張德成 王麗影 孫韜 張思洋
(天津和或節(jié)能技術有限公司,天津 300457)
空箱抗壓強度(BCT)表示包裝紙箱的抗堆積和擠壓能力,通常是決定包裝紙箱質量等級的最關鍵因素,是二級廠和終端用戶最關注的質量指標。
包裝箱抗壓能力與原紙指標的關系見圖1。能夠影響紙箱抗壓能力的指標主要為原紙的厚度、挺度、短距壓縮指數(SCT)和環(huán)壓強度(RCT)四個指標。
圖1 包裝箱抗壓能力與原紙指標的關系
厚度受原料組成、游離度范圍、設備配置及定量厚度標準的限制,可調節(jié)余地不大。挺度與厚度間的關系為[1]
式中:SB 為彎曲挺度,N·m;E 為彈性模量 N/m2;T 為厚度,m。厚度被限定后,挺度的可變化范圍較小,在此也不予考慮。
橫向短距壓縮指數與橫向環(huán)壓強度在作用原理上是基本一致的,都能夠有效表征紙張橫向對于擠壓力的抵抗能力。其中,用短距壓縮指數預測邊壓強度時,檢測值會隨著緊度的增加而增大;而用環(huán)壓強度預測邊壓強度時,檢測值隨著緊度的增加反而減小,相比之下短距壓縮則更具指導意義。國家標準GB/T 13024—2016《箱板紙》中對橫向短距壓縮指數和橫向環(huán)壓指數兩個指標的要求見表1[2]。
表1 箱板紙國標中關于環(huán)壓指數和短距壓縮指數的要求
橫向短距壓縮指數及橫向環(huán)壓強度的調節(jié)方向是一致的,通常采用如下幾種方法:
(1)增加表面施膠淀粉用量,能夠迅速有效提高紙張環(huán)壓強度。
(2)通過漿網速比及搖震的調節(jié),平衡縱橫向強度的分配,從而起到在一定程度上提升橫向環(huán)壓強度的作用。對耐折度、耐破強度也同樣有影響。
(3)由于廢舊瓦楞箱板紙原料(OCC)多次回用導致纖維無定形區(qū)比例下降,纖維間結合力明顯降低。因此,使用優(yōu)化的助留助濾系統確保細小纖維的保留,對于提高短距壓縮指數及環(huán)壓強度就顯得十分重要。
(4)對于需要進行分散處理的漿料(例如損紙),建議使用高頻疏解機代替盤磨,確保纖維損傷最小,以保留環(huán)壓強度。
(1)通過增加淀粉用量整體提高橫向環(huán)壓強度,這種方法的優(yōu)點是快速有效,缺點是因為橫向個別薄弱點的強度不足就需要進行整體補強,從成本上考慮不經濟。例如:1 t表面施膠玉米淀粉的成本為2500元,假設機臺產量500 t/d,對于170 g/m2的箱板紙,每增加表面施膠淀粉1 g/m2,1 t紙的成本上升約15元,年增加成本約260萬元;對于90 g/m2瓦楞紙,每增加表面施膠淀粉1 g/m2,1 t紙紙成本上升約27元,年增加成本約470萬元。
(2)通常紙張橫幅上大部分位置的橫向短距壓縮指數及環(huán)壓強度是滿足指標要求的,僅有個別點因纖維分布差異 (纖維方向性決定了不同方向上強度的分布)才使得該位置短距壓縮指數和環(huán)壓強度不足。采用TSO測試儀能夠從纖維角度方向數據上獲得直觀的反饋,進而通過唇板矯正、邊流控制、搖震控制、跳漿控制等方式,確保纖維方向有序地沿著紙張運行方向上的中心線均勻的對稱分布。
除以上因素外,原紙的抗水能力同樣影響成品紙箱的抗擠壓能力,在此暫不進行討論。