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环境湿度对瓦楞纸板纸箱强度的影响
l 瓦楞纸板介绍
瓦楞纸板是由箱纸板和起楞的瓦楞原纸粘合而成，是用于制造瓦楞纸箱的一种复合纸板。制造瓦楞纸板的原料绝大部分都是植物纤维原料，虽然种类不同，但其化学组成大多是纤维素、半纤维素、木素以及少量淀粉、果胶质、树脂等。纤维素是植物纤维中最主要的化学成分，占到各类造纸原材料的50%以上。纤维素属于高分子化合物，由葡萄糖聚合而成，每个葡萄糖基环均含有3个醇羟基，从而使纤维素分子间及分子内具有极强的氢键作用。纤维素极易吸水而发生润涨，使得纤维内部细胞壁结构变得松弛，内聚力下降。这是瓦楞纸箱对湿度变化比较敏感的微观原因。因此，环境湿度的不同将对瓦楞纸板的性能产生很大的影响。
l 不同湿度条件下瓦楞纸板的力学性能
试验设备：恒温恒湿箱、瓦楞纸板切割仪、瓦楞纸板边压强度和粘合强度的测试设备（PN-CT300B 压缩强度试验机）、瓦楞纸板戳穿强度的测试设备（PN-PRT48 戳穿强度测定仪）。
试验方法：实验原材料为从完好的摩托车包装箱上裁取AB双瓦楞纸板、平均厚度8.74mm， 按照GB/T 450-2002 进行取样。试样在温度为20℃，湿度为30%、50%、70%、90%的条件下分别放置24h，按照GB/T 6546-1998瓦楞纸板边压强度的测定、GB/T 6548-2011瓦楞纸板粘合强度的测定、GB/T 6545-1998瓦楞纸板耐破强度测定和GB/T 2679.7-2005纸板戳穿强度的测定法测定。
试验结果
测试不同湿度条件下瓦楞纸板的力学性能，实验数据如表一所示：
相对湿度（%）
试样项目
戳穿强度（J）
耐破强度（kPa）
边压强度（N/m）
粘合强度（N/m）
30
1.7
1782
12218
1765
50
12.4
2150
11360
1630
70
12.4
1825
11231
1529
90
12.2
1727
9900
1211

图1
从图1可以看出在低湿（低于50%）范围，环境相对湿度越低瓦楞纸板戳穿强度越小，这是因为纸纤维在低湿时变脆所致；在高湿范围，环境湿度越大，戳穿强度反而越小，这是因为纸纤维吸湿后变得疏松而使强度下降。

图2
从图2可以看出，环境相对湿度对瓦楞纸板耐破度的影响规律与戳穿强度的影响规律基本相同，因为这两种强度有一定的相似性，即都是抵御与纸板平面垂直外力的能力。有关资料[1] 介绍瓦楞纸板的耐破强度在环境相对湿度为45%时达到最大值。

从图3可以看出，环境相对湿度对瓦楞纸板边压强度的影响规律随着湿度的增加而降低。这是因为随着环境湿度的升高，纸板的含水率提高，瓦楞纸板中的纤维素吸湿后逐渐变得疏松，其中瓦楞纸板的面纸与芯纸的吸湿率又不同，导致在承压过程中变形率不同。
表二 瓦楞纸箱含湿量抗压强度与环境相对湿度关系
环境相对湿度（%）
50
65
80
90
95
瓦楞纸箱含湿度（%）
8
12
14
17
23
相对抗压强度（%）
100
90
80
60
40
瓦楞纸箱是瓦楞纸板经过印刷、模切（开槽）、压痕、钉箱（或粘箱）等工艺后制成的。目前，瓦楞纸箱已成为现在包装中使用最广泛的包装容器。无论是生产资料还是生活资料，无论是运输包装还是销售包装，瓦楞纸箱都扮演了重要的角色。瓦楞纸箱的抗压强度主要右瓦楞纸板的边压强度、粘合强度、箱型结构决定。除此之外它还受箱子的形状形、生产工艺、印刷、环境温湿度等因素。其中，环境湿度对瓦楞纸箱强度的影响较为突出。

图3

图4
从图4可以看出瓦楞纸板的粘合强度随环境相对湿度的升高而明显下降。以外瓦楞纸板粘合用粘合剂大都是水溶性的淀粉类粘合剂。随着环境湿度升高，粘合剂吸湿量增加，而粘性降低。瓦楞纸板粘合强度的下降对瓦楞纸箱抗压强度降低也有较大影响。
由于在相对湿度相同的条件下，戳穿强度与耐破强度曲线类似，边压强度与粘合强度曲线类似，所以国标GB/T 6544-2008 瓦楞纸板规定必须测试耐破度和边压强度，粘合强度和戳穿强度不做强制要求。
结束语
瓦楞纸板的力学性能受到环境相对湿度的影响非常明显，因而在瓦楞纸板盒瓦楞纸箱的性能检测时应严格控制预处理条件和检测的环境条件，只有测试条件相同情况下，测试数据才有可比性。
为包装瓦楞纸箱的质量，瓦楞纸箱的空箱运输储存及装入产品后的运输储存都应注意防雨、防潮。在生产瓦楞纸板的原材料中添加防潮、阻湿剂已逐渐成为新型瓦楞纸箱的一个发展方向。
从瓦楞纸板的力学性能综合考虑，应避免过分干燥及较高的湿度环境，最佳的环境条件为温度为（23±1）℃，相对湿度（50±2）%,这在试样处理的标准GB/T 10739-2002 《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》有规定。
[参考文献]
[1] 严城 包装工程[M]。九龙：爱迪出版社。
[2] 张洪新，吴云甫。纸制包装容器[M]。上海：上海是包装技术协会，1985