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控制纸板与纸箱含水率

【摘要】:当含水率偏高,则纸箱整体的抗压强度指标下降,常导致不达标而造成退货,因为每当纸箱的含水率提高1%,它的抗压强度值将下降8%左右。表6-3-1不同含水率和纸箱抗压强度值之间的关系偏高的含水率,还直接影响瓦楞纸板层间的黏合强度,以及后道印刷的墨层质量。以避免供需双方为纸箱含水率,或因它引起的物理性能指标问题而纠缠不休。对纸板、纸箱含水率的测定,目前主要是以下两种方式。

瓦楞纸板或纸箱的水分含量,在行业中是个棘手话题,因为它直接关联到产品的质量、用材、工艺、废品率等因素,也是很多用户要求的硬性交货指标。

当纸箱含水率偏低,则脆性增加,韧性下降,在压制纸箱长、宽线(纵向)或者高度线(横向)时,很容易爆线开裂,严重时纸箱摇盖还会折断、脱落。

当含水率偏高,则纸箱整体的抗压强度指标下降,常导致不达标而造成退货,因为每当纸箱的含水率提高1%,它的抗压强度值将下降8%左右。表6-3-1是不同含水率和纸箱抗压强度值之间的关系,由此可见,水分含量的变化,对纸箱的重要技术指标——抗压强度的影响是巨大的,从表6-3-1中可见,当含水率为18%时,它的抗压强度值仅为含水率6%时的1/3。

表6-3-1 不同含水率和纸箱抗压强度值之间的关系

偏高的含水率,还直接影响瓦楞纸板层间的黏合强度,以及后道印刷的墨层质量。

那么含水率究竟多少才比较合适呢?这方面“国家标准”及相关法规的规定互相矛盾、差异也很大,如:

(1)在GB/T 6544—2008 《瓦楞纸板》5.2.3中规定,纸板的交货水分不大于14%;

(2)在SN/T 0262—1993 《瓦楞纸箱检验规程》“表4”中,规定的纸箱含水率为12%±4%;

(3)在国家技术监督局〔1992〕253号文《瓦楞纸箱产品生产许可证实施细则》的“表一”中,规定含水率为10%±2%。

从上述规定可见,只要含水率在8%~16%,纸箱都是合格的,这实在太过宽松,它对执行部门而言,缺乏实际指导意义。

全球瓦楞生产的巨头,如中、美、欧、日等国家和地区,在后三者的瓦楞产品标准中,均未找见相关含水率的硬性规定,而只是强调了耐破、戳穿、边压、抗压等物理强度指标,有的则提供了纸板、纸箱水分检测的方法。

纸张是亲水性物质,纤维之间的毛细孔具有吸水特性,所以受大气环境湿度的影响很大,加工后的纸板、纸箱含水率随时都在变化,所以有人自嘲纸制品行业是“看天吃饭”。

我国幅员辽阔,各地气候差异很大,因此谈纸箱含水率,一定要强调地域及季节的概念,如在长江以南地区,年相对湿度≥ 80%的累计时数,占年总时数的50%以上,而≥ 90% HR的时数,占全年的1/4以上,是国内干旱地区的数倍。

笔者曾在无锡某厂,做了这样一个实验:在江南黄梅季,纸箱内的塑袋装25kg固态粉剂化工染料,纸箱表面未作防潮处理,堆码6层,仓库为敞开式水泥地,没用托盘,入库时纸箱的含水率不足9%,此后,每天测得的含水率都在变化,40天后,码垛在最下层纸箱的含水率竟高达17%以上,最底层纸箱已严重鼓肚、变形,呈塌垛状,完全失去了纸箱应有的刚性支撑功能。

需要强调的是,国家标准规定的含水率数值,是指在特定条件下测量所得,GB/T 10739—2002《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》中规定:温度23℃±1℃、相对湿度50%±2%,且保持时间为24h,这一点与西方主要工业国家的标准完全一致。

这个先决条件,对用户而言很难实施,因为他们绝大多数都不会具备恒温、恒湿的专业测试设备,只能在常温下检测,因此所得数据不能作为用来评判纸板、纸箱质量优劣的依据。

笔者认为,国内相关标准也可以考虑不设具体数值,只要含水率上限能确保各项物理指标达标,而含水率的下限,能做到压线不爆线、摇盖不折断即可。以避免供需双方为纸箱含水率,或因它引起的物理性能指标问题而纠缠不休。

在加工、仓储、使用纸箱时,人们积累了很多控制纸板、纸箱含水率的方法,举例如下。

(1)对纸板生产厂而言,首先可控制原料入口关,在不同的季节,要求造纸厂提供不同含水率的瓦楞芯纸和箱纸板,因为在国家标准GB/T 13023和GB/T 13024中,原纸交货水分规定的上、下限为5%~11%,有较大的调节空间。

(2)在瓦楞纸板加工时,可调节流水线热板与预热烘缸的蒸汽温度,改变原纸在烘缸上的接触面积和包角(见图6-2-6),或控制车速,还有的在流水线上安装原纸喷淋管,另一些有实力的纸箱企业,则在生产车间加装了喷雾或湿度调节装置。生产时切忌轻易停车,防止热板上的纸板水分过度流失。

(3)对已完工的纸箱,后期挽救性处理方法:水分偏低的,可整垛喷蒸汽,或人工擦水。水分偏高的,可放在烘箱、流水线热板上烘烤,实在不得已时,在太阳下暴晒,也不失为无奈中的办法。纸板、纸箱仓储时,采用整垛打缠绕膜阻隔空气对流的方法。

(4)用户在使用纸箱过程中,也有一些方法值得借鉴:在流通环境湿度变化较大场所,纸箱用多少订购多少,避免长时间囤积纸箱。条件较好的一些用户,会设立专门的纸箱仓库,无窗密闭,加装抽湿机、增湿机等。

有的用户要求在纸箱表面作防潮、防水处理(详见第二章第1节),有的则要求在瓦楞黏合剂中,添加特殊的憎水性化学物质(详见第五章第1节),以解决后续物流过程中纸箱受潮变软问题。

经验告诉我们,在干燥的秋、冬季,只要纸板的含水率≤9%,那么压线时开裂爆线的概率是很高的,这是纸箱加工的重大质量缺陷,解决的办法,除增加水分外,还可更换等级较高的长纤维面纸,或是采用特殊的碰线机来压线。

对纸板、纸箱含水率的测定,目前主要是以下两种方式。

(1)手持式水分测试仪,经济、简单、轻便、快速、直观,在任何地方都可使用。缺点是测得的数据误差较大。见图6-3-1,正在做纸箱出厂前的水分测定。

(2)天平称重法,测试精度高,但流程较烦琐,参见GB/T 462—2008《纸、纸板和纸浆分析试样水分的测定》,即纸板试样在烘干前后的质量差与原样的质量比:

图6-3-1 手持式水分测试仪

式中 X——水分含量,%;

m1——烘干前试样的质量,g;

m2——烘干后试样的质量,g。

瓦楞纸箱的“含水率”是个动态值,它贯穿原料-加工-使用-物流的全过程,管控好它们的合理数值,是确保纸箱品质的重点要素之一。