英國(guó)常用瓦楞原紙、紙板及紙箱檢測(cè)設(shè)備和測(cè)試方法

迄今為止，對(duì)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(cè)。這是由于檢測(cè)過程中會(huì)有很多不確定因素發(fā)生，或取決于對(duì)紙張、紙板和紙箱的加工方法，另外，在檢測(cè)區(qū)域，溫度、濕度、檢測(cè)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(cè)方法，并從中挑選出那些對(duì)比較某些材料、紙板和應(yīng)用方面來說很重要的檢測(cè)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(duì)各種條件進(jìn)行合理有效的控制。以英國(guó)為例，測(cè)試通常是在室內(nèi)50％的相對(duì)濕度和23℃溫度下進(jìn)行的。試樣應(yīng)在測(cè)試前24小時(shí)內(nèi)妥善放置。

　　吸水性測(cè)定

　　*的檢測(cè)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(cè)好定量的水(通常為25ml)倒入蓄水區(qū)，規(guī)定時(shí)間過后將殘余水倒掉。這時(shí)重新稱量一下紙張?jiān)嚇?，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(cè)試時(shí)間約為一分鐘，只有紙張吸濕性特別強(qiáng)時(shí)才會(huì)調(diào)整時(shí)間。

　　而水滴測(cè)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(shí)隨地進(jìn)行測(cè)試，對(duì)不同紙張作比較。通常先在紙上畫個(gè)圓圈作標(biāo)記，將量好的少量水滴入圓圈中央，通過測(cè)定吸水時(shí)間即圓圈濕透的時(shí)間來計(jì)算紙張的吸水性。

　　透氣度測(cè)試(紙張孔數(shù)量測(cè)定)

　　常用方法為Gurley測(cè)試法，仍需測(cè)定時(shí)間，不過這次測(cè)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(shí)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(cè)壓計(jì)測(cè)得。透氣度常用“毫升/分”作單位表示。Bendsten測(cè)試法與本法類似。

　　環(huán)壓強(qiáng)度測(cè)試(RCT)及派生的其他測(cè)試法(CCT和SCT)

　　測(cè)試時(shí)，把一張152毫米(6英寸)長(zhǎng)、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(zhǎng)度正好可沿其環(huán)形槽圍成一個(gè)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(cè)試面紙，不過也可嘗試用來測(cè)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(qiáng)度提供很好的參考。

　　瓦楞紙壓縮強(qiáng)度測(cè)試(CCT)

　　本法專門用于測(cè)定瓦楞紙。如同在瓦楞芯紙平壓強(qiáng)度測(cè)試(CMT)中一樣，紙張通過冷壓式瓦楞芯紙成形機(jī)后成為和瓦線上一樣的芯紙。如同上文提到的RCT測(cè)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(qiáng)度測(cè)試(SCT)

　　不管是RCT測(cè)試還是CCT測(cè)試，都不可以重復(fù)進(jìn)行，因?yàn)榧垙堅(jiān)谑軌簳r(shí)的形狀或垂直狀態(tài)都有可能發(fā)生了變化，再測(cè)試時(shí)結(jié)果不會(huì)很。因此，人們?yōu)楸３譁y(cè)試的一致性，研發(fā)出對(duì)紙張進(jìn)行短矩壓縮強(qiáng)度的測(cè)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(yùn)動(dòng)，擠壓中間的窄紙帶，同樣還是要測(cè)出紙張被壓潰時(shí)的壓力。該測(cè)試在機(jī)器方向(MD)和機(jī)器垂直方向(CD)上都可以完成。

　　瓦楞芯紙平壓強(qiáng)度測(cè)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(cè)定出不同瓦楞芯紙的平壓強(qiáng)度，于是瓦楞芯紙?jiān)囼?yàn)裝置便應(yīng)運(yùn)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(jī)上作用類似的冷壓式芯紙成形機(jī)上便可變成芯紙。芯紙也可在單面機(jī)上的熱輥?zhàn)饔孟鲁尚?，不過要在貼上膠帶后存放一段時(shí)間。貼膠帶是為了仿效單面紙板，確保芯紙從單面機(jī)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(cè)試和CCT測(cè)試。紙帶受壓后，在CMT測(cè)試中可能會(huì)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(cè)試了。同樣，也可用單面機(jī)上實(shí)際生產(chǎn)出的單面紙進(jìn)行測(cè)試，比較一下CMT實(shí)際值和理論值。

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

　　水分測(cè)試

　　進(jìn)行水分測(cè)試，廣泛使用的工具是手持式濕度計(jì)。用濕度計(jì)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(qiáng)度測(cè)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(gè)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(yàn)還有pH值測(cè)試、紙張光亮度和平滑度測(cè)試等。

　　耐破度測(cè)試(也適用于瓦楞紙板)

　　常用方法為Mullen(繆倫)測(cè)試法，其中應(yīng)備有一個(gè)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(shí)的液體壓力會(huì)被記錄下來，即所謂的試樣Mullen測(cè)試數(shù)值，通常以“千焦/平方米”作單位。

　　紙和紙板厚度測(cè)試

　　測(cè)量紙和紙板的厚度會(huì)用到測(cè)微計(jì)，測(cè)微計(jì)可以控制壓力，適當(dāng)調(diào)換測(cè)砧。

　　紙和紙板克重測(cè)試

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

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　　紙板

　　邊壓強(qiáng)度測(cè)試(ECT)

　　本測(cè)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(qiáng)度，其中豎立紙箱面的楞形也是豎立的。這種測(cè)試同CCT、CMT、RCT和FCT測(cè)試類似，都要對(duì)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(shí)測(cè)量的壓力值。

　　ECT值可略微估計(jì)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(jì)算ECT值時(shí)要再加上10%。

　　平壓強(qiáng)度測(cè)試(FCT)

　　測(cè)試時(shí)，將切好的圓形紙板試樣放好，置于壓力之下。同CMT測(cè)試一樣，可能會(huì)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(qiáng)度測(cè)試(PAT)

　　這項(xiàng)測(cè)試由來已久，用于測(cè)試瓦楞芯紙和面紙的粘合強(qiáng)度。常用工具是特制的“梳子”，這種“梳子”上的凸出針長(zhǎng)度是紙板寬度的兩倍，而直徑大小正好可以放在被測(cè)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(shí)的壓力值便是所測(cè)紙板的PAT值。每張面紙的粘合強(qiáng)度也可分別測(cè)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(cè)試才使粘合失效，還是紙張的層間粘合強(qiáng)度有問題，一般后者情況居多。

　　戳穿強(qiáng)度測(cè)試

　　測(cè)試元件用的是一個(gè)帶尖狀工具的擺錘，測(cè)試時(shí)將擺錘從一個(gè)預(yù)定角度拋下，讓其戳穿紙板試樣。戳穿程度會(huì)顯示出所測(cè)紙板的耐破強(qiáng)度，數(shù)值會(huì)顯示在一個(gè)計(jì)量表上。

　　紙箱

　　紙箱抗壓強(qiáng)度測(cè)試

　　這種測(cè)試所需壓力較大，用來測(cè)定成品紙箱的潛在堆疊強(qiáng)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(duì)底部的壓縮強(qiáng)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(qiáng)度而且緊密排列在紙箱里，則會(huì)有助于提高紙箱的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度。

　　這種測(cè)試得出的結(jié)果和實(shí)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(qiáng)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(huì)發(fā)生在裝填物品的過程中，更會(huì)發(fā)生在封箱過程中，主要是因?yàn)榧埌鍓壕€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(shí)要干凈利索，否則會(huì)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(qiáng)度還取決于紙箱的ECT值和周長(zhǎng)以及制箱紙板的厚度。McKee公式常用來計(jì)算紙箱的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度(千克/厘米)，T為紙板厚度(毫米)，L、W分別為紙箱的長(zhǎng)度和寬度(毫米)。

　　跌落測(cè)試

　　這種測(cè)試不僅僅是對(duì)紙箱，還包括對(duì)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(cè)試。上世紀(jì)前50年，測(cè)試方法多少顯得有些“粗暴”：把測(cè)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(gè)硬實(shí)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(cè)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(duì)跌落測(cè)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(cè)試不僅僅是對(duì)外包紙箱本身，還是對(duì)包裝設(shè)計(jì)、包裝材料和規(guī)格的整體測(cè)試。

　　有些實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試對(duì)于作比較測(cè)定(若非測(cè)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(shí)際上zui重要的測(cè)試極有可能是由操作人員來完成的。測(cè)試區(qū)域主要在進(jìn)紙?zhí)鞓蚋浇?測(cè)試單面紙板的粘合強(qiáng)度)，以及初次粘合的紙板下線時(shí)，此時(shí)測(cè)試紙板能得到很多有用的信息，如粘合強(qiáng)度、切割是否成方形、紙板起泡與否、紙板抗壓強(qiáng)度如何、是否充分干燥、有無翹曲等。雖然機(jī)器制造商成功地讓機(jī)器操作時(shí)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(zhǎng)的空間也變得越來越小。另外，對(duì)操作人員進(jìn)行正式的培訓(xùn)也很重要，因?yàn)樗鶎W(xué)的機(jī)器測(cè)試方法馬上就會(huì)派上用場(chǎng)，而在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果會(huì)晚些時(shí)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(cè)試早就完成了?，F(xiàn)在，很多廠家早就省去了測(cè)試一環(huán)，多數(shù)檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)處理掉了，只剩下紙箱抗壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置、平壓強(qiáng)度檢測(cè)裝置和紙板厚度測(cè)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(cè)罷了。

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