英國常用瓦楞原紙、紙板及紙箱檢測設(shè)備和測試方法

迄今為止，對瓦楞紙板自身特性及成分還沒有進(jìn)行過真正科學(xué)、的檢測。這是由于檢測過程中會有很多不確定因素發(fā)生，或取決于對紙張、紙板和紙箱的加工方法，另外，在檢測區(qū)域，溫度、濕度、檢測裝置的操作和紙箱內(nèi)裝物品的變化也是原因之一。不過，確立一些指導(dǎo)性檢測方法，并從中挑選出那些對比較某些材料、紙板和應(yīng)用方面來說很重要的檢測方法應(yīng)該是明智之舉。

　　紙張

　　為使影響紙張性能的各種條件盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，需要對各種條件進(jìn)行合理有效的控制。以英國為例，測試通常是在室內(nèi)50％的相對濕度和23℃溫度下進(jìn)行的。試樣應(yīng)在測試前24小時內(nèi)妥善放置。

　　吸水性測定

　　*的檢測方法是Cobb法，不過該法僅適用于面紙。先把兩端張開的金屬環(huán)或圓筒夾在既定區(qū)域和重量的紙張上，使紙重有效地閉合金屬環(huán)或圓筒的一端。測好定量的水(通常為25ml)倒入蓄水區(qū)，規(guī)定時間過后將殘余水倒掉。這時重新稱量一下紙張試樣，知道前后重量差便可算出吸水率，以此來比較不同面紙的吸水性。通常規(guī)定的測試時間約為一分鐘，只有紙張吸濕性特別強時才會調(diào)整時間。

　　而水滴測法可適用于所有紙張。此法較為容易，只是結(jié)果不夠，不過可隨時隨地進(jìn)行測試，對不同紙張作比較。通常先在紙上畫個圓圈作標(biāo)記，將量好的少量水滴入圓圈中央，通過測定吸水時間即圓圈濕透的時間來計算紙張的吸水性。

　　透氣度測試(紙張孔數(shù)量測定)

　　常用方法為Gurley測試法，仍需測定時間，不過這次測定的是在規(guī)定氣壓下，定量空氣通過紙張上的規(guī)定區(qū)域(此處用作一層隔膜)的時間。

　　紙張上的固定區(qū)域是由環(huán)規(guī)來界定的。隨后壓縮空氣在規(guī)定氣壓的壓力下穿過這層“隔膜”，滲透的氣體量可用測壓計測得。透氣度常用“毫升/分”作單位表示。Bendsten測試法與本法類似。

　　環(huán)壓強度測試(RCT)及派生的其他測試法(CCT和SCT)

　　測試時，把一張152毫米(6英寸)長、12.7毫米(1/2英寸)寬的紙帶放入一張厚鋼板的環(huán)形槽中。鋼板是平放的，紙帶的長度正好可沿其環(huán)形槽圍成一個卷筒。紙卷上方再放一張水平的鋼板，隨后再不斷向紙卷施壓直到把紙卷壓潰。施加的壓力即為該紙的RCT指數(shù)，通常以“牛頓”作單位。此法主要用于測試面紙，不過也可嘗試用來測試瓦楞芯紙。這些紙張的RCT指數(shù)可為今后形成的紙板的zui終邊壓強度提供很好的參考。

　　瓦楞紙壓縮強度測試(CCT)

　　本法專門用于測定瓦楞紙。如同在瓦楞芯紙平壓強度測試(CMT)中一樣，紙張通過冷壓式瓦楞芯紙成形機后成為和瓦線上一樣的芯紙。如同上文提到的RCT測試程序，成形芯紙也要受到壓力，在被壓潰的一瞬間可算出其抗壓度。

　　短矩壓縮強度測試(SCT)

　　不管是RCT測試還是CCT測試，都不可以重復(fù)進(jìn)行，因為紙張在受壓時的形狀或垂直狀態(tài)都有可能發(fā)生了變化，再測試時結(jié)果不會很。因此，人們?yōu)楸３譁y試的一致性，研發(fā)出對紙張進(jìn)行短矩壓縮強度的測試方法。通過用兩塊夾板把15毫米寬的紙帶牢牢夾平，中間留出0.7毫米(0.030英寸)自由紙的縫隙。其中一塊夾板在液壓下沿紙帶平面向另一塊夾板運動，擠壓中間的窄紙帶，同樣還是要測出紙張被壓潰時的壓力。該測試在機器方向(MD)和機器垂直方向(CD)上都可以完成。

　　瓦楞芯紙平壓強度測試(CMT)

　　在瓦楞紙板生產(chǎn)的早期階段，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為有必要測定出不同瓦楞芯紙的平壓強度，于是瓦楞芯紙試驗裝置便應(yīng)運而生。這次還要用152毫米×12.7毫米(6英寸×1/2英寸)的紙帶,把紙帶放入與單面機上作用類似的冷壓式芯紙成形機上便可變成芯紙。芯紙也可在單面機上的熱輥作用下成形，不過要在貼上膠帶后存放一段時間。貼膠帶是為了仿效單面紙板，確保芯紙從單面機上移開后不發(fā)生變形。這張單面紙帶隨后便可置于壓力之下，也可用作RCT測試和CCT測試。紙帶受壓后，在CMT測試中可能會出現(xiàn)兩種壓潰的情況——要么楞形“展開”，要么側(cè)面損壞。這樣，芯紙和面紙便可以進(jìn)行比較測試了。同樣，也可用單面機上實際生產(chǎn)出的單面紙進(jìn)行測試，比較一下CMT實際值和理論值。

　　進(jìn)行“熱芯紙”測試要讓樣紙經(jīng)過熱的單面機瓦楞棍，隨后放在夾板間，重復(fù)上面的步驟。

　　水分測試

　　進(jìn)行水分測試，廣泛使用的工具是手持式濕度計。用濕度計前要校準(zhǔn)好紙張顏色或表面光潔度(影響光的發(fā)散)。另外，參照一下生產(chǎn)廠家提供的說明書。

　　Scott層間粘合強度測試

　　把樣紙一端粘在金屬基座，另一端粘在頂部的角形構(gòu)件上。用一個下垂的擺錘敲打角形構(gòu)件的豎直面直到其與紙樣分開。要達(dá)成這一分離目的所需的能量常用“焦耳/平方米”作單位。

　　造紙廠做的其他一些試驗還有pH值測試、紙張光亮度和平滑度測試等。

　　耐破度測試(也適用于瓦楞紙板)

　　常用方法為Mullen(繆倫)測試法，其中應(yīng)備有一個伸展的液壓式彈性圓形光圈，在其上方放有類似的紙張或紙板圓片試樣，圓片試樣正好被夾在光圈上面。試樣破裂時的液體壓力會被記錄下來，即所謂的試樣Mullen測試數(shù)值，通常以“千焦/平方米”作單位。

　　紙和紙板厚度測試

　　測量紙和紙板的厚度會用到測微計，測微計可以控制壓力，適當(dāng)調(diào)換測砧。

　　紙和紙板克重測試

　　造紙廠常用靈敏試驗秤檢測單位紙張的克重，并與本廠的標(biāo)準(zhǔn)做比照。測定出克重和厚度，則紙張密度立馬便知。紙板重量測定也可同用此法。

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　　紙板

　　邊壓強度測試(ECT)

　　本測試相當(dāng)重要，從中可看出用此類紙板制箱后紙箱的堆疊強度，其中豎立紙箱面的楞形也是豎立的。這種測試同CCT、CMT、RCT和FCT測試類似，都要對紙帶施壓，紙帶的兩端要水平平行，并與軸線垂直。ECT值便是紙板被壓潰時測量的壓力值。

　　ECT值可略微估計出來，即將各面紙的RCT值與瓦楞芯紙的CCT值(要考慮到紙張收縮率)相加得到。初次粘合過、有結(jié)構(gòu)厚度的復(fù)合瓦楞紙板計算ECT值時要再加上10%。

　　平壓強度測試(FCT)

　　測試時，將切好的圓形紙板試樣放好，置于壓力之下。同CMT測試一樣，可能會出現(xiàn)兩種壓潰的情況——沒出現(xiàn)的話，則極有可能是由于楞形傾斜。

　　粘合強度測試(PAT)

　　這項測試由來已久，用于測試瓦楞芯紙和面紙的粘合強度。常用工具是特制的“梳子”，這種“梳子”上的凸出針長度是紙板寬度的兩倍，而直徑大小正好可以放在被測紙板的楞間。從矩形紙板試樣兩側(cè)各插入一把“梳子”，然后向這兩把“梳子”施加壓力讓它們分開，即向上下面紙用力試圖分開面紙和芯紙。瓦楞芯紙和面紙被撕開時的壓力值便是所測紙板的PAT值。每張面紙的粘合強度也可分別測出，這要取決于凸出針插入哪一側(cè)的面紙。

　　瓦楞芯紙和面紙被撕開后，有必要檢查一下到底真是作測試才使粘合失效，還是紙張的層間粘合強度有問題，一般后者情況居多。

　　戳穿強度測試

　　測試元件用的是一個帶尖狀工具的擺錘，測試時將擺錘從一個預(yù)定角度拋下，讓其戳穿紙板試樣。戳穿程度會顯示出所測紙板的耐破強度，數(shù)值會顯示在一個計量表上。

　　紙箱

　　紙箱抗壓強度測試

　　這種測試所需壓力較大，用來測定成品紙箱的潛在堆疊強度——即，填充好物品的紙箱究竟能堆多高。這不僅取決于紙箱頂部對底部的壓縮強度，還取決于內(nèi)裝物品的重量及自身的特性。如果內(nèi)裝物品的主容器(如罐、瓶)有結(jié)構(gòu)豎直強度而且緊密排列在紙箱里，則會有助于提高紙箱的抗壓強度。當(dāng)然，紙箱堆底層的紙箱所受壓力決定了所需的紙箱抗壓強度。

　　這種測試得出的結(jié)果和實際結(jié)果卻常常相去甚遠(yuǎn)。出現(xiàn)這種差別的原因要么是紙板質(zhì)量不一，特別是每面紙板的粘合強度不同，要么就常常是紙箱的豎直紙板面發(fā)生了變形。這些現(xiàn)象會發(fā)生在裝填物品的過程中，更會發(fā)生在封箱過程中，主要是因為紙板壓線不夠清晰、難以辨認(rèn)，或者由于壓線工具不合適或受損造成了壓痕失誤。折疊搖蓋時要干凈利索，否則會使壓線附近的紙板鼓起來，在豎直壓力作用下就有可能被壓潰。

　　但是紙箱的抗壓強度還取決于紙箱的ECT值和周長以及制箱紙板的厚度。McKee公式常用來計算紙箱的抗壓強度，公式如下：

　　BCT(千克)=1.515×ECT0.57×T0.87×(L+W)0.47

　　其中，ECT為邊壓強度(千克/厘米)，T為紙板厚度(毫米)，L、W分別為紙箱的長度和寬度(毫米)。

　　跌落測試

　　這種測試不僅僅是對紙箱，還包括對其內(nèi)裝物品和一些填充紙板等包裝整體的保護(hù)性能測試。上世紀(jì)前50年，測試方法多少顯得有些“粗暴”：把測試紙箱從二層或三層樓的窗戶扔到廠里的混凝土路面上，肉眼或拍照觀看結(jié)果如何。后來，人們還把紙箱放在手推車上沿著斜坡或斜道向下沖撞一個硬實的表面，或滾翻裝在轉(zhuǎn)筒里的紙箱讓其越過障礙物。如今，人們又研制出了新型抗震測試設(shè)備。

　　如今很多電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家都詳細(xì)規(guī)定了對跌落測試的要求，他們不允許內(nèi)裝物品出現(xiàn)任何損失。同前所述，這種測試不僅僅是對外包紙箱本身，還是對包裝設(shè)計、包裝材料和規(guī)格的整體測試。

　　有些實驗室的測試對于作比較測定(若非測定)是有必要的，也可稱其為進(jìn)行質(zhì)量控制的一種手段。

　　不過，實際上zui重要的測試極有可能是由操作人員來完成的。測試區(qū)域主要在進(jìn)紙?zhí)鞓蚋浇?測試單面紙板的粘合強度)，以及初次粘合的紙板下線時，此時測試紙板能得到很多有用的信息，如粘合強度、切割是否成方形、紙板起泡與否、紙板抗壓強度如何、是否充分干燥、有無翹曲等。雖然機器制造商成功地讓機器操作時不再需求太多技能，但仍然要求操作人員要懂一些技能及制板原理，而操作人員發(fā)揮其技術(shù)特長的空間也變得越來越小。另外，對操作人員進(jìn)行正式的培訓(xùn)也很重要，因為所學(xué)的機器測試方法馬上就會派上用場，而在實驗室進(jìn)行測試的結(jié)果會晚些時間才能出來，這也是必然的和可以理解的，多數(shù)情況下結(jié)果還未出來，測試早就完成了。現(xiàn)在，很多廠家早就省去了測試一環(huán)，多數(shù)檢測設(shè)備已經(jīng)處理掉了，只剩下紙箱抗壓強度檢測裝置、平壓強度檢測裝置和紙板厚度測定裝置了。在一些較大的廠家，也只不過是在大區(qū)中心或總部才隨便做些檢測罷了。

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