原紙指標對包裝紙箱空箱抗壓強度的影響分析

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。

1 與包裝紙箱抗壓能力相關的原紙指標

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

2 提高整幅橫向短距壓縮及環(huán)壓強度的方法

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(tǒng)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。

3 提高局部橫向短距壓縮及環(huán)壓強度的方法

（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。