浅析影响瓦楞纸箱粘合强度的相关因素
- 发布时间：2013/6/21 13:46:44
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目前，我国出口瓦楞纸箱的生产及检验依据是国家标准GB5033及商检行业标准SN/T00262（以下简称《规程》）。上述标准规定，除了要对瓦楞纸箱的外观项目进行检验外，还要对其抗压力、耐破强度、戳穿强度、边压强度、粘合强度等物理性能项目进行检验，并规定在上述性能检验项目中，如有一项达不到标准的要求便判定该批次瓦楞纸箱质量为不合格。根据国内有关报刊报道及从各地反映的瓦楞纸箱性能的实际检测结果来看，出现粘合强度不合格率比其它性能项目要高，成了纸箱生产厂亟待解决的一大难题。然而，要想解决这一难题，笔者认为，必须找出影响瓦楞纸箱粘合强度的各种因素，运用科学方法克服和消除不利因素。因此，本文着重分析影响瓦楞纸箱粘合强度的相关因素以及建议采取的相应措施。仅供参考。
一、箱板的面里纸、瓦楞原纸对瓦楞纸箱粘合强度的影响
1、纸张等级指标对其粘合强度的影响
无论是箱板纸，还是瓦楞原纸其紧度指标对瓦楞纸箱粘合强度的影响很大，如选用紧度高的原料纸，工艺操作得当，则粘合强度增加，不易剥离，反之则降低。这主要是因为紧度差的原料纸本身纤维互相牵拉力小，粘合剂容易被纸张吸收、扩散，同样施胶量单位面积上的获胶量少，因此在工艺不变的情况下，粘合强度就会降低。另外，由于纸张本身强度差，在做粘合强度剥离试验时，纸张比较容易撕裂，纸粘合强度值下降。但是，档次高的原料纸表面光滑，有的施胶度也高，对吸附粘合剂也有不利影响，这就是有些产家用了纸，粘合强度还是不合格的原因。
2、纸张含水率对其粘合强度的影响。
纸张含水率对瓦楞纸箱粘合强度的影响较为突出，国家标准GB5034中规定，加工瓦楞纸板使用的箱板纸、瓦楞原纸含水率应在7～11%之间，过高过低都会影响瓦楞纸箱粘合经度。如果含水率高于11%，原料纸会出现挺度差、纸身软、压后不起楞、压楞及粘合生产时大冒水汽、附胶性差、不粘合等现象，从而导致粘合强度降低；含水率低于7%，纸张本身会变脆，在加工瓦楞纸箱过程中会出现破裂等现象，使粘合强度降低。另外，在施胶过程中粘合剂中水分很快被纸张吸收，使粘合剂变稠，不利于粘合。
二、粘合剂本身对瓦楞纸箱粘合强度的影响
粘合剂的质量是影响瓦楞纸箱粘合强度的关键因素。在出口纸箱所用粘合剂上，有关的标准都规定不得使用硅酸钠（泡花碱），应采用淀粉粘合剂或其它具有同等效果的粘合剂。目前，出口纸箱生产厂普遍采用玉米淀粉粘合剂，配制方法有热、冷制之分。因大多数生产厂采用冷制法，故以冷制法为例：该粘合剂是由水、淀粉、氢氧化钠和少量硼砂等物质经化学反应制成的，各纸箱生产厂家配制的比例不尽相同，通常在水比1∶5情况下，根据淀粉产地、质量的不同，通过有序逐渐加入次氯酸钠、玉米淀粉、氢氧化钠、硼砂（化学品须经溶解稀释到要求浓度），经过均匀搅拌和数次调试，才能配制出理想的粘合剂。因此，配制程序、配制方法对粘合的质量都有直接的影响，某些成分甚至影响很大。例如：1．淀粉的蛋白质含量不超过0.5%，过高的蛋白质含量易于凝固结块，降低粘度。2．硼砂用量约占总量的0.5%，过多过少都会导致粘合强度下降。过少则粘合剂过稀，造成渗透性过高使瓦楞纸板跑楞；过多时会使粘合剂变成橡皮状失去粘着力。3．氢氧化钠做为糊化剂使不溶于水的淀粉分子分解和水形成均匀透明、有粘胶性的淀粉糊。但是，氢氧化钠的用量一定要严格控制，用量过多，碱性太强会破坏纸纤维，而且当空气中相对温度大时，会使纸箱吸潮泛黄及脱胶；用量过少，会造成淀粉氧化时间过长，淀粉糊不均匀，粘度下降。配制后的粘合剂PH值应在7.5～8.5之间。4.氢氧化钠的浓度（溶解稀释至10%）对粘合剂质量的影响也很大，浓度过高，糊化时反应强烈极易糖化，使上胶机甩胶，裱出的瓦楞峰上出现花胶现象，从而引起纸板开胶，粘合强度降低。此外，粘合剂用料的加入程序及时间、搅拌的均匀程度、季节温度变化、反应时间长短、水质等因素对粘合节温度变化、反应时间长短、水质等因素对粘合剂质量也有一定的影响。如氧化反应温度过高，氧化反应速度就会加快，若其它条件不相应改变，制出的粘合剂质量就会降低。若采用热制法，由粘合剂的配制工艺又有些不同。
三、制造设备及工艺操作对瓦楞纸箱粘合强度的影响
不论是单面机生产，还是联动生产线生产，加工制作瓦楞纸板的主要部件是瓦楞机上、下瓦楞辊，如果该部件出现严重的不均匀磨损，就会造成涂胶不均匀；操作人员技术熟练程度及操作方法是否得当；瓦楞辊表面温度、机速控制；瓦楞机上、下瓦楞辊之间的平行度及工作压力调整不当，也会造成瓦楞纸板生产涂胶不均匀；导纸片与下瓦楞辊间隙为0.3mm左右，间隙过大，瓦楞纸不能正常涂胶；胶辊与下瓦楞辊的间隙过小，胶辊上的胶液不能涂在瓦楞峰上，而被刮在瓦楞峰两侧。此外，单面机上的瓦楞纸与面纸粘接，单面瓦楞纸板粘合为双瓦、三瓦纸板的加热加压调节；刚粘接后的纸板堆放、翻堆时间掌握（有的厂用简易压力机施于适当的压力）。上述这些因素若控制不当，都会影响粘合强度的下降。
四、检验过程中一些客观、人为因素对瓦楞纸箱粘合强度的影响
影响瓦楞纸箱粘合强度的因素，不仅仅存在于纸箱生产过程中，而且也存在于纸箱检测过程中，因为纸箱粘合强度的高低，必须通过检测结果来显示。因此，检测过程的影响因素也不可忽视。
1．试样取样、预处理条件及试验环境的影响
按《规程》要求，检验的样箱应是随机抽取的。性能检验样箱应从外观检验合格的样箱中抽取，裁取的12块试样应具有代表性，要从三个样箱的不同部位裁取，还要作好各6块面里试块的区别记号，不可图方便，只从一两块纸板上锯下试样，《规程》还规定，试样必须在23±2℃，相对温度50±5%环境中预处理24h，并在此条件下进行试验。GB6544规定，经恒温恒湿处理后的试样，含水率应在10±2%之间，倘若这些注意事项、条件和环境达不到标准的要求都将影响粘合强度检测结果的准确性。
2．检测时剥离架的选用对粘合强度值影响很大
目前，实验室用来检测纸箱粘合强度的剥离架有两种形式：一种是常州某公司制造的梳形剥离架（TPN-2型，该剥离架须经改制，方能符合《规程》的有关要求）；另一种是四川某厂制造的剥离架（WZL-1型）。就两者对粘合强度测试结果的影响来说，前者的A、C型插针过粗，插入瓦楞孔时，对试样将要测试的粘合处产生不同程度的人为撑裂现象。其次是部分插针使用一段时间后会生产弯曲变形，与受压力的板面不平行，使试样在25mm宽度方向上出现单边不均匀剥离现象。后者由于插针直径较细（A楞型φ3mm，B、C楞型φ2mm），插入试样楞孔后，插针末端有支承，使插针受力后不易变形。因此，后者能较好地克服前者的缺陷。有时同一批试样，用上述两种剥离架测试比较，前者测试的粘合强度值会比后者的偏低5～10%，若插针变形大，则结果相差更大。因此，无论用哪种形式的剥离架，都要防止其插针的变形。
3．在测试结果换算时，试样上楞数取值对粘合强度值的影响
《规程》5·2·7规定，试验及计算方法按GB6548进行，而GB6548中3·4结果表示式有误，即A=F/S，A—粘合强度，N/m（准确地说应为N/m楞），F—试样被全部分离时所需zui大力，N；S—试样面积，cm2。显而易见，等式两边的单位不相符，即N/m楞≠N/cm2，且概念不成立。《规程》又没有给出正确的计算公式，而实际上人们在执行中是按某些书刊或培训班中介绍的计算方法，如《瓦楞纸箱测试方法》中，粘合强度计算式：A=F/0.025×楞数，或中A、F注释与GB6548的相同，楞数一试样上的楞数。因此，出现了两种瓦楞数取值情况：一种是取试样上的全部（完整）楞数；另一种是只取试样上实际被插针剥离楞数。同一试样，后者楞数的取值会比前者少1～2个，这就意味着，同一测试值在换算粘合强度值时，会因人们对楞数的取值不同而产生较大的差异，直接关系到某批纸箱粘合强度的评判。
针对上述影响瓦楞纸箱粘合强度的相关因素，笔者认为应采取如下措施：
一、切实加强瓦楞纸箱原材料的检验把关，尤其是纸张的紧度、含水率指标一定要符合国家有关标准要求。出口瓦楞纸箱的生产还应严格执行商检部门关于生产出口纸箱zui少低用纸的有关规定，不符合标准要求的纸张不能使用。如有些乡镇企业生产的瓦楞纸夹带尘埃、砂粒较多，既磨坏瓦楞辊，又使粘合强度降低。
二、提高粘合剂质量。粘合剂的配制是一项技术性较强的工作，配制人员要经过专门培训，并由专人负责配制加工。配制前，对配制原料的产地、各项质量指标、特性做到心中有数；对气候条件、温湿度、生产状况（工人、设备、用纸）等有所了解。配制过程中，除严格掌握各种化学成分的浓度、技术指标、配制比例外，对氧化时间与糊化时间的控制要做到的恰合时宜。配制后，每次配制的粘合剂要有专人负责检测，并做好各项指标值的原始记录，既可稳定粘合剂质量的配制，又能便于瓦楞纸箱粘合强度测试结果出来后进行比较分析，总结经验。粘合剂质量的提高，既有配制方法、规律的摸索，又有赖于个人配制经验的不断积累。
三、企业要根据实际情况加强对所有员工的培训。首先通过有计划的培训，提高全员素质，建立质量管理体系和保证体纱，特别要提高工人对设备的操作技能水平，使工人熟练地使用、维修、保养设备，尤其是瓦楞机主要部件的调节、使用情况要了如指掌，定期检查，定期维修，发现问题及时解决，使其保持良好状态。其次做到，根据不同的用纸档次，扬长避短，调节控制不同的生产工艺及操作方法。再者，实践证明，保持技术骨干队伍的稳定，对提高纸箱粘合强度乃至全面质量有益。
四、检验员要熟悉和掌握有关的国家标准和行业标准。从试样的取样、预处理到检测的全过程，都要严格按照有关规程操作，尽量消除客观因素和人为因素对瓦楞纸箱粘合强度的影响，减少误差，确保检测结果的准确性和可靠性。