瓦楞原紙的環(huán)壓強度是非常重要的性能指標,是瓦楞紙箱強度設計需引用的重要參數(shù)。紙和紙板的環(huán)壓強度是指環(huán)形試樣邊緣受壓直至壓潰時所能承受的最大壓縮力,以kN/m表示。國外常使用RCT表示環(huán)壓強度,其單位用lbf/in表示,其換算關系為lbf/in=0.17513kN/m。
瓦楞原紙的環(huán)壓強度隨著定量的加大而增加,為了消除定量的影響,便于不同定量瓦楞芯紙的比較,產品標準中規(guī)定的是橫向環(huán)壓指數(shù)。環(huán)壓強度除以定量為環(huán)壓指數(shù),以?!っ酌靠耍∟·m/g)表示。
瓦楞原紙在瓦楞紙板生產線上壓制成波紋形的瓦楞時,瓦楞方向與瓦楞原紙的橫向平行,而瓦楞紙板制成紙箱時,其受壓方向通常為瓦楞方向,也就是瓦楞原紙的橫向,故在瓦楞原紙的產品標準中,只規(guī)定橫向環(huán)壓指數(shù)。
環(huán)壓強度的測定按GB/T 2679.8-2016《紙和紙板 環(huán)壓強度的測定》進行,該標準修改采用ISO 12192:2011。
1、 測試儀器及方法標準
GB/T 2679.8、ISO 12192、TAPPI T822
2、 測試目的
環(huán)壓強度表示紙板邊緣承受壓力的性能,是箱紙板和瓦楞原紙重要的強度指標。環(huán)壓強度影響瓦楞紙板的邊壓強度,而瓦楞紙板的邊壓強度將對紙箱的整體抗壓強度產生重要影響。
3、 測試原理和設備結構
其原理是將規(guī)定長度和寬度的條形試樣插人圓形試樣座的環(huán)形縫隙內(如圖 2所示),將裝好試樣的試樣座置于壓縮儀的上下壓板間恒速壓縮,測試試樣邊緣壓潰時單位長度試樣承受的最大力,并計算環(huán)壓強度和環(huán)壓指數(shù)。
壓縮強度試驗儀由機械傳動、硬件電路、傳感器、顯示屏及測量控制等部件組成。壓縮強度試驗儀(以PN-CT300F智能機型為例)外形結構如圖1所示。
1-急停按鈕 2-打印機 3-下壓盤 4-上壓盤 5-傳感器 6-按鈕 7-顯示屏
圖1壓縮強度試驗儀結構示意圖
4、 試樣的采取、處理及試樣的準備
按 GB/T 450 采取試樣。按照GB/T 10739 對樣品進行溫濕處理,試樣的制備和測試應在同樣的條件下進行。
試樣從制備到測試整個過程需要戴手套。使用取樣裝置取試樣,應避開紋折痕或者其他可能影響測試結果的可見紙病。試樣長為152.4(+0,-2.5)mm,寬為(12.70±0.1)mm。確保試樣邊緣平直光滑,無撕裂或磨損,長邊方向平行度在0.015mm以內。每個測試方向一般需裁取至少 10 條試樣,試樣長邊平行于縱向的試樣用于測定橫向環(huán)壓強度。
5、 試驗步驟及方法
按GB/T 451.3 測定試樣的厚度。根據(jù)試樣厚度選擇適當直徑的內盤裝入試樣座。內盤與底座內間的間隙應能使試樣自由進入且無阻力,但間隙寬度不應超過試樣平均厚度的 175%。表1列出了試樣厚度與適應內盤直徑的對應關系。小心地將試樣插入切線槽,并繼續(xù)輕輕地將試樣插入試樣座至自由端離開切線槽。應保證有相同數(shù)量的試樣內面與外面朝向環(huán)心插入試樣座。試樣在插入試樣座過程中應保證內盤無抬起,否則試樣下沿可能被內盤下部壓住。
表1 表1 試樣厚度與內盤直徑匹配表
將試樣座置于壓縮強度試驗儀下壓板的中心,必要時使用標記或者擋塊確保試樣座總是置于相同的位置。定位試樣座,使試樣接頭位置總是朝向同一方向(左面或右面),然后進行測試。啟動壓縮儀進行壓縮直至試樣被壓潰,記錄下壓潰前持續(xù)的最大力值。重復上述步驟測試剩余的試樣。若需計算環(huán)壓強度指數(shù),按 GB/T 451.2 測定試樣的定量。
圖2 箱紙板環(huán)壓指數(shù)測試設備
6、 結果計算分析
6.1 環(huán)壓強度
6.2 環(huán)壓指數(shù)
7、 可能的錯誤操作及誤差來源
7.1 可能的錯誤操作
7.1.1 試驗前未對試樣進行預處理
紙制品具有的親水性的特性,其抗壓性能容易受周圍環(huán)境的溫度、濕度的影響,因此只有在環(huán)境一致的情況下,測試數(shù)據(jù)才具有可比性。
7.1.2 試樣未區(qū)分縱、橫向
紙和紙板都有一定的方向性,與造紙機運行方向平行的方向為縱向,與造紙機運行方向垂直的方向為橫向。紙的抗壓物理性能有顯著的方向性,對于環(huán)壓強度,縱向環(huán)壓強度大于橫向環(huán)壓強度。 對于縱向環(huán)壓強度,取樣長度方向為橫向,壓縮方向為縱向;橫向環(huán)壓強度,取樣長度方向為縱向,壓縮方向為橫向。原紙一般測試橫向環(huán)壓強度,如果取樣方向錯誤,將造成測量結果偏高。
7.1.3 內盤和試樣底座不在同一水平面上
中心盤的作用是將試樣垂直立起,槽深6.35mm恰好為試樣高度12.7mm的一半,所以內盤和試樣座必須在同一水平面上,否則影響測試結果。如果內盤傾斜,安裝試樣時將會一邊緊一邊松,甚至傾斜;如果內盤顛倒也不能保證內盤和試樣底座的同軸度,同樣安裝試樣也會出現(xiàn)一邊緊一邊松的現(xiàn)象,這兩種現(xiàn)象將導致測試結果將偏低。
7.1.4 插入試樣時未戴手套及試樣上端面不水平
由于紙具有吸水性,手上的汗會使試樣的含水量增加,含水量的變化將導致環(huán)壓測試結果偏低。安裝試樣時必須戴手套,防止手上的汗浸濕試樣,影響測試結果。并且試樣放置好后,上端面必須在同一水平面上以確保試樣插到底,不得一邊高一邊低,否則也會造成測量結果的偏低。
7.1.5 試樣首尾端離缺口太近
試樣放置好后,試樣的缺口要與試樣座的缺口錯開一定距離,試樣座的缺口是試樣支持的最弱點,如果試樣的缺口也在此位置,將使測試結果偏低。
7.1.6 試樣座開口未朝向操作者
測試時試樣為何要試樣座開口朝向操作者? 原因:這樣做的目的是定位,每一次的測試位置固定,測試數(shù)據(jù)具有可比性。
7.2 主要誤差來源
7.2.1 壓力測量系統(tǒng)校準不準確。
本儀器為高精密電子產品,使用一段時間后,因為電子元器件及傳感器具的性能變化,測試準確度有一定要漂移,從而會影響測試結果,要定期對儀器進行校準。
7.2.1 測試速度
RCT測試一般使用12.5mm/min,偏差為0.25mm/min,測試數(shù)據(jù)更準確、穩(wěn)定。
7.2.2 取樣的影響
取樣的質量直接影響測試結果,取樣精度越高,測試數(shù)據(jù)更準確。所以,環(huán)壓強度一般采用專用取樣器進行取樣。
未經本站的明確許可,任何人不得轉載、盜鏈本站作品;不得復制或仿造本網站
本論于2023年8月發(fā)表于《紙箱世界》雜志