生產(chǎn)技術(shù)主要在于兩個(gè)核心，一個(gè)是雙面膠帶與紙張的膠黏性性能，一個(gè)是雙面膠帶的自動(dòng)化預(yù)粘貼。（ 1）核心一：雙面膠帶與紙張的膠黏性首先來剖析一下雙面膠帶與紙張的膠黏性性能的影響以及背后的技術(shù)應(yīng)用。膠黏性能主要體現(xiàn)在雙面膠帶背膠的材質(zhì)以及紙箱的面紙性能，兩者之間是相互關(guān)聯(lián)的，不同的紙箱面紙材料需要配備不同的壓敏性背膠，這樣才能充分保證膠黏性能。通常膠帶和被粘合物體的粘合面在被破壞時(shí)，一般有四種情形，分別是：界面破壞、膠

5、層破壞、被粘物破壞（基材破壞）和混合破壞，具體如圖5 所示：圖 5 四種破壞形式第一種形式是界面破壞膠層與被粘物表面脫離，是不牢固的粘合；第二種形式是膠層破壞是膠體本身的撕裂，取決于膠層的力學(xué)強(qiáng)度；第三種形式是被粘物破壞是膠層基本未破壞，被粘物表層撕裂，是粘合牢固的表現(xiàn)；第四種形式是混合破壞是膠層和被粘物表層均被撕裂，是粘合牢固的表現(xiàn)。就拉鏈箱而言，最佳的粘合面破壞形式為第四種形式，即為混合破壞，一般在實(shí)際中出現(xiàn)第三種形式的破壞也可以認(rèn)定為粘合牢固。第 1、2 中情況均認(rèn)定為粘合不牢固。下圖 6 所示即為第 3 種情形，圖 7 基本可認(rèn)定為第 1 種情形。圖 6 第 3 種實(shí)物情形圖圖 7 第

6、 1 種實(shí)物情形圖經(jīng)過上述分析，可以知道粘合是否合格取決于兩個(gè)方面。一方面取決于紙張的特點(diǎn)與性能，另一方面取決于膠的特點(diǎn)與性能。下面就來分別介紹一下紙張和膠。對(duì)于瓦楞紙箱用面紙，最為常用的便是掛面箱板紙。掛面箱板紙的性能要求，按照國(guó)標(biāo) GB/T 13024 - 2003 箱紙板中的要求，將紙張的等級(jí)分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)級(jí)別。然而目前市面上常說的紙張等級(jí)，根據(jù)紙廠的出廠定義，又分為AAA 級(jí)、 AA 級(jí)、 A 級(jí)、 B 級(jí)，或者一級(jí)紙、二級(jí)紙等，其中優(yōu)等品可對(duì)應(yīng)紙廠的 AAA 和 AA 兩個(gè)等級(jí)的紙張，一等品可對(duì)應(yīng)紙廠的 A 級(jí)紙或者一級(jí)紙、 二級(jí)紙， 合格品對(duì)應(yīng)紙廠的 B 級(jí)紙。不同

7、的造紙廠對(duì)自身產(chǎn)品的命名不同，但是可以從一些通用的指標(biāo)來判斷具體是哪個(gè)等級(jí)的紙。通用的指標(biāo)有定量、緊度、耐破指數(shù)、橫向環(huán)壓指數(shù)、吸水性等。但對(duì)于拉鏈箱而言，重要的兩個(gè)指標(biāo)就是紙張的緊度和吸水性。緊度又稱表觀密度，是指每立方米的紙或紙板的重量。它是由定量和厚度計(jì)算得出，單位是 g/m3。它是衡量紙或者紙板組織結(jié)構(gòu)緊密程度的指標(biāo)，決定著紙張的透氣、抗張、撕裂等性能。吸水性，通常指用Cobb 法測(cè)量得出的紙張正反面的吸水能力，它是指在一定條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，單位面積紙和紙板表面所吸收的水的質(zhì)量，以g/m2 表示。通過 Cobb 法可以對(duì)紙張的施膠高低程度做出一個(gè)判斷。紙張等級(jí)高，紙張表面纖維層致

8、密、施膠度高、表面光滑；另外從成本的考慮來說，紙廠一般不會(huì)生產(chǎn)低等級(jí)而又高定量的紙張。對(duì)于膠而言，通常使用的都是壓敏性膠。目前市面常見用于包裝行業(yè)的壓敏性膠主要分為三種：乳液型、溶劑型、熱熔型。其中乳液型的代表性膠是丙烯酸膠液，分別如圖 8、圖 9、圖 10 所示圖 8 丙烯酸膠液圖 9 溶劑膠液圖 10 熱熔膠體乳液型主要特點(diǎn)是環(huán)保無毒，成本低，固含量高，應(yīng)用廣泛，但是它的缺點(diǎn)就是能耗高、不耐水，不耐溫。溶劑型主要的特點(diǎn)是潤(rùn)濕性好，初粘力大，干燥速度快，耐水性好。熱熔型是近期逐漸火熱起來的類型。具有熱熔及壓敏雙重性能，在熔融狀態(tài)下涂布，冷卻后施輕壓即可快速粘合。衡量壓敏膠性能的通用指標(biāo)有初粘

9、力、剝離力、持粘力、耐溫性能等。物體和壓敏膠粘帶粘性面之間以微小壓力發(fā)生短暫接觸時(shí)，膠粘帶對(duì)物體的粘附作用稱為初粘性。人們對(duì)于壓敏膠初粘性能的基本印象和測(cè)量是當(dāng)人們將拇指或者手指與熱熔壓敏膠粘劑輕輕接觸并迅速拉開所感覺到的粘接力，即手感粘性。初粘力好，則粘合完成后最初的一段時(shí)間越不易彈開，這一段時(shí)間，膠體和被粘物表面互相浸潤(rùn)和滲透，為后續(xù)的持續(xù)粘連固化打下基礎(chǔ)。剝離力是指用 180剝離方法施加應(yīng)力，使壓敏膠粘帶對(duì)被粘材料粘接處產(chǎn)生特定的破裂速率所需的力，可以理解為一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)表面能的附著力，剝離力越大，物體越難以從另一個(gè)物體的表面分離。持粘力是把貼有膠粘試樣的試驗(yàn)板垂直吊掛在試驗(yàn)架上，下端

10、懸掛規(guī)定重量（1000g 10g）的砝碼，用一定時(shí)間后試樣粘脫的位移量，或試樣完全脫離的時(shí)間來表征膠粘試樣抵抗拉脫的能力。目前全球熱熔膠的年增長(zhǎng)率約為 8% ，中國(guó)是 35%，其中熱熔壓敏膠的年增長(zhǎng)率為 50%左右。乳液型略有增長(zhǎng)，溶劑型壓敏膠以每年 3%的速度遞減。就拉鏈箱來說，使用熱熔壓敏膠是較好的選擇。熱熔壓敏膠，其主要組成成分是：熱可塑性橡膠、增粘樹脂、增塑劑和抗氧化劑。熱可塑性橡膠具有極高的內(nèi)聚強(qiáng)度， 機(jī)械性能及粘合性， 目前用到的有SBS（苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物） 、 SIS（異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物） 、 SEBS（氫化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物） 、 SEP

11、S（氫化苯乙烯異戊二烯苯乙烯嵌段共聚物） 。SBS 粘度高但耐老化能力較低，SIS 比 SBS的耐老化能力好，粘著力強(qiáng)， SEBS 有較好的耐溫性能和良好的耐老化性能， SEPS 有良好的耐溫性能和極好的低溫性能。 SEBS 是 SBS 的改性延伸產(chǎn)品，而 SEPS 是 SIS 的改性延伸產(chǎn)品。 SBS 價(jià)格較低、 但性能一般； SEBS 和 SEPS 性能好，但價(jià)格較高； SIS 是幾種熱可塑性橡膠中價(jià)格適中、性能適中，屬于性價(jià)比最高的一種，也是目前熱熔壓敏膠大量使用的基礎(chǔ)材料，主要有 SIS-1113p、 SIS-193b 和 SIS-1163 三種型號(hào)。增粘樹脂用來改善膠體的潤(rùn)濕性、粘合

12、力、初粘力及韌性、降低粘稠度，常用的有石油樹脂（氫化及未氫化C5、 C9、 C5/C9、苯乙烯樹脂）和天然樹脂（松香酯等）兩大類，使用加氫 C5（ RL-100 、 Su-525）和芳烴改性 C5（ RA-4100 ）作為增粘樹脂的壓敏膠剝離力較高。增塑劑可用來降低膠體的熔融粘度，改善膠體的潤(rùn)濕性和涂布性，增加初粘力，同時(shí)可以增加耐寒性?？寡趸瘎┯脕矸乐鼓z液在高溫下制備和熔融涂布時(shí)的氧化和降解，延長(zhǎng)使用壽命。在壓敏膠制作中必須加入以抗氧劑為主體的防老劑，加入防老劑的壓敏膠剝離強(qiáng)度比未加防老劑的提高 30%左右，防老劑的品種很多， 常用的有 N- 二丁基硫化氨苯甲酸鋅 (BZ) 和乙基苯基二硫代

13、氨基甲酸鋅(PX) ，顏色淺且不易氧化，用量一般為熱塑性彈性體的1%2%。影響熱熔壓敏膠性能的主要因素可以歸納為熱可塑性橡膠配比、增粘樹脂及其配比、增塑劑的含量等，影響初粘的關(guān)鍵因素是增塑劑含量和增粘樹脂，次要因素是熱可塑性橡膠配比；影響剝離力的關(guān)鍵因素是增粘樹脂，次要因素是熱可塑性橡膠和增塑劑的含量。市面常用的配比是SIS 3035%， C5 樹脂 1525%，其他樹脂3035%，4010 環(huán)烷油1015%，抗氧化劑12%，具體比例可以按照實(shí)際使用情況和環(huán)境進(jìn)行調(diào)配。所以要保證膠黏性，對(duì)于膠黏固含量的絕對(duì)數(shù)量值是一定的，膠水中膠黏固含量比例越高，對(duì)于膠黏性而言浪費(fèi)越大，反之越小，成本越低。從

14、上述情況來看，拉鏈箱性價(jià)比最高的膠與紙張材料組合是采用熱熔壓敏膠與低定量和低等級(jí)的紙張。 （2）核心二：雙面膠帶的自動(dòng)化預(yù)粘貼其次來剖析下雙面膠帶的自動(dòng)化預(yù)粘貼，這個(gè)需要配合專門的自動(dòng)化機(jī)器來預(yù)粘貼膠帶。雖然不采用自動(dòng)化設(shè)備， 也可以通過手工來完成預(yù)粘貼，但是這樣無法大批量地完成制作，而且人工貼的膠帶位置容易偏差，不夠美觀。就目前包裝機(jī)械市場(chǎng)來看，該設(shè)備不存在技術(shù)研發(fā)難點(diǎn)，有些快遞的信封袋就采用了預(yù)粘貼的形式，當(dāng)然也有一些快遞的信封袋是采用噴涂膠然后在貼離型紙的方式。對(duì)于拉鏈箱而言，建議采用自動(dòng)貼膠的方式。首先需要預(yù)先制作好雙面膠帶，這個(gè)是現(xiàn)有生產(chǎn)中容易達(dá)成。如果需要采用一些有波浪的離型紙雙面

15、膠帶，只需要使用離型紙圓壓圓模切機(jī)或波浪邊離型紙圓壓圓模切機(jī)。其次，就是如何將雙面膠帶貼到紙箱上。這可以采用具有自動(dòng)貼膠以及定長(zhǎng)切斷的聯(lián)動(dòng)設(shè)備即可?？梢詤⒖枷旅鎴D11。圖 11 自動(dòng)貼雙面膠機(jī)（自動(dòng)貼膠以及定長(zhǎng)切斷聯(lián)動(dòng)設(shè)備）這個(gè)設(shè)備已經(jīng)有很多包裝機(jī)械設(shè)備企業(yè)可以加工定制，甚至在網(wǎng)絡(luò)上都有一些企業(yè)發(fā)布的視頻。（ 3）注意事項(xiàng)雖然上面兩點(diǎn)的闡述解決了拉鏈箱生產(chǎn)的核心問題，但還是要有一些注意的問題， 這些問題也會(huì)影響到拉鏈箱的質(zhì)量。首先，紙張與壓敏膠帶粘合一定要牢固，特別是在最后封箱的過程中，需要用手在粘貼有膠帶的地方撫壓一下，以確保膠帶與紙箱之間確實(shí)粘合而不是虛假粘合狀態(tài)。如果有需要，也可以按前面

16、談到的情況來檢測(cè)紙張與壓敏膠帶之間的粘合牢固性。其次，常規(guī)的水印紙箱是不會(huì)做上光油或覆膜處理的，但是現(xiàn)在拉鏈箱主要是應(yīng)用在電商快遞包裝箱中，而大部分的電商或品牌商，希望采用圖文精美的印刷，這意味著水印紙箱會(huì)有上光油或者膠印紙箱進(jìn)行覆膜處理。如果仍舊采用拉鏈箱，就需要避免在貼膠帶粘合的位置進(jìn)行上光油或整個(gè)紙箱不進(jìn)行覆膜處理。這在進(jìn)行紙箱印面設(shè)計(jì)以及印版制作的時(shí)候預(yù)先避開這些區(qū)域，否則會(huì)出現(xiàn)粘合不牢固的問題。第三，模切時(shí)需要調(diào)整好模切壓力。一般拉鏈箱的模切壓力需要略大一些，但是又要確保里紙不被壓爆線，模切后清廢一定要徹底干凈。紙箱模切后即可進(jìn)行粘貼壓敏膠帶或撕裂帶。第四，機(jī)器制備雙面膠帶時(shí)需要控制好速度，不同的機(jī)器速度與壓敏膠帶的固含量比有關(guān)。壓敏性膠水揮發(fā)快就要配合高速，揮發(fā)慢就要配合低速，這樣避免制備出的雙面膠帶黏性不夠。第四，受自動(dòng)化設(shè)備加工限制，粘貼壓敏膠帶和粘貼撕裂帶不能同時(shí)進(jìn)行，只能分工位或工序先后進(jìn)行。所以不建議拉鏈