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解析美國瓦楞紙箱邊壓強度測定標準

【摘要】:
瓦楞紙箱最主要的功能就是在運輸和配送過程中保護內裝產品(不論內裝產品是否有原始包裝)。從客戶將產品放入紙箱的那一刻起,瓦楞紙箱就開始執行起“保衛工作”,直到終端用戶從紙箱中取出產品,放到商店中的貨架上時,它的“使命”才算完成。而在運輸過程中,美國對于瓦楞紙箱的結構和耐用性有非常嚴格的要求。紙箱的單元化堆放方式和倉庫保管狀況是現代配送鏈中的關鍵組成部分。紙箱的抗壓強度是衡量紙箱性能的標準之一??蛻魧?
瓦楞紙箱最主要的功能就是在運輸和配送過程中保護內裝產品(不論內裝產品是否有原始包裝)。從客戶將產品放入紙箱的那一刻起,瓦楞紙箱就開始執行起 “保衛工作”,直到終端用戶從紙箱中取出產品,放到商店中的貨架上時,它的“使命”才算完成。而在運輸過程中,美國對于瓦楞紙箱的結構和耐用性有非常嚴格 的要求。      
紙箱的單元化堆放方式和倉庫保管狀況是現代配送鏈中的關鍵組成部分。紙箱的抗壓強度是衡量紙箱性能的標準之一??蛻魧埾淇箟簭姸鹊囊蟀埾涞?承重能力、層數、成型方式、靜態裝載能力、倉庫環境、裝載時間、運輸和其他配送條件。而采用邊壓強度測定標準(ECT)測定的紙板的邊壓強度對紙箱的抗壓 強度有著重要意義,可以作為紙箱企業質量測定工具的一部分,從而保證紙箱性能。
紙箱強度。
將近一個世紀以來,研究人員已經研究出各種關聯,能可靠地估計出紙箱性能。1963年McKee et al.出版的一篇文章已經成為這一領域中有著奠基意義的學術論文,其中包含了推算紙箱抗壓強度的公式。            
隨后,人們進一步修改了這一方法,如1972年的Wolf,1993年Batelka et. Al. 和1994年Challas et. Al.等等。而“簡化的 McKee等式”仍然被認為是紙箱抗壓強度和紙板參數之間的最佳關聯模式。            
盡管邊壓強度(通過ECT測定)并不是構成紙箱抗壓強度的唯一公式,它卻是在估算紙箱抗壓強度時最有意義的影響因素。
測量邊壓強度是通過對一張樣品紙板施加壓力,直至樣品的中間部分出現塌陷為止。
紙箱強度=5.87*ECT*√厚度*周長              
ECT與紙板材料的物理屬性息息相關,涉及面紙和芯紙的強度,以及它們的粘合質量。由此,就與同樣具有測定紙板性能的其他方法——耐破強度區別開來。而紙板的耐破強度基本上僅與面紙的質量有關。              
每塊瓦楞紙板都有具有耐戳穿強度和邊壓強度。不過兩種特點在紙箱強度中扮演著不同的角色。ECT確定的是紙板結構的裝載性能,而耐戳穿強度測定的則 是戳穿紙板所需要的強度。壓平紙板并不會對耐戳穿強度造成太大的影響,因為面紙的強度基本上是不變的。不過,如果楞型遭到破壞,就會大大地影響ECT值。 同時,紙箱在堆碼過程的抗壓強度也會降低。                
易受紙板及其組成部分質量影響的敏感性使ECT值成為評價紙箱質量高低的好公式。為了保證紙箱的性能,必須在生產過程中確保一定的ECT值。
選擇測定ECT的位置
從瓦線上下來的紙板中任選一塊來測量ECT值是檢驗紙板加工質量的一種方式。這樣就可以了解到整個訂單中這一批紙板的質量,同時也可與不同批次的同 類紙板進行對比,還可以將ECT值與行業中的普遍數值進行比較,并通過ECT預測紙板的性能。這樣構成了操作標準,并有助于保證紙板的有效使用。
到目前為止,在瓦線干部設備上測定ECT值主要是為了將其作為后續工序的參考。假設所有的樣品在測試之前的狀況都基本相同,那么在其他加工過程中,ECT值可能會降低或保持不變。
邊壓強度受到諸多加工程序的影響:進紙輥、拖出皮帶、印刷、壓線、模切等。處理和“接觸”瓦楞紙板時。都有可能對紙板結構造成破壞和降低紙板強度。在生產過程中的不同點上對ECT值進行量化可以幫助確定紙板損害的關鍵區域,并對該區域進行修整。
ECT測量值的變化與材料本身的特性和加工工序關系密切。在這個例子中,對ECT值造成最大的損失的步驟是印刷、模切工序,說明這兩大加工工序還有待加強改進。不論如何,總的目標是讓產品的ECT值在離開工廠之前與剛下瓦線的數值盡量接近。
將ECT值與紙箱性能聯系起來時,要考慮在紙箱的何處測定ECT值。由于紙箱的拐角部分較之于紙箱的其他部分會承受更多的壓力,因此在進行測定時, 要盡量選擇接近拐角的位置。不過,TAPPI(美國紙漿及造紙工業技術協會)的所有有關ECT的測試方法(T811,T838,T839)卻都注明了要在 遠離壓線的位置進行測定。此外,還可以在紙箱的一些薄弱地方進行測量。比如在經過印刷和未經過印刷的地方測量,可以了解印刷工藝對紙箱性能造成的影響???而言之,選擇一些紙箱,并在不同的區域測量邊壓強度,其結果的一致程度可作為紙箱質量的指數之一。
注意事項
與所有的紙張測試特點一樣,ECT值對樣本的含水量敏感。極少紙箱廠具備有符合TAPPI標準的測試環境,而對樣本的含水量以及測試環境進行控制則將有助于減少數值偏離程度。如果數值偏離嚴重,ECT值也就無實際意義了。
除了含水量和環境因素外,ECT值還受到很多因素的影響,如樣本采集和準備。細致地準備用于測試的樣本,尤其是承受壓力表面的平行和排列方式,是獲得準確和可重復應用結果的關鍵。
紙箱的瓦楞部位承受著壓力。了解ECT樣本瓦楞的抗壓強度就可以準確地了解紙箱材料的特點。當然,即使很小的數據偏差都可能造成巨大的影響。比如樣 本與壓線的距離,以及樣本的高度等都會對結果造成很大的影響。這些因素和其他因素,都在有關ECT的研究文章中有詳細敘述,都強調了在進行ECT項目時, 仔細地取樣和測試的重要性。
美國國家貨物分類標準(Motor Freight Classification)中的第222條規定了TAPPI T811 ECT(包括所有的進行測試的前提和條件要求)能為作為獲得紙生產企業證書(BMC)的相關性能的證明。T811測試所要求的浸蠟和重新設定條件的次數可 能不如用夾子固定樣本邊緣實用(T839),也可以用刀具或刳刨機(T838)將樣本切下來,或不對邊緣加固。不過,不同的測試方法會導致不同的結果。
所有ECT測試方法都可以與紙箱的抗壓強度相關聯,不過,需要說明的是不同方法的關聯方式都不一樣。McKee的公式是使用經過蠟處理的邊緣測試方 法。因此,使用經過蠟處理的ECT樣本數據(T811),可以得出最可靠的紙箱的抗壓強度值。其他的方法可能需要使用修改過的McKee公式。在測試紙箱 的抗壓強度時,在ECT方法的基礎上使用關聯非常重要。盡管與實際的紙箱性能建立關聯需要建立數據更為豐富的測試數據庫,但不論你選擇何種測試方法,都可 在生產過程中將ECT值的降低作為紙箱抗壓強度降低的指示標。
ECT被廣泛地認為是紙箱的抗壓強度和堆碼強度最重要的影響因素。盡管對ECT的全面評價在這篇文章中較少提及,仍然不難發現生產過程中的很多因素 會降低紙箱的抗壓強度。測定ECT值能幫助紙箱企業為生產能力建立基準、提供質量檢測標準、明確需要改進的工序。有關ECT的其他信息可以從相關以及 TAPPI的研討會和刊物上獲得。
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