《瓦楞纸箱接合强度的测定》）编制说明.docx

团体标准瓦楞纸箱接合强度的测定（征求意见稿）编制说明2022年11月瓦楞纸箱接合强度的测定团体标准起草组十、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系本标准与现有的法律、法规和强制性国家标准无冲突。卜一、重大意见的处理过程和依据目前无重大分歧意见。十二、贯彻标准的要求和建议措施建议标准实施后，组织企业进行标准宣贯，促进标准顺利实施。十三、废止现行有关标准的建议无。十四、涉及国内外专利及处置情况无。十五、其他应予以说明的事项无。团体标准瓦楞纸箱接合强度的测定起草组2022年11月q体标准瓦楞纸箱接合强度的测定（征求意见稿）编制说明一、任务来源根据中国包装联合会关于下达2022年第三批团体标准计划项目的通知（中国包联质字2022 34号）文件要求，团体标准瓦楞纸箱接合强度的测 定（计划编号：2022025）由美盈森集团股份有限公司和中国出口商品包装研 究所等单位负责组织制定。二、起草单位及起草组成员分工本文件起草单位：美盈森集团股份有限公司、中国出口商品包装研究所、温州新盟包装有限公司等。本文件主要起草人：陈利科、吴海娇、李兰辉、蔡少龄、武晓庆、陈金国、 廖姣姣等。具体分工如下所示:序号单位对应人员分工1美盈森集团股份有限公司陈利科负责编制标准内容和提出实验验证的方案2美盈森集团股份有限公司蔡少龄对标准的内容提供技术指导3美盈森集团股份有限公司李兰辉负责标准的起草和具体的实验验证工作4中国出口商品包装研究所吴海娇参与标准编写、标准格式审核5中国出口商品包装研究所武晓庆参与标准编写6温州新盟包装有限公司陈金国提供标准调研信息7温州新盟包装有限公司廖姣姣提供标准调研信息三、标准编写的目的、意义瓦楞纸箱不仅具有优良的保护性能，而且材料环保、制作简单、价格低廉， 是运输包装中应用最为广泛的包装容器。据中国包装联合会公布数据显示，2020 年我国规模以上企业（年营业收入在2000万及以上）瓦楞纸箱产量为3170.84 万吨。瓦楞纸箱的接合一般有钉接或粘接。钉接就是用经防锈处理（镀锌或镀铜） 的钢制钉线将纸板钉接成纸箱，而粘接就是用符合环保要求的粘合剂将纸板粘接 成纸箱。瓦楞纸箱经受跌落、堆码或振动时，其接头和所有其他边缘都会受到应力的 作用，纸箱的接合强度不够时，可能会造成货损事故。现有的国家标准GB/T 6543-2008运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱和GB/T 16717-2008包装容 器重型瓦楞纸箱中对钉接质量要求仅为接头的宽度，钉距，钉接的外观等， 并没有对接合强度进行规定；对粘接质量要求仅为接头的宽度，粘接外观，粘合 面剥离破坏达到70%和75%的比例要求，而判定纸箱粘接强度的方法就是靠手 撕，每次手撕的不确定因素比较大，导致试验重复性差，试验数据无法对比等各 种问题。由于粘接纸箱比钉接纸箱有更多的优点，如节材、环保、高效和安全等，所 以推广纸箱的粘接更有利于绿色环保包装的普及。但是，在推广过程中由于一些 客户看到粘接纸箱有时会开粘而对粘接纸箱没有信心。所以，我们认为关键是加 强对瓦楞纸箱粘接质量的控制，许多纸箱厂和客户也都强烈要求有一个统一的测 定和评价粘接强度的方法标准希望此标准的制订能对瓦楞纸箱的粘接质量的判 定更客观、更科学，这将有利于纸箱生产厂对粘接纸箱的质量控制，并增强客户 对粘接纸箱质量的信心，从而更有利于绿色环保包装的普及。关于瓦楞纸箱粘接强度的测定在日本有相关的测试方法资料，但没有形成日 本工业标准，而美国制浆造纸工业技术协会（TAPPI）有相关的测试方法标准T813 OM-99,规定了瓦楞纸箱不同接合方式的接合强度测试方法，但不同接合方式的 样品取样规格不一致。所以，我们曾参照日本的资料提出制订瓦楞纸箱粘接强度的测定标准， 并且进行了多次瓦楞纸箱粘接强度的试验，同时还进行了瓦楞纸箱钉接强度的试 验进行对比和研究，试验中我们发现正常情况下粘接纸箱的接合强度明显高于钉 接纸箱的接合强度，这出乎人们对这两种纸箱接合强度的一般认知，这也引发了我们以下的思考。我国在修订GB/T 6543-1986成GB/T 6543-2008时，根据各纸箱厂提供的钉 距数据一般都比GB/T 6543-1986规定的大，但在储运过程中出现的问题并不是 很多。当时为了搞清楚多大的钉距才合适，深圳华力包装贸易有限公司和美盈森 集团股份有限公司曾采用空箱抗压试验进行验证。验证的结果导致GB/T 6543-2008规定的钉距比GB/T 6543-1986的大了一些，更符合大多数纸箱厂通常 的钉距。但是，2021年军用瓦楞纸箱标准修订时，考虑到军用瓦楞纸箱的 储运条件比民用纸箱可能会严酷一些，而没有跟随GB/T 6543-2008对钉距的规 定，仍采用GB/T 6543-1986的规定。另外，考虑到美国纸箱标准对钉距的规定至今仍比我国规定的密得多。那么， 这钉距到底是应该多大为合适？如果有瓦楞纸箱接合强度的测定方法，我们就可 以对钉距做出更合理的规定。所以，我们提出将标准名从瓦楞纸箱粘接强度的 测定改为瓦楞纸箱接合强度的测定，以同时适用于钉接和粘接瓦楞纸箱结 合强度的测定。总而言之，本标准的制定将有利于纸箱生产厂对粘接纸箱的质量控制，并增 强客户对粘接纸箱质量的信心，从而更有利于绿色环保包装的普及。同时，还将 有助于对瓦楞纸箱标准中的钉接纸箱的钉距做出更合理的规定。四、主要工作过程1、确立起草组并形成工作组讨论稿本项目由美盈森集团股份有限公司提出，中国出口商品包装研究所牵头制 定，由美盈森集团股份有限公司和中国出口商品包装研究所共同参与标准的起草 工作。2022年7月25日下午，通过腾讯会议举行了瓦楞纸箱接合强度的测定 标准启动会及标准第一次工作组会议，由美盈森汇报了目前标准的进展情况，双 方共同确定了标准制定的整体计划安排及时间节点，对标准制定工作进行分工， 就标准下一步制定路线进行探讨并形成会议结论。2、形成标准讨论稿自第一次工作会议之后，根据整体技术路线安排，起草组针对本标准内容开展行业调研及专家咨询起草组结合工作组讨论稿，通过对粘接和钉接纸箱样品进 行拉伸试验，并结合 TAPPI T813 OM-99 (Tensile test for the manufacturer's joint of fiberboard shipping containers标准的测试方法，对标准草案内容的术语和定义、 原理、试样的制备、检验步骤、结构表示、实验报告等内容进行修改和补充。于 2022年8月24日，进行了标准的第二次研讨，根据研讨意见修改完善后形成标 准讨论稿。3、形成征求意见稿2022年9月26日，在标准讨论稿基础上，对产品试样的具体数据指标进行 研究和讨论，在此基础上又进行了充分的补充完善，形成征求意见稿。五、标准的编制原则本标准的制定依据以下原则：1 .适用性原则本标准的编制充分考虑与我国现行法律法规和技术标准相符合，重点考虑可 操作性，便于标准的实施。2 .规范性原则本标准依据GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构 和起草规则的要求编制。3 .针对性原则国内已制定发布实施了相关纸和纸张抗张强度的测定，针对的除瓦楞纸板外 的所有纸和纸板的抗张强度测定，本标准主要针对瓦楞纸板搭接舌的接合强度测 定，包括粘接强度或钉接强度的测定。六、标准主要技术内容和确定标准主要内容的论据本标准项目的技术内容包括瓦楞纸箱接合强度的术语、原理、仪器、试样的 采取、处理与制备、检验步骤、结果表示和试验报告等内容。本标准项目适用于各种类型瓦楞纸箱的粘接强度或钉接强度的测定。1、原理原理是采用抗张强度试验机对接合试样进行拉伸，直至接合试样全部或部分破坏，包括粘合剪切、纤维剪切、钉线拉脱或纸板拉断等现象，记录试样所能承 受的最大拉力。在日本材料中可得知对纸箱接合强度的测定除了采用拉伸试验法 之外，还采用了压缩试验法和跌落实验法（见图1）,虽然压缩试验法和跌落实 验法更加符合瓦楞纸箱实际应用的情况，但是压缩试验法需要特制的夹具，这种 夹具在国内其它标准中并不能通用，而拉伸法的夹具和纸张抗张强度测定的夹具 是可以通用的，所以采用拉伸法更有利于本标准的推广。另外日本资料中压缩法 试样推荐的宽度为160mm,但是现实中有些纸箱的高度是低于160mm的，所以 这个压缩法的合理性还有待考究。另外跌落试验法的操作相对繁琐，需要在瓦楞 包装箱内装相应的填充物进行跌落测试，而且填充物的重量、体积、状态、重心 等还需要与实际被包装产品和内缓冲垫相符，或者是直接采用可出货的产品和内 缓冲件放入包装箱进行跌落测试，如此操作对于瓦楞纸箱制造单位和使用单位而 言，都是难以投入相应的资源去处理的，所以跌落实验法用于测定瓦楞纸箱接合 强度也是难以推广的。综上所述，采用拉伸法测试纸箱接合强度测定更为符合实 际需求。2、仪器本标准测定的仪器涉及到抗张强度试验机和取样的装置，抗张强度试验机主 要用于测试纸张、纸袋、薄膜、塑料袋等各种材料的抗张、拉伸、剥离、热封等 强度的测量，符合GB/T 16491电子式万能试验机的技术要求，抗张强度试验机 应能以恒定的拉伸速度拉伸规定尺寸的试样，测定其抗张力，在必要时测定其伸 长量，并记录和显示拉伸时间。取样的装置可以使用数控切割机，也可以使用模 具准备试样，将试样裁切至符合标准第6.3条要求，试样边缘应光滑、笔直且垂 直于纸板表面。3、试样规格的确定本标准的试样规格与美国标准和日本资料有所不同，本标准的试样规格统一 为（50±0.5） mmx （250±1） mm,而 TAPPI T813 OM-99 标准的内容中，对于 粘接纸箱，试样规格为长200mm （8.0英寸），宽为25.0±0.5mm （1.00±0.02 英寸），对于钉接纸箱，试样规格长度为200mm （8.0英寸），宽度无明确限定, 只要求裁切试样的宽度包含一组箱钉，且箱钉距边不小于6.0mm （0.25英寸）。 另外日本资料内容中利用拉伸试验的接合强度试验方法，包括扁丝（钉合）、胶 带、粘合等情况，其测定试样规格为148x15mm （见图1）。本标准制定过程中，经过对粘接和钉接纸箱不同宽度的试样进行测试，发现 粘接强度与试样宽度正比，说明粘接试样宽度的选择对强度测定无影响。而对于 钉接纸箱，裁切试样包括一组箱钉，试样的宽度不同，对接合强度测定结果影响 较大，主要是箱钉距试样边沿越近，在拉伸测试时越容易产生应力集中，经过测 试了宽度分别为25mm、35mm> 45mm、50mm> 60mm等多种钉接试样，发现 钉接试样宽度在45mm以上，且为1组箱钉的情况，钉接强度测定的结果较为 稳定，所以综合考虑了粘接和钉接的两种情况，且兼顾接合强度计算的便捷性， 试样宽度统一为50mm,参考TAPPIT813OM-99标准中的要求，夹具边缘间距设 置为180±5mm（7.1±0.2in）,但考虑试样长度为200mm,试样两端只有10mm 留在夹具中，在拉伸测试时不便于操作，也存在试样松脱可能，所以推荐试样长 度定为250mm。同时参考GB/T 12914-2008标准中试样的长度要求也是250mm （2018版的新标准将长度规定为足够夹持在两夹头之间的试样条），为了便于 操作，所以本标准的试样长度最终定为250mm。接合强度及大试验方法瓦楞纸箱的接合强度试验方法有许多种，可考虑利用拉伸武 国机的方法、利用压缩试验机的方法、跌落试验的方法等通常 可根据各种方法进行接合强度的比较。这些试验方法如图M75所示。图I0T5濯定接合强度的试脸方法你试脸的接合塌度试盼方法b）压爆试粉方法的酎件和试片 c）利用映落试敢蚪定接合聋度图1日本资料接合强度及其试验方法4、试验拉伸速度的确定本标准的试验拉伸速度采用TAPPI T813 OM-99标准的试验拉伸速度，即试样在夹具固定之后，施加载荷，试样在10±5s内断裂（破坏）。加载速度可以 从试验测试条或准备好的表格中确定，该表格给出了不同样品条的近似设置。通 常加载速度不是一个非常重要的因素；双倍的加载速度通常会导致断裂载荷增加 约2%o5、结果表示对于粘接试样，撇除试样被拉断时的最大力值，求试样接合部分被拉开时的 最大力值的平均值，接合强度为P=F/L ,单位为（N/m）。粘接纸箱接合处单位 长度内的接合状态是相对比较匀称的，任意位置的试样都可以代表整个接合处的 粘接状态，所以粘接试样的拉伸强度与试样的宽度成线性正比关系。对于钉接试样，撇除试样被拉断时的最大力值，求试样接合部分被拉开时一 组钉的最大力值的平均值，单位为牛（N）。钉接纸箱接合处单位长度内的接合 状态是不一致的，只有钉线所在区域才能产生接合力，所以钉接试样的拉伸强度 仅表示一组箱钉的接合强度，而整个包装箱的接合强度与钉接的数量有关。七、预计达到的社会效益和对产业发展的作用由于国内目前没有对纸箱钉接强度判定的方法和要求，而判定纸箱粘接强度 的方法就是靠手撕，每次手撕的不确定因素比较大，导致试验重复性差，试验数 据无法对比等各种问题。瓦楞纸箱粘接强度的测定团体标准能很好地解决了 这方面的问题，并给各实验室的试验提供了一个客观、合理且规范化的测定方法, 便于各实验室开展试验，便于纸箱厂对瓦楞纸箱的即时质量控制。而且可以通过 瓦楞纸箱钉接强度的测定方法对钉距的做出更合理的规定。同时通过研究试验表 现粘接纸箱的接合强度明显高于钉接纸箱的接合强度，增强客户对粘接瓦楞纸箱 粘接质量的信心，而在环保方面，按GB/T 6543-2008运输包装用单瓦楞纸箱 和双瓦楞纸箱的规定，粘接纸箱的搭接舌宽度比钉接纸箱窄5mm,别小看这 5mm,如果按全国瓦楞纸箱的用量来看，可以节省的材料是非常可观的。另外, 钉接纸箱所用的钉丝必须镀铜或镀锌以防锈，镀铜或镀锌时会污染环境，很不环保，而且钉接纸箱回收制纸浆时必须除钉后才能造纸，而粘接纸箱则可直接制浆 造纸；外观较为美观，无铁钉生锈的风险。在安全方面，钉接纸箱在包装产品和 储运过程中有时会扎破人手或内装物，或因生锈而污染内装物。在使用环节，钉 接纸箱可能会造成潜在的儿童人身伤害。这将有利于粘接瓦楞纸箱的推广使用。 八、采标情况无。九、与国内外现行同类标准对比本标准参考了美国制浆造纸工业技术协会（TAPPI） T813OM-99的内容，删 减了胶带接合方式和高温、低温、浸水等测试条件的内容，并优化统一了粘接和 钉接样品的规格和要求，增加了试样裁切示意图，便于标准的理解和使用。本标准参考了日本的资料，标准研究过程中进行了不同接合方式、不同规格 的样品拉伸测试，其测试结果（见图2）也与日本的资料（见图3）基本一致， 即粘接强度远大于钉接强度。楞型材质样品接合 成拉伸强度/N,试样：250*35mm拉伸强度/N,试样：250*45mmBC200/120/160/140/200S1双钉248243246210250259246245249平均236249S2粘接522558584582611595454668549672平均571587图2美盈森不同接合方式和不同试样宽度测试数据接 合方 法接一一合条生瓦楞纸板的种类（见陛107°）次压强度!裳4打5号的箱(%)接合强度(60cm)柑桔箱E)(mm)1M C 7 T，1:. 夕，物分1L一:.一11 胎故乙箱系粘合剂2.4mm麻丝5个1I双面单瓦榜3种，A楞双面地瓦物3种、A楞双面单瓦愣3 种.A，8双面单耳司3种.B楞14550 (19.2)2903 4.0)40011 (152648 (15.3)100)00H011434912942(13.7) (】4.0)(kN)(mm)2903 (13.8)3609 (166)4482(17.7)-11双榜献依6比敕.2in7 友声弗瓦声 3种.A星(物)|1042726KN278%一次十160无异常1001003020410无异常9S1100无舁常735100无异常1123187(11.2)911500153技带扯新132mm两次无异常无异常'无界油无异常飞帝柜新tssnun双面单瓦构3种.B哥2412(13.2)912893(H.6)1001304177胶带扯断162mm胶带扯所 O165mm7图3日本资料 瓦楞纸箱接合强度比较表