一、概述
塗蠟紙板是指利用不同方法將蠟料熱塗到紙板基材上,賦予紙板剛度、濕強度、光澤度、抗磨損和各種阻隔性能。這裏所說的熱蠟處理工藝是將以石蠟為主的混合蠟料在加熱熔融狀態下施加到紙板(或紙)基材上,冷卻後又回到固態,從而給予成品以獨特的美學和其他功能特性。
自19世紀末,瓦楞紙箱即已在美國開始用於包裝,但由於結構和防濕等因素,在貨運上一直受到限製。1914年美國州際貿易委員會決定允許瓦楞紙箱可從事貨運,使瓦楞紙箱有了一定發展。但當時仍普遍使用鐵絲捆綁的木製板條箱裝運冰凍果蔬、肉、魚和家禽等貨品。牛奶等飲料則以玻璃瓶裝出售。直到1958年,用塗蠟瓦楞紙箱改進濕強度能力在實驗室和現場獲得了證實,才使塗蠟紙箱有了大發展。美國在10年內瓦楞紙箱的數量幾乎每年增加10倍,老式的捆鐵絲木箱被淘汰。塗蠟紙板還占領了牛奶等飲料包裝的市場。
以後隨著塑料工業的發展,塗蠟紙板開始從不少應用領域退出。但目前在瓦楞紙箱、軟包裝、紙杯等方麵仍保有一定市場。
二、蠟料的組成與配方
塗蠟用的蠟料是一種以石蠟為主的混合物,它的配方比例變化很大。改變配方比例可製造出各種功能的蠟料,以滿足包裝部門的使用要求。
(一)石蠟
石蠟是蠟料的主要成分,衍生於石油,屬於石蠟族。大多數單個分子均包含約20~40個排列成直鏈的碳原子及相應氫原子。這種直鏈分子稱之為標準石蠟(形成對比的是支鏈碳結構),其相對分子質量一般為350~450,熔點範圍為50~70℃,當它從熔融狀態固化時,形成大結晶體。這些大結晶體使石蠟薄膜能很好地阻隔水汽的傳遞。但石蠟本身很脆,需加入添加劑才能改善其性能。
(二)微晶蠟
微晶蠟來自較重的石油分餾物。其得名是由於當這類蠟固化時形成有特色的微小晶體。除含有若幹直鏈的石蠟組分外,它還含有大量分布有36~65個碳原子的支鏈蠟和環狀碳氫化合物分子。相對分子質量為500~800,熔點範圍為70~90℃。不同的化學組成使得微晶蠟有比石蠟更大的柔韌性和膠黏性。因此,將它們加入到石蠟中可改善這方麵的性能。將微晶蠟加入到石蠟中,當基材彎曲或壓痕時使蠟料仍保持其功效。微晶蠟的加入也有助於增加抗摩擦性。
(三)低分子量聚乙烯
用作蠟料添加劑的聚乙烯,相對分子質量隻有幾百到幾千(擠出塗布用的聚乙烯相對分子質量為數萬到數十萬)。加入聚乙烯的好處是:改進硬度和強韌度、提高光澤度,有更大的抗油脂能力、更高的固結溫度和較低的原紙滲透性。
(四)共聚物
常用的共聚物是乙基醋酸乙烯酯(EVA)和乙基丙烯酸乙酯(EEA)。含共聚物蠟料有很好的水阻隔性能,並使塗上這種蠟料的紙盒有很好的熱封合性能。它們在增加強韌性和黏合力的同時還給予很好的柔軟性。它們也增加抗油脂和抗固結作用。對摩擦性能沒有明顯影響,但對光澤度有負麵影響。