原紙性質(zhì)分析
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紙的單位面積重量稱為定量。面紙和瓦楞芯紙的定量容許差為增減5%,原紙的各種性質(zhì)均與基重有密切關(guān)系,超出此標(biāo)準(zhǔn)足以影響制品的品質(zhì)。
定量之檢驗(yàn)依國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB451.2紙和值班定量測(cè)定法之規(guī)定試樣應(yīng)懸掛于規(guī)定溫度(20±20℃)及相對(duì)濕度(65±2%)之空氣中,使其表面得以充分接觸于調(diào)制之空氣,調(diào)制時(shí)間為24小時(shí),使用靈敏度為0.25%的天平稱量,依下式計(jì)算紙的基重,以3位數(shù)表示。
如無(wú)法在規(guī)定溫度及相對(duì)濕度下測(cè)定,可依下列步驟推算之:
步:使用標(biāo)準(zhǔn)天平稱量試樣之重量
第二步:依GB462紙和紙板水分測(cè)定法測(cè)定紙樣之水分含量
第三步:依下式計(jì)算含水率為9%時(shí)的重量即為該試樣之定量
試樣之定量(g/m2)=水分含量0.09厚度(THICKNESS或CALlPER)
紙之厚度表示法公制是以公厘(mm)表示,英制是以寸(inch)表示,英、美方面對(duì)瓦楞芯紙通常以"點(diǎn)"(rail)表示,每點(diǎn)等于0.001寸,例如常用的26b/MSF2之瓦楞芯紙厚度為0009寸,俗稱"9點(diǎn)"紙。
由原紙的厚度加上瓦楞之高度可得瓦楞紙板之厚度,可藉以明了瓦楞輥(CORRUGATINGROLL)磨損程度及瓦楞紙板在加工過(guò)程中對(duì)紙箱強(qiáng)度減損的程度。
破裂強(qiáng)度又稱頂破力(BURSTlNGSTRENGTH)
破裂強(qiáng)度在瓦楞紙箱的制造上是十分重要的項(xiàng)目,試樣在直徑l.2寸之圓的面積上,以一定的加壓速度施壓使之破裂,破裂時(shí)施與紙張上之壓力稱為耐破度,依照國(guó)家標(biāo);隹GBl539紙板耐破度測(cè)定法測(cè)定,其單位表示方法公制以每平方公分若干公斤(k9/cm2)表示,英制以每平方寸若干磅(Eb/in2)。
箱板紙等級(jí)區(qū)分除用基重如2009/m2、2309/m2、2509/m2……區(qū)分外,另依耐破指數(shù)做為區(qū)分之標(biāo)準(zhǔn),如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13024-91箱板紙之規(guī)定箱板紙區(qū)分為五級(jí)如下:
耐破指數(shù)僅系耐破度的另一種表示方法,便于業(yè)者記憶而已,不能列入原紙驗(yàn)收之項(xiàng)目中,更不能與耐破度一項(xiàng)并列,即耐破度與耐破指數(shù)不應(yīng)同列于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中。耐破度與耐破指數(shù)之關(guān)系如下式:
早期,原紙及瓦楞紙箱之規(guī)格上均以耐破度為主要項(xiàng)目,在瓦楞紙箱工業(yè)先進(jìn)國(guó)家如美國(guó)、日本現(xiàn)階段已漸漸改變,耐破度之重要性漸為環(huán)壓強(qiáng)度、箱壓強(qiáng)度及沖刺強(qiáng)度(PUNCTURESTRENGTH)所取代。
環(huán)壓強(qiáng)度(RINGCRUSH)
將原紙裁切成"6X1/2"之試樣,在長(zhǎng)的方向卷向圓筒型,使試樣兩端相接,測(cè)試其所能承受之壓力,此種強(qiáng)度稱之為環(huán)壓強(qiáng)度。此強(qiáng)度為制造瓦楞紙箱的特有試驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)方法依照GB2679.8紙板環(huán)壓強(qiáng)度測(cè)定法行之。因瓦楞紙面受壓方向?yàn)橥呃阒怪狈较?,?duì)原紙而言為橫向,又瓦楞紙箱之耐壓強(qiáng)度可由其組合原紙(含箱板紙及瓦楞芯紙)之橫向環(huán)壓強(qiáng)度推算,是故一般僅測(cè)試原紙之橫向環(huán)壓強(qiáng)度。
抗張強(qiáng)度(TENSILESTRENGTH)
對(duì)寬1.5cm,長(zhǎng)18cm之紙樣施于一定限度之張力,紙樣因而斷裂,該紙樣所能承受之張力稱為抗張強(qiáng)度俗稱拉力。
在瓦楞紙板制造上為了要獲得平整之瓦楞紙板,不論牛皮紙板或瓦楞芯紙均利用剎車方式,加于原紙上很大的拉力,使原紙得以平整地進(jìn)入瓦楞紙機(jī),否則會(huì)產(chǎn)生貼合不良、高低楞、操作不順影響機(jī)械效率。尤以瓦楞芯紙為重要,在瓦楞紙機(jī)上瓦楞芯紙之線速較箱板紙要快到1.3~1.6倍,同時(shí)要在瓦楞轆(CORRUGATINGROLL)間,處于高溫高壓之狀態(tài)下塑制成瓦楞形狀,如瓦楞芯紙張力不夠時(shí)將會(huì)在瓦楞波峰發(fā)生斷裂現(xiàn)象,如箱板紙抗張強(qiáng)度不夠時(shí),在紙箱制作過(guò)程中,壓線作業(yè)時(shí)于壓線位置會(huì)發(fā)生箱板紙斷裂現(xiàn)象,折疊作業(yè)時(shí)于紙箱四個(gè)角的外側(cè)會(huì)發(fā)生斷裂現(xiàn)象,為提高瓦楞紙箱之品質(zhì),原紙抗張強(qiáng)度的重要性并不亞于耐破度。一般僅測(cè)試原紙之縱向抗張強(qiáng)度。
抗張強(qiáng)度之另一表示法斷裂長(zhǎng)BREAK-INGLENGTH),其換算公式如下:
斷裂長(zhǎng)(km)=抗張強(qiáng)度{;’£1}×1000試樣基重(g/m2)×式樣寬度(mm)
撕裂強(qiáng)度(TEARINGSTRENGTH)俗稱撕力
原紙被撕裂必須以一定之能量,才能撕裂,測(cè)定此能量之儀器為撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī),測(cè)得之結(jié)果以公克(g)表示。當(dāng)紙箱搬運(yùn)人員將手插入紙箱之手提孑L內(nèi)把紙箱抬起來(lái)時(shí),如原紙的撕力不足,會(huì)自手提孔兩端之上側(cè)發(fā)生撕裂現(xiàn)象,破壞紙箱之完整性。再者當(dāng)用原紙制造瓦楞紙板時(shí)原紙兩側(cè)受力相等,而一側(cè)輕松一側(cè)較緊,較松之一側(cè)會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)現(xiàn)象,如撕力不足隨即造成原紙自較松一側(cè)斷裂。
防水性能
箱板紙與瓦楞芯紙的防水性能是瓦楞紙箱不可欠缺的性質(zhì)。箱板紙之防水性能是以單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所吸收水分之重量稱之為吸水度,一般以g/m2/2mins表示,其試驗(yàn)方法稱為可勃法(COBBSIZ-INGTEST),箱板紙之正、反兩面之吸水度同等重要,瓦楞芯紙之防水性能稱之為上膠度或抗水度,其試驗(yàn)方法系將瓦楞芯紙?jiān)嚇臃湃胧⒂辛蚯杌啡芤旱牟A髢?nèi),并滴數(shù)滴氯化鐵溶液于試樣表面,當(dāng)兩種溶液相接觸時(shí)會(huì)變成紅色,上膠度即以兩種溶液之滲透時(shí)間(秒,SEC)表示。
濕強(qiáng)度(WETSTRENGTH)是指原紙浸在水中24小時(shí)或放置在高溫(400C以上)高濕(95%R.H.)之空氣中相當(dāng)時(shí)間后,原紙所保有之強(qiáng)度稱之為濕強(qiáng)度。一般試驗(yàn)原紙之濕耐破度、濕抗張強(qiáng)度、濕環(huán)壓強(qiáng)度等,此種性能系由紙廠于抄紙作業(yè)時(shí),增加濕強(qiáng)劑于漿糊中,經(jīng)熱處理后于纖維之間產(chǎn)生防水層,以防止水分之滲透,即產(chǎn)生濕強(qiáng)效果。瓦楞紙箱如需長(zhǎng)時(shí)間堆存在高濕之環(huán)境下或冷藏時(shí),則需使用經(jīng)濕強(qiáng)處理的原紙方能勝任。
瓦楞紙板制作對(duì)原紙的條件要求
瓦楞芯紙?jiān)谕呃慵垯C(jī)(CORRU-GATOR)上壓成瓦楞形狀,再用粘著劑涂在瓦楞波峰和牛皮紙板貼合而成瓦楞紙板,其外觀和強(qiáng)度良好與否,與原紙息息相關(guān)。原紙之要求條件如下:
原紙的操作適性(RUNINGABILITY)
瓦楞芯紙?jiān)趬褐仆呃銜r(shí)一分鐘要壓數(shù)百個(gè)瓦楞,所受拉力很大,所以瓦楞芯紙之可塑性十分重要,達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)方能塑制成正直堅(jiān)挺之瓦楞。近來(lái)高速瓦楞紙機(jī)不斷增加且速度不斷提高,如原紙品質(zhì)不良,足以影響機(jī)械之運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。
原紙的均勻性
牛皮紙板、瓦楞芯紙不論縱向或橫向,如水分相差很大,會(huì)造成嚴(yán)重貼合不良、紙板彎翹、倒楞等不良現(xiàn)象。厚度不均勻?qū)е虏僮鬟m性差,制成品之各項(xiàng)物理強(qiáng)度受很大影響。所以在原紙驗(yàn)收及使用時(shí)原紙水分及厚度之均勻性被視為重要的項(xiàng)目之一。原紙的外觀原紙之外觀應(yīng)力求表面平整,無(wú)破孔、裂紋、污穢及其它明顯缺點(diǎn),此外箱板紙表面之顏色也是值得重視的項(xiàng)目。原來(lái)瓦楞紙箱在使用過(guò)程中以達(dá)到保護(hù)內(nèi)容物之完整為其主要功能,現(xiàn)在已演變成不但要保護(hù)內(nèi)容物,還要負(fù)起促進(jìn)銷售,激發(fā)消費(fèi)者購(gòu)買欲之責(zé)任,因之需在瓦楞紙箱表面施以精美的印刷,而箱板紙表面之色調(diào)足以影響印刷效果,但是在造紙過(guò)程中,由于漿料不同,如對(duì)表面色調(diào)過(guò)度要求,確有實(shí)際之困難。在箱板紙表面顏色驗(yàn)收上,制定管制上限及管制下限,再輔以印刷圖案之設(shè)計(jì),油墨進(jìn)擇之配合,可達(dá)美化之。
相對(duì)濕度對(duì)原紙物理強(qiáng)度的影響
原紙的物理強(qiáng)度試驗(yàn)依照國(guó)家標(biāo);隹GBl0739紙漿、紙和紙板試樣處理之規(guī)定。①試樣在調(diào)制前,應(yīng)先將其水分干燥至約為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)一半的含水量(干燥溫度不得超過(guò)600C)。②將試樣懸掛于20±20C及65±2%RH之空氣中,使其表面充分接觸于調(diào)制空氣。③紙板或防水性能良好的紙張需調(diào)制24小時(shí)或48小時(shí)以上,直到全重量無(wú)顯著變化為止,各項(xiàng)物理試驗(yàn)亦應(yīng)在同一溫度及濕度下舉行。美國(guó)屬于大陸性氣候,因此是以以23±2℃及50±2%RH之標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn),因此試驗(yàn)條件不同,所得之試驗(yàn)值就無(wú)從比較其優(yōu)劣。
瓦楞紙箱所用之原紙為植物性纖維構(gòu)成,植物性纖維之水分含量隨周圍空氣條件之改變而變化,周圍空氣濕度高時(shí)原紙會(huì)變濕,濕度低時(shí)原紙會(huì)變干,如長(zhǎng)時(shí)間放置在一定溫濕度之空氣中,原紙的水分會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài);在同一溫濕度狀態(tài)下調(diào)制二張水分差異很大的紙張時(shí),水分含量較低者吸收水分;水分較高者放出水分,二者均可達(dá)到平衡狀態(tài),但二者水分含量仍有稍許差異,是故試樣在調(diào)制前,應(yīng)先將原紙?jiān)嚇铀指稍镏良s為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)一半含水量,再重行吸收水分則可獲得相同之水分含量,原紙水分吸收與放出之變化情況。
各種紙類水分之平衡點(diǎn)因紙漿種類不同而異,在濕度60%R.H.狀況下,水分達(dá)到平衡點(diǎn)時(shí),銅版紙約為6%,新聞紙約為10%,瓦楞紙箱用原紙約為9.5%。
原紙之物理強(qiáng)度受水分含量之影響很大,其變化情形如圖2所示。以濕度65%R.H.時(shí)之強(qiáng)度為100。
抗張強(qiáng)度在濕度30~40%R.H之間,隨濕度之增加而增大,濕度繼續(xù)增高,抗張強(qiáng)度則急劇下降。
伸長(zhǎng)率隨濕度之增加而增加,原紙之縱向變化橫向?yàn)榇蟆?
破裂強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度相同,濕度增加,破裂強(qiáng)度隨之減少,其減少比率較抗張強(qiáng)度為小。
撕裂強(qiáng)度不論縱向或橫向均隨濕度之增加而增加,但到極度高濕范圍再行下降。