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正确认识原纸的物理强度

发布日期:2018-11-28
 随着中国包装行业的飞速发展,人们对瓦楞纸箱的认识从仅凭手感来判定纸箱的好坏,逐渐进步为使用各种专业仪器来检测各项物理性能指标。而瓦楞纸箱的性能主要由组成瓦楞纸板的各层原纸来决定,因此,原纸的物理强度就成为了瓦楞包装企业关注的重点。

  本文将结合原纸的造纸工艺,对原纸的各项物理性能进行简要的阐述,以便让包装业的同行们对原纸的各项物理性能有全面的深入的认识。

  原纸纤维结构对瓦楞纸板强度的影响

  原纸的纤维结构不同,生产的瓦楞纸板的耐破强度、边压强度等也会有差异。原纸纤维结构主要是原纸生产中原生浆与再生浆、木浆纤维与草浆纤维的配比问题。

  全木浆牛皮卡纸,大多数是采用针叶木与阔叶木浆混合生产或慢生林木浆与速生林木浆混合生产。木浆所占的比例不同,其原纸的物理性能也就有所差异。

  而挂面牛皮箱纸板其面浆与底浆的比例差异将直接会影响原纸的耐破值。有的生产厂家为节约成本而降低面浆的用量,如175g/m2挂面牛皮箱纸板(A级纸)一般面浆的定量应在60-65g,而在检测中发现有的只有50-55g,所以耐破值、环压强度就会偏低。

  在瓦楞原纸或普通挂面箱板纸中,其木浆纤维的含量高低也将影响原纸的环压强度。

  原纸的紧度与瓦楞纸板强度的关系

  无论是箱板纸,还是瓦楞原纸,其紧度也是影响瓦楞纸板强度的一个重要方面。紧度的计算公式:紧度(g/cm3)=定量(g)÷[厚度(cm)×10000cm2](注:厚度用厚度仪进行检测,可参照GB6547-1998标准)式中可以看出:原纸的紧度即为原纸在单位体积中的重量,重量越高表明纸张的纤维密度越大。从实际生产和检测的情况看,其耐破强度越高。紧度越高的瓦楞原纸挺度也越高,加工成瓦楞纸板时,楞型成型好,平压强度也高(即手感硬度越好)。实践中证明,紧度越高的纸张的环压强度并不增高,所以对纸板边压强度影响不大。

  原纸在生产过程中压榨效果,紧度的优劣会影响到纤维之间的牢结度进而影响到原纸的环压强度及抗张强度,而最终影响到纸箱的抗压强度,而由于纸张的紧度不够,还会影响到纸箱吸潮性,使得纸箱在使用或存放过程中过度吸潮而降低纸箱本身的抗压强度。

  原纸的施胶度、水份与瓦楞纸板强度的关系

  原纸的施胶度和水份对瓦楞纸板强度影响甚大。无论是箱纸板还是瓦楞原纸,施胶度越高,其水份含量变化小。反之水份含量变化越大。

  当施胶度过高,原纸纤维会变得松脆,虽对瓦楞纸板的平压强度有较好的表现,但会影响其耐破强度和抗冲击强度。特别是纸板的耐折会较差,纸板成箱后会发生压痕断裂现象。施胶度太低的原纸容易吸收空气中的潮气,使原纸水份偏高。原纸纤维吸收水分后膨胀,纸张变得松软。其耐破、环压等强度会降低而影响瓦楞纸板的相关物理性能。

  原纸环压

  原纸的环压测试分纵向的环压强度和横向的环压强度,在环压测试取样时需要注意一点,纵向的环压强度取样时需要与纸幅幅宽方向一致,横向的环压强度取样时需要与纸幅长度方向一致,在测试过程中我们会发现,尽管长网纸机的纤维的排列趋于无序状,横向环压强度总是会比纵向环压强度低,而作为0201型瓦楞纸箱来说,横向的环压强度才是和瓦楞的受力方向是一致的。

  长网纸机在进行了纤维的无序排列的同时增加了横向环压测试时纤维的承受数量,从而增强了原纸的横向环压强度,同时由于纤维的无序排列,增强了纤维间的牢固度,进而保证了瓦楞纸箱抗压强度的稳定性,使得单个纸箱之间的抗压力值的落差减小。

  原纸耐破强度

  原纸耐破强度指的是纸或纸张在单位面积上所能承受的垂直于试样表面的均匀增大的最大压力。

  造纸时,浆罐中纤维的配比对耐破强度影响巨大,针叶林木浆配比越多,长纤维比例越大,耐破强度越高。反之如果多次回收的废纸使用越多,耐破度越低。

  造纸行业有一句俗语:“三分造纸,七分打浆”。纸箱板的耐破度及耐折和环压强度均不同程度取决于打浆效果,打浆时尽量保留纤维长度,同时使纤维充分吸水润胀、少切断、多帚化、大大增加了纤维的比表面积和游离羟基的数量,在成纸时使得纤维排布呈无序状,可显著提高耐破强度等指标。

  此外,影响耐破强度的另一个主要因素是纤维之间的结合力。通常可以在纸浆中添加增强淀粉,特别是木薯淀粉,从而提高原纸的耐破度。

  原纸抗张强度

  瓦楞原纸的抗张强度取决于原纸的纤维结构和以及纤维之间的粘结力,抗张强度的好坏不但影响原纸在使用过程中在机械中的耐拉力,同时也会影响到纸箱成型以后的抗压质量。

  如果纸张的环压强度很好,而裂断长及抗张强度不好时,往往会造成纸箱在抗压测试时的变形量大,最终变形如手风琴状,这是因为由于纤维的质地、结构或者是纤维间的连接力差,而当纸箱进行抗压测试时,先是压线边缘的纤维受力,而这种疏松无力的纤维不能很好地将纸箱受到的力传达到纸箱的整体,随着边缘的局部塌溃,受力部位再逐步的朝箱体中间移动,就形成了变形如手风琴状的测试现象。而抗张强度如果很好的话,则不会出现此类情况,纸箱会在变形量很小的情况下承受很大压力。

  物理性能认识的一个误区

  判定纸张的优劣不是单一从某一项物理指标来判定,纸张的物理性能应该是一个综合的指标。有时候纸箱用户为了防止纸箱企业偷工减料,在对于纸箱的抗压指标提出要求的同时,又对原纸的搭配提出了过高的克重要求,而纸箱企业为了应付客户的要求,只有增加纸张克重降低纸张强度来保证成本。

  客户的这种要求已经将低克重高强度的瓦楞原纸拒之门外,其实从综合性能上来考虑,低克重高强度的瓦楞原纸要比低强度高克重的瓦楞原纸稳定得多,而且由于原纸的稳定性减少了纸箱物理性能个体间的差异,增加了纸箱使用的安全性,而低强度高克重的纸张很难达到这种效果。

  原纸物理性能的综合控制措施

  1.对原纸供应商的原料纤维结构,制浆造纸工艺及生产能力与技术,质量控制能力进行充分的调整,评审,选择稳定的供应商作为合格供方。

  2.制订原纸检验标准及验收规范。与供应商共同确认以此为合同验收依据,不符合允许范围要求的原纸,可采取降级或退货的办法处理。特别是在耐破指数,环压强度、横幅定量和水份的检测上严格把关。不符合指标要求范围不予作为合格原料验收。

  3.加强原纸的库存管理和保护措施。一是做到仓库的通风良好不受潮,控制原纸的水份偏差。二是避免原纸搬运过程的跌落,压扁或扁芯,以保证原纸在使用过程中的张力平衡。三是尽可能地先进先出,这样原纸才不会因为储存太长时间而造成物理强度大大降低。

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