三瓦楞紙板耐破強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的思考

付奇+王旭

三瓦楞紙板是由四層紙或紙板和三層瓦楞紙黏合而成的瓦楞紙板，也稱七層瓦楞紙板。三瓦楞紙板具有良好的邊壓強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度和戳穿強(qiáng)度，成箱后具有質(zhì)量輕、易加工、抗壓及緩沖性能佳等特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。近年來，我國(guó)三瓦楞紙板使用量逐年增多，逐漸成為我國(guó)倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保、以紙代木的重要產(chǎn)品。但目前的現(xiàn)狀是三瓦楞紙板的標(biāo)準(zhǔn)支撐不足，甚至有一些標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的合理性值得探討。

為了讓讀者對(duì)三瓦楞紙板有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，筆者在此簡(jiǎn)要分析三瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及其檢測(cè)中存在的問題，并提出相應(yīng)的對(duì)策及建議，希望能給業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟示。

耐破強(qiáng)度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)瓦楞紙板現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/ T 6544-2008《瓦楞紙板》，表1所示為該標(biāo)準(zhǔn)中三瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的標(biāo)稱值，其按照最小綜合定量的概念進(jìn)行了分類。最小綜合定量是除瓦楞紙以外的組成瓦楞紙板的各層紙或紙板的定量之和。GB/T 6544-2008《瓦楞紙板》修訂完成的同時(shí)，替代了GB/ T 16718-1996《包裝材料 重型瓦楞紙板》，并對(duì)其中五層重型瓦楞紙板及七層重型瓦楞紙板耐破強(qiáng)度作了補(bǔ)充，因?yàn)镚B/T 16718-1996并沒有對(duì)七層瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度做出檢測(cè)，如表2所示。

耐破強(qiáng)度是瓦楞紙板一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，其強(qiáng)度主要取決于面紙、里紙以及夾芯紙的耐破度。目前，我國(guó)耐破強(qiáng)度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 6545-1998《瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的測(cè)定方法》和GB/T 1539-2007《紙板 耐破度的測(cè)定》。前者適用范圍僅為瓦楞紙板，后者適用范圍覆蓋了瓦楞紙板和厚紙板，并對(duì)不同耐破強(qiáng)度的紙板選用不同夾持壓力做出了明確說明，標(biāo)準(zhǔn)中提出在調(diào)整夾持壓力時(shí)，應(yīng)選取最適宜的測(cè)量范圍，如果需要進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，應(yīng)選擇最大的壓力范圍。調(diào)整壓持系統(tǒng)，使最低的夾持壓力在700～1200kPa范圍內(nèi)，并防止試樣滑動(dòng)。表3為該標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)耐破強(qiáng)度試驗(yàn)夾持要求的對(duì)照表。

目前，我國(guó)瓦楞紙板產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/ T 6544-2008《瓦楞紙板》中指定的方法為GB/T 6545-1998《瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的測(cè)定方法》。GB/T 6545-1998《瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的測(cè)定方法》依然為出具判定結(jié)果的測(cè)試方法。

耐破強(qiáng)度的檢測(cè)方法

耐破強(qiáng)度是指在實(shí)驗(yàn)條件下，瓦楞紙板在單位面積上所能承受的垂直于試樣表面均勻增加的最大壓力。根據(jù)GB/T 6545-1998《瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的測(cè)定方法》，其實(shí)驗(yàn)原理是將試樣置于膠膜上，用試樣夾將其夾緊，然后均勻地施加壓力，使試樣與膠膜、儀器自由升起，直至試樣破裂為止。施加壓力的最大值即為試樣耐破強(qiáng)度。

1.試驗(yàn)儀器

試樣夾盤系統(tǒng)：上夾盤直徑為31.5±0.5mm，下夾盤孔直徑為31.5±0.5mm，上下夾環(huán)同心，最大誤差不超過0.25mm，兩夾環(huán)彼此平行且平整，測(cè)定面接觸受力均勻。

為防止試樣滑動(dòng)，測(cè)試時(shí)試樣夾盤的夾持壓力應(yīng)不低于690kPa，但此壓力一般會(huì)將試樣的瓦楞壓塌，故應(yīng)在報(bào)告中注明。

2.膠膜

膠膜是圓形的，由天然橡膠或合成橡膠制成，不應(yīng)添加填料或添加劑。膠膜外表面被牢固地夾持著，在非工作狀態(tài)下，膠膜位置相對(duì)固定，比夾盤外表面約低5.5mm。

當(dāng)膠膜凸出夾盤高度需要壓力時(shí)，膠膜的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足如下要求：凸出高度為10±0.2mm時(shí)，壓力為170～220kPa；凸出高度為18mm±0.2mm時(shí)，壓力則為250～350kPa。

3.試樣的制備

試樣的采取應(yīng)按GB/T 450-2008《紙和紙板 試樣的采取及試樣縱橫向、正反面的測(cè)定》進(jìn)行，所需試樣應(yīng)保證得到20個(gè)有效數(shù)據(jù)。此外，試樣應(yīng)按GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件》進(jìn)行溫濕度處理。試樣面積必須大于耐破強(qiáng)度測(cè)定儀的夾盤面積，同時(shí)試樣不得有水印、折痕或明顯的損傷，在試驗(yàn)中不得使用曾被夾盤夾過的試樣。

4.試驗(yàn)步驟

在GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件》規(guī)定的大氣條件下進(jìn)行裁樣和試驗(yàn)。試驗(yàn)步驟如下：

（1）開啟試樣夾盤，將試樣夾緊在兩試樣夾盤的中間，然后開動(dòng)測(cè)定儀，以170±15ml/min的速度逐漸增加壓力。

（2）當(dāng)試樣爆破時(shí)，讀取壓力表上指示的數(shù)值，然后松開試樣夾盤，使讀取指針退回到開始位置。需要注意的是，測(cè)試過程中，當(dāng)試樣發(fā)生明顯滑動(dòng)時(shí)應(yīng)將數(shù)據(jù)遺棄。

5.結(jié)果表示

以正反面各10個(gè)貼上膠膜的試樣進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果以所有測(cè)定值的平均值來表示。

耐破強(qiáng)度檢測(cè)中存在的問題

目前，根據(jù)現(xiàn)有耐破強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，有一些文章中用試驗(yàn)參數(shù)驗(yàn)證了三瓦楞紙板是可以測(cè)試耐破強(qiáng)度的，如表3中的一組數(shù)據(jù)。依據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，耐破強(qiáng)度的最大值為3000kPa。但根據(jù)耐破強(qiáng)度估算公式：p=0.95∑σb ，如依據(jù)筆者提供的紙材，實(shí)驗(yàn)所用的面紙、里紙、芯紙選用湖北公安造紙廠生產(chǎn)的定量為300g/m2的紙張，瓦楞紙選用河南某企業(yè)生產(chǎn)的定量為180g/m2的紙張，以上10組數(shù)據(jù)的檢測(cè)結(jié)果應(yīng)該是不成立的，表4中的數(shù)據(jù)只能認(rèn)為不同配紙結(jié)構(gòu)的瓦楞紙板耐破強(qiáng)度具有較大的差異。

三瓦楞紙板一般由多種楞型組成。實(shí)際操作中總會(huì)遇到一些特殊的瓦楞紙板，如AAA型、AAB型等使用定量為350g/m2牛皮原漿卡紙作為面紙的三瓦楞紙板，這些紙板往往耐破強(qiáng)度極高，GB/T 6545-1998《瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的測(cè)定法》中規(guī)定的耐破強(qiáng)度測(cè)試范圍為350～5500kPa，但當(dāng)測(cè)試設(shè)備壓力達(dá)到4600kPa時(shí)，很容易出現(xiàn)膠膜爆膜的現(xiàn)象，對(duì)測(cè)試設(shè)備及測(cè)試結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生較大影響。因此，對(duì)于三瓦楞紙板進(jìn)行耐破度檢測(cè)的合理性仍有待進(jìn)一步研究。

對(duì)策和建議

表5是德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 55468-1-2004《瓦楞紙板 第1部分：要求 試驗(yàn)》，從此標(biāo)準(zhǔn)我們了解到，當(dāng)戳穿強(qiáng)度達(dá)到15J以上時(shí)，未給出耐破強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，這在一定程度上說明了三瓦楞紙板不適合進(jìn)行耐破強(qiáng)度的檢測(cè)，同時(shí)也說明，戳穿強(qiáng)度是紙板檢測(cè)領(lǐng)域測(cè)量范圍較寬的一個(gè)參數(shù)，在此建議恢復(fù)三瓦楞紙板關(guān)于戳穿強(qiáng)度的檢測(cè)。當(dāng)然，很多行業(yè)人士質(zhì)疑戳穿強(qiáng)度的合理性及重復(fù)性，戳穿強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)備雖經(jīng)過權(quán)威部門計(jì)量，但不同廠家的戳穿強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)備測(cè)試同種樣本時(shí)會(huì)有不同的測(cè)試結(jié)果，有時(shí)不同廠家的設(shè)備雖都經(jīng)過計(jì)量，但質(zhì)量好一些的紙板檢測(cè)結(jié)果仍相差10J，基本屬于不可接受，因此很多檢測(cè)機(jī)構(gòu)及紙板廠家就此提過很多意見。為此，筆者希望能有一個(gè)機(jī)構(gòu)針對(duì)戳穿強(qiáng)度專門提供標(biāo)準(zhǔn)樣板，促進(jìn)計(jì)量工作的完善和準(zhǔn)確，使得戳穿強(qiáng)度這一參數(shù)能夠作為三瓦楞紙板物理性能好壞的重要依據(jù)。

在此建議，如果我國(guó)新版標(biāo)準(zhǔn)再有修訂，應(yīng)充分考慮三瓦楞紙板耐破強(qiáng)度的適應(yīng)性，以及恢復(fù)戳穿強(qiáng)度這一檢測(cè)方法，以補(bǔ)充當(dāng)戳穿強(qiáng)度達(dá)到15J時(shí)，耐破強(qiáng)度測(cè)試的不足。endprint