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每到秋末冬初，随着气温和空气相对湿度的降低，瓦楞纸板的面纸、里纸断裂或爆皮现象会进入高发期，这一弊病直接会影响纸箱的抗压强度和成品的美观度。
为此，瓦楞纸板生产商使出浑身解数，采取在线加湿、增加涂胶量、提高车速、减少原纸预热面积、降低蒸汽压力等措施和方法。虽起到一定作用，但遇到因切换订单、更换原纸，或者因故被迫降低瓦楞纸板生产线的运行速度时，瓦楞纸板被过分烘干，离线含水量降至7%以下，根本无法成型，此时又不得不通过喷雾或洒水的方式来增加瓦楞纸板的含水量。
当瓦楞纸板含水量过高时，印刷成型不易破裂，但抗压强度会降低；当瓦楞纸板含水量过低时，印刷成型易破裂，耐破强度降低。瓦楞纸板的最佳含水率究竟应在多少范围内，才能既利于印刷成型，又最少程度影响纸箱的抗压强度？
选材及试验
我司研发中心就此问题进行了探讨和研究，并以常用的五层瓦楞纸板为例展开试验。
01 选 材
选配材质：面纸180g/m2牛皮纸＋95g/m2高强瓦楞纸＋60g/m2芯纸＋95g/m2高强瓦楞纸＋里纸180g/m2牛皮纸；瓦楞楞型：BC；瓦线输入饱和蒸汽压力：12kPa；瓦楞纸板生产线运行速度：250m/min；双面机涂胶量：3～4dmm；原纸预热面积：随车速变化自动调整；纵切压线：185mm＋320mm＋185mm＝690mm；横切长度：1780mm；开机当日温度：8～15℃；空气相对湿度58%～65%。
02 试 验
按上述条件连续生产5000片瓦楞纸板、冷却定型4小时后，分别选取开机初始、中间、末段3个阶段的样品，分3组进行试验。
含水量检测
①试验设备：圆形取样器、天平、烘干机。
②试验环境：温度18℃，空气相对湿度65%。
③试验样品：初始、中间、末段样品用圆形取样器分别取样3片，为防止混淆，可在试样上用字母进行编号。
④试验方法：首先将3组试样放在精确度0.001g的天平上，称得质量并记录，然后依照GB/T462-2003《纸和纸板 水分的测定》，打开烘干机放入试样，将烘干机保持在105±2℃，待试样达到衡重时，再次放到天平称得质量。烘干前与烘干后的差值即试样含水量，按照公式：X＝（m1-m2）/m1×100%进行计算，式中X为试样含水量（%），m1为烘干前试样质量，单位为克（g），m2为烘干后试样质量，单位为克（g）。如此每组试样重复3次，得到3组试样的含水量平均值，如表1所示。
表1 试样的含水量
厚度检测
①试验设备：取样刀片、FX-019瓦楞纸板厚度测试仪（示值误差：±0.05％）。
②试验环境：温度18℃，空气相对湿度65%。
③试验样品：初始、中间、末段3组样品，按照GB/T 450-2008《纸和纸板 试样的采取及试样纵横向、正反面的测定》和GB/T 10739-2023《纸、纸板和纸浆 试样处理和试验的标准大气条件》，切取尺寸为200mm×250mm的试样各4片。
④试验方法：依照GB/T 6547-1998《瓦楞纸板厚度的测定法》要求，将试样水平放入瓦楞纸板厚度测试仪的两个平面之间，试样边缘与圆形底盘边缘之间的最小距离不小于50mm，以2～3mm/min的速度，将活动平面压在试样上，在试样平面下陷前读取仪器上的数值，每组试样重复4次，结果如表2所示。
表2 试样的厚度
纸箱抗压强度检测
①试验设备：纸箱开槽机、QJ211H纸箱抗压试验机。
②试验环境：温度18℃，空气相对湿度65%。
③试验样品：选取已经测定含水量和厚度的初始、中间、末段三组瓦楞纸板各3片。
④试验方法：按照规格L×D×H＝470mm×370mm×320mm在同一台设备上制作02型开槽纸箱每组各3只，之后折叠成型作为试样（开槽之前对开槽设备送纸、导纸系统全部采用免压模式）。
依照GB/T 4857.4-2008《包装 运输包装件基本试验 第4部分：采用压力试验机进行的抗压试验和堆码试验方法》（由于我们测定的是不同含水量试样的抗压强度，所以未按GB/T 4857.2-2005《包装 运输包装件基本试验 第2部分：温湿度调节处理》进行温湿度调节，而采用与含水量、厚度试验相同的温湿度环境），先将试样置于纸箱抗压试验机两平衡板之间的中心位置，然后启动试验机均匀施加压力，记录各组试样被压溃时的数值。
之后再依照GB/T 6543-2008《运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱》中“6.2.2 瓦楞纸箱经先合后开180°往复5次，检验其面层和里层是否有裂缝”，对试样外观和抗压强度检测并记录数据，如表3所示。
表3 成型后试样外观和抗压强度
试验数据分析
显然，从上述数据可知，中间组平均抗压强度最高，该组瓦楞纸板的含水量并非最低或最高，而是12.36%；该组瓦楞纸板的厚度比初始组仅低0.05mm，比末段组高0.35mm，并且厚度高于GB/T 6544-2008《瓦楞纸板》要求。
然而，仅凭这些数据并不能完全说明瓦楞纸板含水量在12%左右时，成型后纸箱的抗压强度最佳。我司研发中心科技人员认为，试验必须严谨，须进一步验证含水量12%以下瓦楞纸板成型后纸箱的抗压强度。因此，公司抽取同批次、同材质的瓦楞纸板，分别将其含水量调节至9%、10%、11%，分为3组再次试验，得到数据如表4所示。
表4 不同含水量的成型后试样外观和抗压强度
从表4可以看出，瓦楞纸板含水量为9%时，在开槽压线后，里纸有破裂现象，折叠成型后按照GB/T 6543-2008要求，将摇盖经180°合开往复5次后，面纸有裂缝，3个纸箱的抗压强度平均值为4.86kN；瓦楞纸板含水量为10%和11%时，按照国家标准将摇盖经180°合开往复5次，面纸、里纸均无裂缝和断裂现象。
为了更直观地展示所有试验数据且便于分析，使用直方图进行比较（图1）。将不同含水量的瓦楞纸板经过开槽压线并制作纸箱后进行抗压强度试验，各组试验所得抗压强度平均值从低到高依次排列：3.67kN、4.51kN、4.86kN、5.39kN、5.42kN、5.51kN。纸箱成型前的瓦楞纸板含水量从低到高依次是：7.16%、9.00%、10.00%、11.00%、12.36%、13.96%。显而易见，含水量在10.00%～12.36%的瓦楞纸板制作的纸箱表现最佳，其抗压强度在5.39～5.51kN之间，开槽压线无破裂现象。按照GB/T 6543-2008要求将摇盖经180°合开往复5次，面纸、里纸均无裂缝、断裂现象。
图1 试验数据直方图
换言之，根据上述试验可知，使用含水量低于10.00%的瓦楞纸板制作纸箱时，面纸和里纸易出现裂缝、断裂现象，并且成型后的纸箱抗压强度降低；瓦楞纸板含水量高于12.36%时，虽然易于成型且不会出现裂缝、断裂现象，但是纸箱绵软、抗压强度大幅下降。
以上试验结论是否可靠，还需要生产实践中进一步验证，于是我司研发中心科技人员现场跟踪取样检测，发现含水量在10%～12%之间的纸箱，其抗压强度变化在0.05～0.08kN之间，结论可靠。
为何瓦楞纸板含水量在10%～12%之间时，制作的纸箱抗压强度能达到最佳？究其原因主要是维持原纸的合适含水量，保持了原纸的韧性。
当然，影响纸箱抗压强度的因素不仅仅是含水量，还有瓦楞纸板的材质优劣，楞型和瓦楞饱满度，以及制作纸箱的尺寸、比例、印刷色数与面积、堆码高度等。相对含水量而言，其他诸多条件因素还是可控的。
众所周知，受市场竞争和消费观念的改变，瓦楞纸箱作为包装已经走上轻量化之路，所采用的原纸材质已经颠覆了传统的高定量、多材质的用纸观念，现在普遍使用110～180g/m2牛皮纸作面纸或里纸，并使用50～100g/m2瓦楞纸和40～60g/m2夹芯纸。
随着技术的进步、生产设备和工艺的不断完善更新，更低定量的原纸将会被投放市场，作为瓦楞纸板、纸箱的生产者将会面临更大的技术工艺挑战。
总结
综上所述，试验选配材质的瓦楞纸板最佳含水率在10%～12%区间，该条件下既利于印刷成型，又极少程度影响纸箱的抗压强度。由此可见，瓦楞纸板含水量的多少会直接影响纸箱的抗压强度，同时也关系到成型各工序的制作难易程度。瓦楞纸箱作为包装产品的外包装，不仅要具备一定的抗压强度，以保护产品、方便搬运，而且还要具有美观作用。因此除了在瓦楞纸板生产环节和线下存储，乃至运输期间保持最佳水分，避免破坏面纸、里纸的纤维韧性之外，在印刷成型工序中，尽量减少其物理性状的改变才是上策。
在此，我司研发中心提供6个具有参考价值的措施和方法
- 在瓦楞纸板仓库或印刷车间，分别在墙壁50cm、100cm、150cm高度悬挂湿度计，并由专人观察记录，当空气相对湿度低于60%时，应在地面洒水并将空间密闭，通过自然蒸发来增湿。
- 在干燥季节、大风天，瓦楞纸板离线1小时后及时包裹缠绕膜，防止水分挥发。
- 有条件的印刷企业可建设加湿房，安装超声波雾化和自动化感应启停装置。
- 在印刷机送纸部或开槽出纸后端加装喷雾装置来调节湿度。
- 印刷机更换免压导纸系统和弧形压线轮时，在保证印刷清晰度的前提下，尽量降低印刷压力。
- 当瓦楞纸板流水线因故降速或停机时，人工挑选出在降速或停机期间生产的瓦楞纸板，统一进行调湿处理。
总之，无论是瓦楞纸板流水线的生产、储存环节，还是转序印刷成型、运输环节，仅凭某一种方式方法调节湿度可能很难奏效，必要时可以将多种方式或方法并用，方能保证瓦楞纸板适宜的含水量，确保纸箱的抗压强度不受较大影响。
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发表于 2025-2-13 15:19:48
