2.2 木质材料
木质材料主要是指由树木加工成的木板或片材。木材作为包装材料有悠久的历史,具有很多优点。木材分布广,可以就地取材,质轻且强度高,有一定的弹性,能承受冲击和震动作用;容易加工,具有很高的耐久性且价格低廉等。木材又是一种优良的结构材料,长期以来,一直用于制作运输包装,适用于大型的或较笨重的机械、五金交电、自行车以及怕压、怕甩的仪器、仪表等商品的外包装。近年来虽然有逐步被其他材料所代替的趋向,但仍在一定范围内使用,在包装材料中约占25%左右。随着包装工业的发展,木制包装在整个包装材料中的比例会逐步降低。
2.2.1 木材包装的特点
① 木材的资源分布广,便于就地取材。
② 木材具有优良的强度/重量比,有一定的弹性,能承受冲击、振动、重压等作用,木制包装是装载大型、重型物品的理想容器。
③ 木材加工方便,不需要复杂的机械设备。木制容器使用简单工具就能制成,钉着性能好,箱内可安装挂钩、螺钉,便于拴挂内装物。
④ 由于木材的热胀冷缩比金属小,不生锈,不易被腐蚀,木制包装可盛装化学药剂。
⑤ 木材可进一步加工成胶合板,对减轻包装重量,提高材料均匀性,改善外观,扩大应用范围均有很大好处。胶合板包装箱具有耐久和一定的防潮、防湿、抗菌等性能。
⑥ 木制包装可以回收、复用,降低成本,是很好的绿色包装材料。
木材的缺点是易于吸收水分,易变形开裂,易腐败,易受白蚁蛀蚀,还常有异味,加工不易实现机械化,价格高,加之树木生长缓慢等因素,因此木材在包装上的应用受到限制。
2.2.2 包装木材的种类
包装木材的种类繁多,其用途也各不相同,一般分为天然木材和人造木材两大类,天然木材包括针叶木材(如红松、落叶松、白松、马尾松等)和阔叶木材(如杨木、桦木等),人造木材包括纤维板(如纤维板、木丝板、刨花板等)和胶合板(如三夹板、五夹板等)。
2.2.3 包装木材的选用
2.2.3.1 天然木材的选用
天然木材主要是将砍伐的树木直接加工而成。好的木材可以加工各种包装箱和礼品盒,如图2-1~图2-3所示。
图2-1 木质箱、盒
图2-2 木制包装茶叶礼盒
图2-3 手工皂木制包装盒
(1)红松
红松又名海松或红果松,为我国东北长白山、小兴安岭地区的主要常绿树木,高达30~40m,胸径可达4m。红松树干纹理通直,年轮匀窄、明晰。组织结构较强,木质轻软,易干燥、干缩率小,即使在较高温度(110℃)中干燥时也不易开裂和变形。强度中等,握钉力适中且不易劈裂,耐腐朽,容易加工,切削面光滑,易于油饰、胶接,是用途很广的优良木材,一般用于制造包装箱等。
(2)马尾松
马尾松又名青松或枞松,是盛产于长江流域、珠江流域以及台湾等地区的主要常绿乔木,通常高达30m,胸径可达1.5m。这种木材组织结构中粗,材质轻硬,纹理通直间或略斜而不均匀。木材具有针状、大而多的脂道,有显著的松脂气味,抚摸时有油腻感。强度中等,握钉力强,干缩率中或小。干燥时易于粗裂。不耐腐蚀,易受白蚁侵蚀,对于胶接油饰和防腐处理略难于红松。这种木材用途有限,一般可用于包装箱上。
(3)杉木
杉木又名杉树,为常绿乔木。主要分布于长江流域以南及华南、西南等地区。这是一种速生树木,一般20~30年就可以成材,木质纹理匀直,结构较强,木质较轻软,易干燥,干缩率小,在干燥过程中不易发生缺陷;强度中等,加工容易,韧性很大,横断面很粗糙,纵剖面易起毛,握钉力弱并易沿木纹劈裂。油饰性差,漆后光泽不好,但胶接性良好,耐腐蚀性强,有香气不受白蚁侵蚀,且不易翘曲。一般多用来制作小型包装制品。
(4)桦木
桦木为落叶乔木,产区遍于全国。在稍寒地区生长较快,其中以东北的白桦和枫桦产量最大,材质最好,使用最广。材色黄褐至浅红褐,有光泽,无特殊气味。纵理通直,结构细致。材质较硬,强度中等,易干燥,不翘裂,干缩率大。耐腐蚀性差,内部常发生心材腐朽,因此影响其作用。油饰性能良好,胶接性能中等,易于加工和防腐处理,握钉力强,但易劈裂。工业上多用作胶合板材料,也可用来制作包装箱。
(5)毛白杨
毛白杨别名大叶杨、白杨、响杨等。主要分布于华北、西北和华东等地区。白杨纹理直,结构细,木质轻软,正常时易干燥,不翘曲变形。耐久性和强度均弱,油饰性、胶黏性均良好,握钉力弱,但不劈裂。在工业上用途很广,是造纸、纤维胶合板的优良原料,还可以制作包装箱(如图2-4所示)、容器及其他细小的制品。
图2-4 木箱
2.2.3.2 人造板材的选用
人造板材所用的原料均系木材采伐过程中的剩余物,如枝杈,截头、板皮、碎片、刨花、锯木等废料。人造板材强度高、性能好。1m3的人造板材可抵数立方米的木材使用。
人造板材的种类很多,主要有胶合板、纤维板、刨花板等。
(1)胶合板
用原木旋切成薄木片,经选切、干燥、涂胶后,按木材纹理纵横交错重叠,通过热压机加压而成。其层数均为奇数,有三层、五层、七层乃至更多的层。由于胶合板各层按木纹方向相互垂直,使各层的收缩与强度可相互弥补,避免了木纹的纵纹和横纹方向差异影响,使胶合板不会发生翘曲与开裂。包装轻工、化工类商品的胶合板,多用酚醛树脂或脲醛树脂作黏合剂,具有耐久、耐热和抗菌等性能。包装食品的胶合板,多用谷胶或血胶作黏合剂,具有无臭、无味等特性。胶合板面积大、光洁美观、结构均匀、强度高而各向大致相同,其利用率约为普通板材的2~3倍,可加工成各种类型的容器,如图2-5、图2-6所示的木盒。
图2-5 木盒(一)
图2-6 木盒(二)
胶合板品质的好坏与所采用的黏合剂品种有很大的关系,常用的黏合剂有干酪素胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶等。它们的黏合力如表2-1所示。
表2-1 各种黏合剂黏合力比较
(2)纤维板
纤维板是利用各种木材的纤维和棉秆、稻草、芦苇等植物纤维制成的人造板。
纤维板板面宽平,不易裂缝,不易腐朽虫蛀,有一定的抗压、抗弯曲强度和耐水性能,但抗冲击强度不如木板与胶合板,适宜于做包装木箱挡板和纤维板桶等。软质纤维板结构疏松,具有保温、隔热、吸声等性能,一般做包装防震衬板用。
纤维板的性能与胶合板类似,板面宽大,构造均匀,无木材的天然缺陷,耐磨、耐腐蚀,不易胀缩、翘裂,具有绝缘性能。经油浸或特殊加工后,还能耐水、耐火和耐酸,其利用率可达90%以上。
纤维板因成型时温度和压力的不同,分为硬质、半硬质和软质三种。硬质纤维板是在高温高压下成型而制得,软质纤维板不经过热压处理而制成。纤维板可用于制作包装箱及其他包装材料使用。硬质纤维板的物理、力学性能如表2-2所示。
表2-2 硬质纤维板的物理、力学性能
(3)刨花板
刨花板又称碎木板或木屑板。将原木加工成包装箱后剩余的边角、碎木、刨花经切碎加工后与黏合剂拌和,再经加热压制而成。它的板面宽、花纹美丽,没有木材的天然缺陷,但易吸潮,吸水后膨胀率较大,且强度不高,一般作为小型包装容器。