纸张施胶度的检测和评价课件.ppt

1、纸张施胶度的检测和评价清正表胶清正表胶2011年年9月月内容提要前言前言 纸张施胶度鉴别方法纸张施胶度鉴别方法1.1.常用的检测方法常用的检测方法2.2.动态可勃法动态可勃法3.3.纸张吸水机理分析纸张吸水机理分析4.4.表面施胶度评价新标准表面施胶度评价新标准结语结语致谢致谢前言 纸张防潮问题为什么要讨论纸张的施胶度？为什么要讨论纸张的施胶度？包装纸，用来保护内部包装的产品；包装纸，用来保护内部包装的产品；纸箱承受外来压力，需要具有一定的强度；纸箱承受外来压力，需要具有一定的强度；纸张吸潮后，强度会下降，导致纸箱变软纸张吸潮后，强度会下降，导致纸箱变软纸箱变软，是包装物的质量问题纸箱变软，是

2、包装物的质量问题防止纸箱变软：防止纸箱变软：赋予纸张一定的抗水性能，施胶是一种选择赋予纸张一定的抗水性能，施胶是一种选择纸张施胶度是纸张防潮能力的一项重要指标纸张施胶度是纸张防潮能力的一项重要指标表面施胶表面施胶 在纸张表面形成疏水薄膜在纸张表面形成疏水薄膜，阻止水和水蒸汽渗透阻止水和水蒸汽渗透 工艺简单，对湿部系统无负面影响工艺简单，对湿部系统无负面影响 吨纸成本低，发展迅速吨纸成本低，发展迅速施胶方式 表面施胶表胶膜 防水防潮淀粉膜 纸纤维施胶方式 浆内施胶浆内施胶浆内施胶 在浆内加入施胶剂，保护纤维不受潮，达到抗水效果在浆内加入施胶剂，保护纤维不受潮，达到抗水效果 留着率低、产生胶粘物、

3、增大白水负荷留着率低、产生胶粘物、增大白水负荷 吨纸成本高吨纸成本高纸纤维 被施胶剂包裹淀粉膜 表面施胶和施胶度包装纸施胶度的差异包装纸施胶度的差异 瓦楞纸主要承担纸箱的受力，瓦楞纸主要承担纸箱的受力，施胶度最高施胶度最高 箱板纸辅助承担纸箱的受力，施胶度较高箱板纸辅助承担纸箱的受力，施胶度较高 涂布白板纸承担的受力较小，施胶度较低涂布白板纸承担的受力较小，施胶度较低纸张耐折抗水性能纸张耐折抗水性能 瓦楞纸，瓦楞纸，要求最高要求最高 箱板纸，要求较低箱板纸，要求较低 涂布白板纸，没有要求涂布白板纸，没有要求纸张施胶度鉴别方法一、国标可勃法（GB/T 1540-2002）国标可勃法（GB/T 1

4、540-2002）可勃法可勃法60秒（秒（COBB60）是常用方法）是常用方法普通箱板纸国标（普通箱板纸国标（GB/T 13024GB/T 1302420032003）吸水性吸水性6060秒（正秒（正/反）反）g/mg/m2 2：优质：优质：35.0/70.035.0/70.0 牛皮箱板纸国标（牛皮箱板纸国标（GB/T 13024GB/T 1302420032003）吸水性吸水性6060秒（正秒（正/反）反）g/m2 g/m2 优质优质 ：35.0/40.035.0/40.0 瓦楞芯纸国标瓦楞芯纸国标 （GB/T 13023GB/T 1302320082008）吸水性吸水性6060秒（正秒（正

5、/反）反）g/mg/m2 2 ：优质：优质：100100；箱板纸和瓦楞纸 抗水性能国标国标可勃法的问题纸厂常用的检验施胶度标准：纸厂常用的检验施胶度标准：吸水性吸水性 6060秒（正秒（正/反）反）30-35 g/m30-35 g/m2 2 下机检验，复卷后检验，吸水值远低于国标下机检验，复卷后检验，吸水值远低于国标检验合格，但仍可能检验合格，但仍可能“被投诉返潮被投诉返潮”，为什么？，为什么？现行标准对表面施胶纸张的评价不全面。现行标准对表面施胶纸张的评价不全面。图解国标可勃法（GB/T 1540-2002）COBB60 48.4COBB60 25.4COBB60 20.5施胶度较高施胶度适

6、中施胶度偏低纸张施胶度鉴别方法二、水滴法 将水直接滴在纸张表面，观察水渗透纸张的时间，用来判断纸张的施胶度，是业内流行的检测方法之一。施胶度差异大的纸张，较容易分辨。图示：水滴法图示：水滴法图示：水滴法问题：高施胶度纸如何分辨 实践中，我们发现高施胶度的瓦楞纸，用可勃实践中，我们发现高施胶度的瓦楞纸，用可勃法法6060秒和水滴法有时就无法准确分辨纸张的施秒和水滴法有时就无法准确分辨纸张的施胶度究竟有多大差异。胶度究竟有多大差异。高施胶度纸难以区分 施胶度接近，纸张内部未吸水施胶度接近，纸张内部未吸水COBB60 18COBB60 21COBB60 16施胶度略低水滴法 初始状态 水滴法比较施胶

7、度，实质是考察薄膜厚度水滴法比较施胶度，实质是考察薄膜厚度水滴法 6分钟时 难分伯仲 可隐约看出均匀分布的吸水点可隐约看出均匀分布的吸水点水滴法 12分钟，仍难分伯仲 可粗略分辨，但难以定量区分可粗略分辨，但难以定量区分国标可勃法国标可勃法 6060秒吸水值在秒吸水值在2020左右，图像显示成膜很好左右，图像显示成膜很好 施胶度接近的纸张，无法辨别其防潮性能施胶度接近的纸张，无法辨别其防潮性能水滴法水滴法 简洁、直观简洁、直观 比较水渗透的时间比较水渗透的时间 只能定性比较表胶薄膜的施胶度只能定性比较表胶薄膜的施胶度常用检测方法和局限结论：需要建立新方法和新标准结论：需要建立新方法和新标准国标

8、可勃法国标可勃法 COBB60COBB60秒吸水值，为什么大多在秒吸水值，为什么大多在2020克左右？克左右？纸张吸水图，是否还有潜力可挖掘？纸张吸水图，是否还有潜力可挖掘？表胶纸张的吸水机理是什么？表胶纸张的吸水机理是什么？如何检测表胶薄膜的厚度？如何检测表胶薄膜的厚度？瓦楞纸加工后会变形，如何预知其防潮能力？瓦楞纸加工后会变形，如何预知其防潮能力？温故而知新，方能创新需要对国标可勃法深入研究和挖掘需要对国标可勃法深入研究和挖掘未施胶未施胶淀粉施胶淀粉施胶图解国标可勃法（GB/T 1540-2002）未施胶COBB60 160克淀粉施胶COBB60 120克图解国标可勃法（GB/T 1540

9、-2002）施胶缺陷COBB60 65克施胶缺陷COBB60 55克图解国标可勃法（GB/T 1540-2002）施胶缺陷COBB60 46克施胶不足COBB60 43克瓦楞纸实拍图瓦楞纸加工后变形，表胶薄膜可能会破损瓦楞纸加工后变形，表胶薄膜可能会破损表胶薄膜破损，可能导致纸张返潮表胶薄膜破损，可能导致纸张返潮三、动态可勃法动态可勃法动态可勃法 动态：将纸张折叠后，测吸水值，观察吸水图动态：将纸张折叠后，测吸水值，观察吸水图 模拟纸张加工变形，对纸张施胶度，能定量比较和分析模拟纸张加工变形，对纸张施胶度，能定量比较和分析 新概念：新概念：耐折抗水性耐折抗水性纸张施胶度鉴别方法将纸张折叠不同角

10、度折叠180折叠90动态可勃法示意图如何定量分析：如何定量分析：制样方便，工作效率制样方便，工作效率 折痕规律，便于重复折痕规律，便于重复 误差较小，有可比性误差较小，有可比性折叠折叠3 3线、线、7 7线：线：横向、纵向各横向、纵向各3 3条折痕条折痕 横向、纵向各横向、纵向各7 7条折痕条折痕动态可勃法：定量分析案例一 定量分析对比A A样样 7575克瓦楞纸：克瓦楞纸：进口纸机进口纸机6400/10006400/1000，膜转移施胶；，膜转移施胶；B B样样 120120克瓦楞纸克瓦楞纸 国产纸机国产纸机4600/7004600/700，浸泡式施胶，浸泡式施胶C C样样 105105克瓦

11、楞纸克瓦楞纸 国产纸机国产纸机4600/5004600/500，浸泡式施胶，浸泡式施胶 清正表胶清正表胶瓦楞纸 A1样：B1样：C1样清正表胶COBB60接近，区别不大接近，区别不大COBB60 17COBB60 17COBB60 18瓦楞纸 A1样：B1样：C1样清正表胶1.0公斤折叠后折叠后COBB60，计算折痕吸水值，计算折痕吸水值表胶薄膜严重破损表胶薄膜严重破损折痕增加吸水折痕增加吸水14克克表胶薄膜几无破损表胶薄膜几无破损折痕增加吸水折痕增加吸水0克克表胶薄膜轻微破损表胶薄膜轻微破损折痕增加吸水折痕增加吸水3克克COBB60 31COBB60 17COBB60 21瓦楞纸 A1样：B

12、1样：C1样清正表胶折叠折叠7线线COBB180，提高分辨率，提高分辨率改为浆内施胶改为浆内施胶中国名牌高瓦中国名牌高瓦不返潮不返潮双洲累计双洲累计12万吨纸万吨纸未返潮未返潮COBB180 58COBB180 32COBB60 44瓦楞纸 A1 vs B1 vs 双洲折叠吸水值过高，纸张易返潮折叠吸水值过高，纸张易返潮水滴法与可勃法水滴法与可勃法60秒难以区分的瓦楞纸秒难以区分的瓦楞纸COBB60 18COBB60 21COBB60 16案例二：定量分析对比折叠后，可分辨耐折抗水性能7线COBB60 217线COBB60 257线COBB60 177线线60秒，可定量比较折痕吸水秒，可定量比

13、较折痕吸水COBB60 18COBB60 21COBB60 16 折痕增吸水折痕增吸水4克克 折痕增吸水折痕增吸水3克克 折痕增吸水折痕增吸水1克克纸张施胶度鉴别方法四、纸张吸水机理分析：四、纸张吸水机理分析：表面施胶的机理模型表面施胶的机理模型 可勃法可勃法6060秒的含义秒的含义 可勃法可勃法120120秒或者秒或者180180秒的含义秒的含义 纤维吸水纤维吸水 纸张的返潮本质纸张的返潮本质硫酸铝淀粉表胶纤维阳离子阳离子SAE表面施胶剂表面施胶剂表面施胶机理 膜转移膜转移 表胶液浸透不充分表胶液浸透不充分浸泡式浸泡式 表胶液浸透充分表胶液浸透充分表面施胶机理纸张施胶后有漏洞或针眼纸张施胶后

14、有漏洞或针眼纸张表胶膜局部过薄纸张表胶膜局部过薄浸泡式浸泡式 表胶膜表胶膜膜转移膜转移 表胶膜表胶膜凸起部位凹陷部位吸水机理分析吸水机理分析浸泡式施胶COBB60 21膜转移施胶COBB60 22纸张内部吸水增加了1克纸张内部没有吸水吸水机理分析膜转移膜转移COBB180浸泡式浸泡式COBB180凹陷部位凸起部位吸水点为局部凸起部位是表胶未浸透的纤维束吸水机理分析浸泡式施胶可勃法60秒的含义表面施胶示意图表面施胶示意图表胶膜淀粉膜纸纤维吸水16-20克吸水超过20克为什么为什么COBB60无法分辨高施胶度纸张？无法分辨高施胶度纸张？答案：吸水值是表面平衡水，彼此相当答案：吸水值是表面平衡水，彼

15、此相当可勃法60秒的含义COBB60COBB60（室温（室温15-2015-20）：吸水值的绝对值与室温、水温有关；吸水值的绝对值与室温、水温有关；施胶度差异较大时，可直观分辨施胶度差异较大时，可直观分辨 图像显示表胶成膜完好，吸水值图像显示表胶成膜完好，吸水值16-2016-20，是表面平衡水，是表面平衡水 超过超过2020克，图像显示其纸张内部吸水；克，图像显示其纸张内部吸水；用用2 2次吸水法测定比较，可确定平衡水数值次吸水法测定比较，可确定平衡水数值如何测算平衡水第1次吸水值 17第2次吸水值 18同一纸样，2次吸水值相近表面薄膜的平衡水约17克2次吸水的差异第1次吸水值 22第2次吸

16、水值 27同一纸样，2次吸水值相差较大表面薄膜的平衡水小于22克如何计算纤维吸水速度平衡水的测算平衡水的测算：检测纸样检测纸样6060秒吸水值，秒吸水值，图像显示纤维未吸水图像显示纤维未吸水 取当天检测最小值作为平衡水克数；取当天检测最小值作为平衡水克数；延长吸水时间，比较纤维吸水速度：延长吸水时间，比较纤维吸水速度：COBB120COBB120数值数值 减减 平衡水平衡水 =120=120秒纤维吸水克数；秒纤维吸水克数；以此类推。以此类推。例一：如何计算纤维吸水速度？从图形和数据分析表面薄膜的平衡水约17.1克A 纸样COBB60 18.5B 纸样COBB60 17.1B 纸样COBB180

17、 27.5均匀渗透纤维吸水10.4克A 纸样COBB180 31.3局部缺陷导致纤维吸水14.2克例二：如何计算纤维吸水速度？纤维吸水速度比A:B=1.36 反映了纸张吸潮速度A 纸样 COBB60 17.1吸水27.5克纤维吸水10.4克吸水31.3克纤维吸水14.2克COBB180的差异平衡水17.1克表胶厚密度小表胶厚密度小表胶厚密度大表胶厚密度大B 纸样 COBB60 18.5纤维吸水速度 纤维吸水速度计算方法纤维吸水速度计算方法COBB180 平衡水平衡水同一天检测，以同一天检测，以COBB60最小的为平衡水数值最小的为平衡水数值COBB60 18COBB60 21COBB60 16

18、例二：高施胶度瓦楞纸 平衡水按平衡水按16克计算克计算例二：高施胶度瓦楞纸原纸原纸180秒，比较纤维吸水速度秒，比较纤维吸水速度 纤维吸水较慢纤维吸水较慢3分钟分钟11克克纤维吸水中速纤维吸水中速3分钟分钟18克克 纤维吸水较快纤维吸水较快3分钟分钟21克克COBB180 37COBB180 34COBB180 27动态可勃法 名词解释平衡水平衡水：纸张表面，淀粉和表胶膜的吸水量纸张表面，淀粉和表胶膜的吸水量厚密度厚密度：表胶膜和表胶渗透层形成的疏水层的厚度和密度表胶膜和表胶渗透层形成的疏水层的厚度和密度 对比纤维吸水速度，可反映厚密度差异对比纤维吸水速度，可反映厚密度差异折叠抗水性折叠抗水性

19、 纸张折叠纸张折叠180180，分折叠，分折叠3 3线、线、7 7线，检测吸水值线，检测吸水值 对比原纸和折叠吸水值，可比较折叠抗水性能对比原纸和折叠吸水值，可比较折叠抗水性能 对于瓦楞纸，至关重要；对于瓦楞纸，至关重要；对于箱板纸，可供参考；对于箱板纸，可供参考；表面施胶度鉴别 新概念表胶薄膜的厚密度表胶薄膜的厚密度 检测检测120120秒以上吸水值，计算纤维吸水速度秒以上吸水值，计算纤维吸水速度 纤维吸水速度，反映了表胶厚密度纤维吸水速度，反映了表胶厚密度 施胶度的最主要考核指标，适用所有的包装纸施胶度的最主要考核指标，适用所有的包装纸表胶薄膜的耐折抗水性能表胶薄膜的耐折抗水性能 检测折叠

20、后吸水值，与原纸吸水值的差额，反映折痕吸水值检测折叠后吸水值，与原纸吸水值的差额，反映折痕吸水值 折痕吸水越小，耐折抗水越好，对防潮越有利折痕吸水越小，耐折抗水越好，对防潮越有利 施胶度的第二个考核指标，对瓦楞纸，至关重要；施胶度的第二个考核指标，对瓦楞纸，至关重要；平面包装纸，这个指标可作为参考指标平面包装纸，这个指标可作为参考指标表胶施胶的本质纸厂购买表胶，实质是购买纸厂购买表胶，实质是购买“薄膜薄膜”薄膜的薄厚和疏密，决定了纸张的防潮能力、薄膜的薄厚和疏密，决定了纸张的防潮能力、以可勃法以可勃法6060秒为检测标准，无法反映薄膜的厚密度秒为检测标准，无法反映薄膜的厚密度 表面施胶度评价标

21、准，以表面施胶度评价标准，以120120秒以上吸水值判定秒以上吸水值判定纤维吸水，是纸张返潮的本质纤维吸水，是纸张返潮的本质；纤维吸水速度越慢，防潮能力越强纤维吸水速度越慢，防潮能力越强 控制纤维吸水速度，是控制施胶度的本质控制纤维吸水速度，是控制施胶度的本质国标可勃法：国标可勃法：检测方法中，没有提及室温的影响；检测方法中，没有提及室温的影响；案例：图示，同一批纸样，室温不同，存在差异。案例：图示，同一批纸样，室温不同，存在差异。国标吸水值：国标吸水值：例如，优质箱板纸，正面例如，优质箱板纸，正面/背面小于背面小于 35/4035/40 标准太宽：标准太宽：6060秒内纤维吸水已达秒内纤维吸

22、水已达15/2015/20克；克；实践表明，仅满足这个指标，纸张仍可能返潮实践表明，仅满足这个指标，纸张仍可能返潮现行国标的一些问题提示：吸水值与温度的关系室温约室温约2626检测检测室温约室温约1515检测检测COBB60 17COBB60 26提示：吸水值与温度的关系室温约室温约2626检测检测室温约室温约1515检测检测COBB60 20COBB60 26u表面施胶的理念更新表面施胶的理念更新u6060秒吸水值只能初步检验施胶度高低秒吸水值只能初步检验施胶度高低u120120秒以上吸水值，可计算纤维吸水速度，纤维吸水是返潮本质秒以上吸水值，可计算纤维吸水速度，纤维吸水是返潮本质u控制纤维

23、吸水速度实现控制纤维吸水速度实现“纸张不易返潮纸张不易返潮”u纸张折叠后测定吸水值，可考察耐折抗水性能纸张折叠后测定吸水值，可考察耐折抗水性能瓦楞纸瓦楞纸u箱板纸和瓦楞纸现有国标的局限箱板纸和瓦楞纸现有国标的局限：u基于浆内施胶而确定的标准；基于浆内施胶而确定的标准；u不适用于表面施胶纸张；不适用于表面施胶纸张；u未表明检测条件未表明检测条件温度温度结语u合作单位合作单位u清华大学化学系，乳液合成和仪器分析的合作和指导清华大学化学系，乳液合成和仪器分析的合作和指导u华南理工大学制浆造纸研究院，造纸机理分析和指导华南理工大学制浆造纸研究院，造纸机理分析和指导u造纸企业造纸企业：u理文造纸集团，东莞双洲纸业，东莞深联纸业、东莞上隆理文造纸集团，东莞双洲纸业，东莞深联纸业、东莞上隆纸业、东莞振兴纸业、连州联发纸业、中山永发纸业、东纸业、东莞振兴纸业、连州联发纸业、中山永发纸业、东莞建晖纸业和福建联兴纸业等。莞建晖纸业和福建联兴纸业等。u纸箱厂：纸箱厂：u杭州秉信纸业、东莞鸿达纸业杭州秉信纸业、东莞鸿达纸业致谢谢谢！不妥之处，请批评指正。不妥之处，请批评指正。