包装印刷铜版纸、双胶纸与PE膜的性能测

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包装材料学实验论文



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铜版纸与双胶纸以及PE膜的性能测定及分析
摘要
本文通过对纸张的厚度与紧度< br>、
定量与密度、耐破度、撕裂强度、抗张强度、
环压强度等一系列的性能对比实验以及对 PE塑料薄膜的厚度、透光度、撕裂强
度、热封性能等的测试和对PE塑料片材的抗弯强度和硬度的研究 得出了一系列
的性能对比数据，从这些数据中分析得出了铜版纸和双胶纸及聚乙烯的性能特
点， 并分析了影响其力学性能的因素。这些对于纸与纸板及塑料的研究开发以及
在包装和其它领域的应用有着 重要的意义。
关键词：铜版纸 双胶纸聚乙烯性能 用途
一、目前市场上常用纸、塑料包装材料概述
1.常见的纸包装材料
1.1牛皮纸

牛皮纸强度高、韧性大、耐破度、耐折度、耐水性较好，主要用于包裹商品
和制作纸袋。
1.2包装纸
包装纸用于生产普通小纸袋和包裹成包商品。
1.3纸袋纸
又称水泥袋纸，是一种工业包装纸，有较大的透气度和破裂功
1.4鸡皮纸
是一种 单面光泽度很高、纤维分布均匀、强度较好的包装用纸，主要用于包

装工业用品和食品。
1.5玻璃纸
又称透明纸，是一种透明度非常高的高级包装用纸。
1.6胶版纸
专供印刷、包装装潢的双面光印刷纸，分为特号、一号、二号三种。
2.塑料包装材料
2.1聚乙烯（PE）
是世界上产量最大的塑料品种，其主要产品有低密度聚乙烯、中密度聚 乙烯、
高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等。
2.2聚丙烯(PP) < br>广泛用于制作食品、饮料、啤酒等塑料周转箱、瓶子、编织袋、包装薄膜、
打包带、捆扎绳以及泡 沫塑料缓冲材料等。
2.3聚氯乙烯（PVC）
用途广泛，可以制成硬纸包装容器、透明泡罩包装和软质包装薄膜以及泡沫
塑料缓冲材料等。
2.4聚偏二氯乙烯(PVDC)
主要用于制作复合薄膜和涂布材料等。
2.5聚苯乙烯(PS)
广泛用于制造包装盒、杯、瓶等小型容器以及包装薄膜，用于食品、医药品
以及日用品的包装。
2.6聚酰胺、聚酯
聚酰胺(PA)商品名为尼龙，常以薄膜的形式用于食品包装；聚酯（P ET或
PETP）主要用于制作薄膜和容器。
2.7聚碳酸酯、聚氨酯
聚碳酸酯( PC)主要用于食品包装；聚氨酯(PU)主要用于制作泡沫塑料、涂料、
粘合剂、弹性体等。
二．我所选择的材料分析
1．铜版纸与双胶纸
1.1铜版纸
铜版纸是印 刷厂主要使用的纸张之一，铜版纸是俗称，正式名称应该是印刷
涂料纸。供铜版印刷用的一种涂料加工纸 ，有平板纸和卷筒纸。铜版原纸用
漂白化学木浆或配以部分漂白化学草浆在造纸机上抄造而成。以原纸为 纸
基，将白色颜料(也称白土，如高岭土、滑石粉、二氧化钛等)、胶黏剂(聚乙
烯醇、改性淀 粉、合成胶乳等)，以及其他辅料(如光泽剂、硬化剂、塑化剂、
分散剂、润湿剂、乳白剂、荧光增白剂 、调色剂等)，在涂布机上进行均匀涂
布加工，并经干燥和超级压光而制成。用于高级美术印刷、挂历、 画册、彩
色插图、书刊封面和广告商标等。
1.2双胶纸
双胶纸：双胶纸是指印刷用纸,也叫胶版纸（胶版印刷纸 WOODFREE OFF SET
PRINTING PAPER），旧称道令纸道林纸，属于文化纸（或文化印刷纸）大类。由
富邦纸业编辑。双胶纸是指在造纸过程中把胶料涂敷在纸的两面以改善其表面物
性的纸，主要供平版（胶 印）印刷机或其他印刷机印刷较高级彩色印刷品时使用，

适于印制单色或多色的书刊封面 、正文、插页、画报、地图、宣传画、彩色商标
和各种包装品。一般双胶纸的定量在60克到120克之 间,也有如150克、180克、
300g的高克重双胶纸。不但有M黄色、象牙白色，还有彩色双胶纸 。
2．PE塑料包装材料
2.1 PE塑料薄膜
生产工艺：主要有高压管式法和 釜式法两种。从目前发展状况看，为降低反
应温度和压力，管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合 体系，以高纯
度乙烯为主要原料，以丙烯丙烷等为密度调整剂，使用高活性引发剂在约
200℃ ～330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应。PE是非极性高分子聚合物，
所以它对水蒸气 的透过率低，应该具有很好的防潮性，但是对气体和有机蒸气的
透过率较大，所以气密性可能不好；在聚 乙烯的分子中既无双键，也无活性基团
和杂原子，所以PE的化学性质稳定；因其强度和耐热性不高，所 以具有优良的
热粘合性和热封性能；PE的耐环境应力开裂性差，所以其撕裂强度不是很大。
2.2 PE塑料片材
具有韧性高，抗拉，耐磨性能好等特点，所以估计其抗弯强度比较大，而硬度不
是很大。
三．实验数据
1. 纸包装材料
1.1 纸张厚度与定量实验数据
表1-1
材料
单位
厚度(mm)
紧度
(gcm
3
)

定量
（gm
2
）

0.166
1.19
198.01
0.157
0.90
141.47
铜版纸 双胶纸
结论：铜版纸的厚度约为0.166mm，紧度约为1.19
gcm
3
,定量约为198.01
gm
2
，
双
胶纸的厚度约为0.157m m，紧度约为0.90
gcm
3
,定量约为141.47
gm
2；铜版纸的厚
度、定量均大于双胶纸，代表铜版纸的强韧性比双胶纸好。铜版纸紧度大于双胶
纸表示铜版纸的印刷性能要强于双胶纸。
1.2 纸张耐折度、挺度、抗张与拉伸强度、撕裂度、环压强度实验数据
表1-2
材料
性能
纵向受力
抗张强度(KNm)
7.57
横向受力 纵向受力
4.65 6.35
横向受力
3.44
铜版纸 双胶纸

伸长率
耐折强度(次数)
撕裂力(mN)
撕裂强度（kNm）
环压强度(KNm)
环压强度指数(Nmg)
挺度
(N·mm)
铜版纸
双胶纸
3.3%
30
62.5
0.475
1.15
5.81
纵向
纵向
24
7.8% 2.1%
17
4.3%
16
81.5
0.376
1.03
5.20
3.25
2.78
68
0.46
0.88
6.22
横向
横向
72
0.43
0.685
4.70
1.98
2.60
结论：纸张纵向受力时抗张强度大于横向受力时的抗张强度，说明纵向纤维结合力更强一些，但伸长率纵向没有横向的大；
铜版纸的耐折强度比双胶纸好，对同一种材质的纵向耐折度要比横向稍好一些；
纸张的撕裂强度纵向比横向大；
双胶纸挺度要比铜版纸小，对同一种材质的纵向挺度大于其横向挺度；
双胶纸的纵向环压指数 最高，即抗平压能力最强，双胶纸的要强于铜版纸，同一
材质的纵向环压强度大于横向环压强度。
1.3 纸张耐破度实验数据
表1-3
材料
单位
耐破度
(Kpa
m
2
g)
结论：双胶纸的耐破指数小于铜版纸。
2. 塑料包装材料
2.1 PE的厚度、硬度、雾度、透光率实验数据
表2-1
性质
材料
PE薄膜
0.053
厚度(mm) PS片材硬度
(HRL)
74.17 17.52% 90.87%
雾度 透光率
1.75 1.67
铜版纸 双胶纸
结论：PE材料的厚度约为0.053mm；
PS片状材料的硬度约为74.17HRL；

PE材料的雾度约为17.52%；
PE材料的透光率约为90.87%，其透光率越高，雾度越低。
2.2 PE的耐磨性、撕裂强度、热封强度的实验数据
表2-2
性能


材料
动摩擦因数 静摩擦因数 透气量 透气系数
cm
2
·s·Pa）

(cm
3
m
2
·d·Pa)

（cm
3
·cm
耐磨性 透气性
垂直
PE薄膜
平行 垂直 平行
0.2105
21461.×10
-6
131.6×10
-15

0.1695 0.1865 0.2075
结论：PE材料的耐磨性不是很好；而且两试样垂直放置时的摩擦因素比平行放
置时要大；
PE材料的透气性比较高。
2.3 PE的撕裂强度、热封强度实验数据
表2-3

材料性质
横向受力
(KNm)

PE薄膜
195.67
表2-4
热封强度
上控温度98℃
纵向受力
横向受力
上控温度100℃
纵向受力
横向受力
上控温度102℃
纵向受力
横向受力
B(N15nm)
B(N15nm)
B(N15nm)
B(N15nm)
B(N15mm)
B(N15m)
下控温度100℃
8.285
8.400
下控温度102℃
9.042
10.156
下控温度104℃
9.040
11.300
纵向受力
(KNm)

115.23
撕裂强度

结论：PE材料的撕裂度实验值与理论值相差很小，在允许误差范围内，PE 材料
纵向受力撕裂强度小于横向受力时撕裂强度。纵向受力热封强度小于横向受力时
热封强度， 且在一定范围内，随温度的上升热封强度呈增大趋势。
2.4 PE塑料片材的抗弯强度实验数据
表2-5
抗弯
强度
材料
PE片材
最大力最大点最大点弹性模
点负荷应
（KN）

力变
44.63 7.16
形量
（Mpa）

743.18.
（Mpa）

（mm）

0.127 < br>结论：挠度为7.16mm，PE片材所能承受的最大弯曲应力为44.63Mpa，弹性模
量为 743.18
Mpa。

四、实验分析结论
1. 铜版纸与双胶纸的实验对比
从实验数据中我们可以把双胶纸与铜版纸比较后得到双胶纸具有的优点是，
平压强度高，适合于做印刷用纸。而铜版纸纸面平整，没有斑点和条痕等纸病，
光滑度更好，摸 上去手感更佳，适合于印刷精美画册、图书、海报、日历等对纸
张表面性能要求高的产品，这与我们先前 的预测也是一致的。
3. 塑料薄膜（PE）
通过以上的数据结论，我们可以发现塑料薄膜 PE的一些基本性能，其透明
性不高，热封性优良，因其耐热性较差，者是其最大的优点。我们也可知道 它是
一种低密度聚乙烯，因为高密度聚乙烯的耐热性要好一些。可广泛用于透明低温
冷冻包装制 品的生产；硬度不大，没有聚丙烯高，其透明性也没有聚丙烯高，因
为聚丙烯中含一个甲基，使得分子间 的间隙较大，薄膜的致密性就差一些。相对
于其他热塑性塑料，其拉伸强度相对低，韧性相对好，撕裂强 度较低。在常温下
易发生光氧化作用，耐热性能不好，熔点低可作热封材料。PE为非极性的，水
为极性的，气体为非极性的，所以PE的阻水性好而阻气性差。而PE塑料片材
的抗弯强度不是很大， 硬度也不是很大。
通过实验，我证明了自己开始对PE的一些性能预测是正确的。
五、实验归纳总结

这次实验在以前学习的有关纸张和塑料的基本性能的基础上 让我更加深刻的
了解了纸包装材料的厚度、紧度、定量、耐折度、撕裂度、抗张强度、环压强度、
挺度、耐破度等性能。从这些指标中我们了解到纸的一些包装用途，
对于塑料包装材料，我们也通过 实验了解了PE塑料薄膜的厚度、耐磨性、
抗冲击强度、透气性等性能，我们发现PE塑料薄膜具有撕裂 度强，质轻，延展
性好，透气性高，易于氧气等气体透过等特性，它一般可以生产各种日用品，如
奶瓶、皂盒、玩具、杯子、塑料花等，还能做成各种各样的塑料袋。
通过实验，我对纸包装材料以 及塑料包装材料有了进一步的了解，对铜版纸
以及双胶纸的一些基本性能和适用范围有了更深刻的理解， 对PE塑料包装材料
的一些优缺点也有了更好的认识，为学习《包装材料学》这门课程打下了坚实的基础，也为以后的工作和对这方面的研究有了一个很好的准备。在实验的过程中，
我遇到了种种困难 ，有时一个实验做了五六次，但通过老师的帮助以及自己的努
力，终于一一克服了，这使我意识到科学的 的进步都是来之不易的，需要进行无
数次实验，不经历艰辛和汗水，不会有成绩。因此，这对我以后的学 习和工作都
有巨大的促进和监督作用。这就是我的心得和体会。
六、参考文献
[1] 刘喜生 孙荣芳[J].包装材料学
[2] 向红 曾克俭[J].包装概论
[3] 包装规范化与质量法规 陆佳平著
[4]《包装材料学实验》指导书