环境湿度对瓦楞纸板、瓦楞纸箱强度的影响

瓦楞纸板是一种复合材料，由平滑的箱纸板与波纹状的瓦楞原纸通过粘合工艺结合而成，主要用于制作瓦楞纸箱。这种纸板的主要原料来源于植物纤维，尽管原料种类多样，但其化学构成主要包括纤维素、半纤维素、木质素以及少量的淀粉、果胶和树脂等。在这些成分中，纤维素占据主导地位，占所有造纸原料的50%以上。纤维素是一种高分子化合物，由葡萄糖分子聚合形成，每个葡萄糖单元含有三个醇羟基，这使得纤维素分子之间和分子内部形成强大的氢键连接。纤维素具有强烈的吸水性，吸水后会导致纤维内部细胞壁结构松弛，减少内部凝聚力。这一特性是瓦楞纸箱对湿度变化极为敏感的微观原因。因此，环境湿度的变化会显著影响瓦楞纸板的性能。

不同湿度条件下瓦楞纸板的力学性能

(1)试验设备:

恒温恒湿箱、边压取样器、瓦楞纸板边压强度和粘合强度的测试设备(压缩强度试验仪)、瓦楞纸板戳穿强度的测试设备(戳穿强度测定仪)。

(2)试验方法:

实验原材料为从完好的包装箱上裁取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测边压强度、GB/T6548测粘合强度、GB/T 6545测耐破度强度、 GB/T 2679.7测戳穿强度。

测试不同湿度条件下瓦楞纸板的力学性能，实验数据如下表所示:

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	11.7	1782	12218	1765
50	12.4	2150	11360	1630
70	12.4	1825	11231	1529
90	12.2	1727	9900	1211

从下图可以看出在低湿(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，这是变得疏松而使强度下降。

从下图可以看出，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。

从下图可以看出,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。

环境相对湿度越大，瓦楞纸板的吸湿越大，因而瓦楞纸箱抗压强度越低，其关系见下表所示：

环境相对湿度(%)	50	65	80	90	95
瓦楞纸箱含水率(%)	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由瓦楞纸板的边压强度、粘合强度、箱型结构决定。从上述可以看出瓦楞纸板的边压强度随相对湿度的上升而下降是明显的。与上表纸箱瓦楞抗压含水率与环境相对湿度的变化规律是一致的。除此之外它还受箱子的形状、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。

从下图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。由于瓦楞纸板黏合用粘合剂大都是水溶性的淀粉类黏合剂，随着环境湿度升高，黏合剂吸湿量增加，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。

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。为保证瓦楞纸箱的质量，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》也有规定。

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