《瓦楞纸板边压强度的测定(边缘补强法)》
编制说明(征求意见稿)
一、工作简况
1任务来源
2024年8月23日,国家标准化管理委员会下达2024年第六批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知(国标委发〔2024〕35号)。其中,《瓦楞纸板边压强度的测定(边缘补强法)》国家标准计划项目获批立项,计划项目号为T-607,计划要求修订国家标准,项目周期为16个月。全国造纸工业标准化技术委员会负责该标准的起草工作。
2修订背景
中国已成为全球最大的瓦楞纸板生产和消费市场。预计到2025年,市场规模将突破2200亿元,2030年进一步增至2400亿元。瓦楞纸板行业正加速向高强度、轻量化方向转型。其中,边压强度指标是影响瓦楞纸箱抗压强度的重要因素之一,边压强度压缩变形过程为塑性变形,可以真实地反映其垂直边的抗压缩能力,是瓦楞纸板生产过程中主要的质量控制项目。相关数据显示,60%的运输货损源于纸箱承压和边压强度不足,导致箱体变形、内装物破损,直接影响物流效率与成本。
瓦楞纸板边压强度的边缘效应是指在边压强度测试或实际使用中,纸板边缘区域因结构特性或应力分布不均导致的抗压性能与中心区域存在显著差异的现象。若测试时未消除边缘效应,测试结果可能比真实值低,导致纸箱设计抗压强度虚高,实际使用中易发生破损,降低生产效率。
世界各地测定瓦楞纸板边压强度使用较为广泛的方法,可归纳为以下四类:
(1)未经特殊处理或修改,将试样仔细裁切为矩形后直接进行测试。例如欧洲瓦楞纸箱制造商联合会第8号测试方法FEFCON°8《EdgewiseCrushResistanceofCorrugatedFiberboard》,使用仪器见图1。
图1未经处理直接测试边压强度示意图
(2)对试样受力边缘进行浸蜡处理,以避免“边缘效应”对测试结果的影响,例如国际标准ISO13821:2020《Corrugatedfiberboard—Determinationofedgewisecrushresistance—Waxededgemethod》,浸蜡后试样见图2。
图2浸蜡后的试样
(3)试样边缘未进行浸蜡处理,但可通过试样形状使受力边缘中点处的长度显著缩短,从而引导压溃发生在远离边缘的位置,例如TAPPIT838om-03《Edgecrushtestusingneckdown》和TAPPIT839om-08《Edgewisecompressivestrengthofcorrugatedfiberboardusingtheclampmethod(shortcolumntest)》,试样形状和试样固定装置见图3。
图3试样形状和试样固定装置
(4)将试样仔细裁切为矩形后,使用夹具夹紧试样边缘以避免“边缘效应”对测试结果的影响,例如国际标准ISO3037:2022《Corrugatedfiberboard—Determinationofedgewisecrushresistance(non-waxededgemethod)》,试样状态见图4。
图4使用夹具夹紧试样
国内使用较多的方法为GB/T6546《瓦楞纸板边压强度的测定》(修改采用ISO3037:2013的)和GB/T2679.17—1997《瓦楞纸板边压强度的测定(边缘补强法)》(等效采用ISO/CD13821)。
有学者对两种方法进行对比发现,边缘补强法测得的边压强度普遍要大15%~40%。这是由于测试补强边压时﹐被测纸板的上下6mm处用石蜡浸泡补强,实际压溃的位置是纸板的中部薄弱的地方。而边缘不浸蜡法测定边压强度时,被测纸板不经过任何处理直接压缩,实际压溃的是瓦楞纸板的边缘﹐由于边缘效应的影响,其测试值明显比前者低。
同时,试样的制备质量对测试结果影响很大,尤其是刀片的厚度和安装角度。边缘补强法可能在试样制备时通过补强边缘来减少切割过程中的损伤,从而提高测试的准确性。对于双瓦楞和三瓦楞等结构,边缘补强法能有效避免多层纸板边缘的应力叠加效应,通过强化边缘,更真实反映纸箱在运输中角部抗压能力。
GB/T2679.17—1997标准等效采用ISO/CD13821:1996,迄今为止已实施了29年。目前,国际标准已发布新版本ISO13821:2020,国际标准技术内容规范性引用文件、刀片使用次数、石蜡熔融温度、精密度要求均发生了变化。因此,为提高国家标准的技术水平和适应性,确保我国标准的先进性,与国际标准的一致性