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瓦楞芯纸边压强度CCT测试方法详解

瓦楞纸箱以其优越的使用性能和良好的加工性能逐渐取代了木箱等运输包装容器,成为一种应用极广的包装材料。抗压强度是瓦楞纸箱的一个至关重要的性能指标,纸箱的抗压强度过高或过低都是不允许的,过高必会使包装成本升高,过低则其保护商品的功能丧失。瓦楞纸箱由瓦楞纸板制成,从瓦楞纸板的结构分析,瓦楞纸板有里纸、面纸、楞纸和中纸组成,其中瓦楞纸像骨骼一样起支撑作用,它对强度的影响超过面纸和里纸,因此瓦楞原纸的平压强度(CMT)和瓦楞原纸的边压强度(CCT)测试变得非常重要,CMT影响瓦楞纸箱的缓冲性能,CCT主要影响瓦楞纸箱的抗压性能。对于瓦楞原纸起楞后边压强度的检测方法,我国最新检测方法GB/T40168-2021《瓦楞芯纸实验室起楞后边压强度的测定》,修改采用ISO 16945:2014。
第一种是瓦楞原纸起楞后,马上放到CCT试样夹持器上,启动压缩强度试验仪进行测试,从起楞到施加压力的时间在20s~25s,简称CCT0
第二种是瓦楞原纸起楞后,放到CCT试样夹持器上,在标准大气环境中(温度23℃,相对湿度50%)处理30min~35min,然后再进行测试,简称CCT30。第一种方法得出的测试结果要比第二种方法得出的结果高,不同之处温湿度处理后湿度的影响。这两种方法均有各自的优势,而且都被广泛应用,测试结果不具有可比性。

一、测试仪器及方法标准
GB/T 40168、ISO16945、TAPPI T843
二、测试目的
从瓦楞纸板的结构分析,瓦楞纸板有里纸、面纸、楞纸和中纸组成,其中瓦楞纸像骨骼一样起支撑作用,它对强度的影响超过面纸和里纸, CMT影响瓦楞纸箱的缓冲性能,CCT主要影响瓦楞纸箱的抗压性能。
三、测试原理和设备结构
边压强度测试原理可简述为:一定规格的试样(152mm×12.7mm)在槽纹仪上起楞后,用试样夹持器固定试样状态,然后放置在压缩仪上进行压缩测试,直到瓦楞被压溃,测定单位长度的最大压缩力,以kN/m表示,如图1所示。

图1 试样夹持示意图
压缩强度试验仪由机械传动、硬件电路、传感器、显示屏及测量控制等部件组成。压缩强度试验仪(以PN-CT300F智能机型为例)外形结构如图2所示

1-急停按钮 2-打印机 3-下压盘 4-上压盘 5-传感器 6-按钮 7-显示屏 
图2 压缩强度试验仪结构示意图
四、试样的采取、处理及容器的准备
按照国标GB/T 450和GB/T 10739进行试样的采取和处理。
用环压取样器准确地切取宽12.7mm±0.1mm,长度152mm±0.5mm的试样,试样数量至少10张,长边为试样的纵向,且光滑、无缺陷。
五、试验步骤及方法
(1)起楞后立即测试
如果试样起楞后立即进行压缩测试,从起楞到施加压力的时间应在20~25s以内,也就是制样好要马上测试,即CCT0。
(2)温湿度处理30min后测试
如果试样起楞后进行温湿度处理,试样应在温度(23±1)℃、相对湿度(50±2)%环境中处理30~35min,即CCT30。
记录试样压溃时受到的最大力值和变形量,重复上述步骤测试剩余的试样,获得至少10个有效结果。
(3)起楞和测试
启动槽纹仪,当压辊加热到(175±8)℃时,将试样长边垂直插入送料口,使试样起楞,把起楞后的试样放在夹持器中。然后将夹持器放在压缩强度试验仪下板中间位置,开始测试并读数。取最大测试值,精确至1N。无论是立即测试,还是温湿处理30min后进行测试,重复上述步骤测试余下试样,至少获得10个有效测试结果。

图3  瓦楞芯纸边压强度CCT测试设备
六、结果计算分析
瓦楞芯纸 边压强度
按式(1)计算边压强度CCT,以kN/m表示。


式中:F—最大压力,单位为牛顿(N)
             l 起楞前试样长度,单位为毫米(mm),一般为152.0mm。
为了快速确认检测结果所使用的方法,也可以使用下格式更方便的表示结果。
CCT0=2.50 kN/m  CCT30=2.20 kN/m CCT表示瓦楞原纸起楞后的边压强度,下标表示温湿度处理的时间,单位分(min)。

瓦楞芯纸 边压强 度指数
按式(2)计算边压强度指数Y,以牛·米每克(N·m/g)表示。



一、可能的错误操作及误差来源
(一)可能的错误操作
(1)试样取样方向错误
正确取样方向,长152mm,宽12.7mm,长边为试样的纵向。
(2)开机直接测
压缩强度试验仪属于电子仪器,测量前要预热30min以上,使内部电子器件达到热稳定平衡。
(二)主要误差来源
(1)压力测量系统校准不准确
压缩强度试验仪为高精密电子产品,使用一段时间后,因为电子元器件及传感器具的性能变化,测试准确度有一定要漂移,从而会影响测试结果,要定期对仪器进行力值校准。
(2)测试速度
边压强度一般使用12.5mm/min,新标准偏差为0.25mm/min,增加了仪器的精密度,测试数据更准确、稳定。
(3)试样长边的平行度
CCT测试,试样的长边方向平行度应在0.01mm之内,且整洁、无缺陷。平行度对测试结果的影响很大,如果达不到标准要求,会造成测试结果偏低。
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本论于2023年4月发表于《纸箱世界》杂志

 

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