包装原纸的性能特点与检测标准

运输包装行业所讲的“原纸”，主要是指“箱纸板（俗称牛皮纸）”和“瓦楞芯纸”。它是纸箱生产中最主要的原料，约占总成本的75%。

由于原纸的产地、品牌、定量、等级、成分、纤维品种与含量、抄造工艺等差异很大，因此其各项物理、化学性能也千差万别。特别是近年原纸供应状态不正常，价格犹如过山车，而进口高档纸常缺货，造成生产现场换纸、代用等频繁发生，因此充分掌握了解原纸的各项性能与特点，是合理、经济配材的先决条件。

近年来国家有关部门，大量更新发布了纸包装国家标准，使中国的标准化水平迅速与国际（ISO）及欧、美、日先进标准接轨。从现有资料看，涉及纸、包装与检测的国家标准多达300多项，其中约有1/5与瓦楞包装箱关系密切。这些国家标准是供需各方对纸箱质量认定的权威依据。同时它对纸箱从业人员来讲，也提出了更高的专业认知要求。

包装原纸的质量与性能指标，习惯分为以下几个方面：

（1）物理性能：如定量、厚度、紧度、偏斜度等；

（2）化学性能：如水分、灰分、施胶度、酸碱度、吸墨性、燃烧性等；

（3）机械性能：如拉伸强度、裂断长、伸缩性、耐折度、撕裂度、耐破强度（BST）、层间结合性、平压强度（FCT）、戳穿强度、环压强度（RCT）、柔软度等；

（4）光学性能：如白度、不透明度、光泽度、光吸收度等；

（5）表面性能：如平滑度、粗糙度、表面强度、匀度、透气度、透油度、表面吸水性等；

（6）其他性能：如耐久性、耐电压强度、介电损耗、电导率等。

本节主要介绍与瓦楞包装关系密切的原纸特性与检测标准。

为方便理解国家标准的一些表述方式，需要特别指明的是：各类原纸细分为“纸与纸板”两大类，它们是以定量或厚度来界定的（详见国家标准GB/T 4687—2007中的3.14），市场上区分的一般习惯做法是：

当定量小于200g/m2或厚度小于0.1mm的，称为纸；

而定量≥ 200g/m2或厚度≥ 0.1mm的，称为纸板，它与人们常说的“瓦楞纸板”是两个不同的概念。

1.原纸的性能与检测

（1）物理性能

①定量（GB/T 451.2—2002《纸与纸板的定量检测》）

定量又俗称“克重”，指单位面积纸张的质量，单位是g/m2，对不同定量的瓦楞纸与箱纸板的允许误差值是不同的（见本节表3-5-1和表3-5-2），一般在5%左右，因此有些客户要求每批纸箱的重量完全一致，这是做不到，也是不合理的。

纸箱业务在填写合同时，需要注意的是：新国家标准中已取消了原纸老标准中的A、B、C等级，取而代之的是优等品（瓦楞芯纸中还含A、AA、AAA级）、一等品与合格品。

②厚度与紧度（GB/T 451.3—2002《纸与纸板厚度的测定法》）

纸张厚度的测定，需用专用的仪器进行，它需要满足被测件接触面积、压力和测头降落速度三项基本要求。

紧度是衡量纸张结构疏密的程度。若紧度过大，则纸张易脆裂，吸墨性下降，印迹不容易干燥，会产生粘脏与拖墨现象（如俄卡）。

紧度“D”的计算公式（单位：g/cm3），D = G（纸张定量）÷d（纸张厚度）

计算的结果，可与造纸厂供货时承诺的标准值或国家标准值进行比对及评判，进口高档箱纸板的紧度，一般都远低于同类国产纸。

下面是两种经常互相代用的箱纸板的紧度值：

国产优等级箱纸板D = 280g/m2（定量）÷0.33mm（厚度）= 0.85g/cm3

进口美卡箱纸板D = 250g/m2（定量）÷0.38mm（厚度）= 0.66g/cm3

结论：美卡适印性、耐折度更佳，但牺牲了部分耐破强度值。

大多数国内纸箱厂，在检测入库原纸质量时，主要检查耐破强度和横向环压指数，忽视了耐折度，而某些造纸厂为了提高耐破强度值，不是去提高木浆的质量、含量与工艺方法，而是加大低成本的添加剂，造成紧度过高，耐折度很差，导致后续纸箱摇盖爆线、断裂等大事故。

③纵横向（GB/T 450—2008《纸与纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定》）

俗称“纸纹”，当纸浆从流浆箱中高速喷到造纸网上时，纤维是顺着纸机运行方向的，我们称之为纵向，反之则称横向。鉴别纸张纵横方向，一般有如下几种方法：

a.纸条弯曲法；

b.纸页卷曲法；

c.强度鉴别法；

d.纤维定向鉴别法；

e.手撕法。

纸张的纵向应与纸箱的瓦楞受力方向垂直，否则会降低纸箱的抗压强度。特别是彩色贴面纸箱，生产厂家常会为凑尺寸而颠倒彩面的纵横向，造成彩面自然卷起或贴面时露楞等严重弊端。

④尘埃度（GB/T 1541—2007《纸和纸板尘埃度的测定》）

尘埃度又称纸疤，是指纸面上用肉眼可见的小点或脏块，并以1cm2面积内所含黑点的个数表示。测定的方法：在尘埃度测定仪的透光条件下观察，与标准尘埃图对照，并确定不同尘埃的面积大小。

尘埃度高的纸板会造成印刷的不良后果，纸箱厂每年遭到的投诉与退货不在少数，因此对这些客户应尽量选用较高等级的面纸材质。

⑤伸缩性（GB/T 459—2002《纸和纸板伸缩性的测定》）

是以增减了的尺寸与原纸样尺寸的百分率来表示的，实际应用中一般有如下两种情况。

a.在试样上用划线器划出相距200mm的标记线，放在20℃水中浸泡2h，取出试样，在玻璃平板上用10倍放大镜测量标记线的变化量。

b.另一种情况是取出浸水试样后，放在滤纸上自然风干，再测量200mm的变化量。特别要说明的是：纵横向一定要分别取样测量。

按规定，纵向应小于0.5%，横向应小于2.5%。

纸张的伸缩率与纸浆的品质直接相关。纵向变化远小于横向宽度。笔者做过这样的实验：

普通常用的双瓦楞材质纸板，当温度相差20℃、经过72h后，纵向的尺寸变化大于8‰。这也很好解释了某些尺寸精细的内盒，尽管是同一副模具加工，但在不同季节、不同温湿度或存放时间过长，它得到的实际尺寸及变化都很大，为此也遭到过不少客户的投诉。

中、低档的原纸伸缩性较大，所以常会造成流水线跑板时边缘缺材，业务下单时应留有充分的余地。

（2）化学性能

①水分（GB/T 462—2003《纸和纸板水分的测定》）

传统的水分测定是用105℃下的烘干称重法：取一定质量的纸样，在烘箱中烘2～4h，取出冷却后称重，来计算它的含水率。

X =（m1-m2）/m1×100%（式中m1为称前质量，m2为称后质量）

市场上使用较多的快速水分仪属于非标准测试，误差较大。

纸的水分是随气候干湿的变化而变化的。通常空气中的水分约为7%，纸张水分之大小，会影响很多性能，对尺寸、伸缩率、强度等影响很大。

水分过大，油墨延缓干燥，纸箱各项强度降低，而且无形中提高了购进原纸的售价（以重量计）；水分过小，纸面发脆断裂，容易产生静电等问题。

GB/T 6544—2008《瓦楞纸板》中5.2.3规定：“瓦楞纸板的交货水平应小于14%。”

在高温高湿的夏天或梅雨季节，客户投诉纸箱偏软或强度不够，大多为纸箱含水率偏高所致。

②施胶度（GB/T 460—2008《纸施胶度的测定》）

纸张表面的施胶，可以减轻水分的渗透力。检测的方法主要有墨水划线法、可勃表面吸水法及电导测定法。

包装用纸一般用可勃法（Cobb）较多，将试样与水接触一定时间（一般为1～2分钟），然后测量其表面吸收水分后所增加的重量。

GB/T 13023—2008《瓦楞芯纸》中规定优等品的吸水性应小于100g/m2。

GB/T 13024—2003《箱纸板》中规定优等品的吸水性应小于35g/m2。

达成集团经过防水涂布的牛皮纸，最高的吸水性水平可达2.56g/m2，已享有国家专利。

对储存条件恶劣，时间长，湿度大的瓦楞纸箱储存，应考虑必要的防水防潮处理。

拒水性的快速测定，也可在45°斜面测试仪上进行，观察水滴流动的痕迹，与标准图谱比对来判定优劣。

③酸碱性（GB/T 1545—2008《纸、纸板和纸浆水抽提液酸度或碱度的测定》）

酸碱度即纸的pH值，它是由制浆、漂白中的残留物及添加剂所造成的，测定的方法主要有冷抽提法和热抽提法。

纸张的酸碱性对印刷质量影响较大，pH值低的纸张，其酸性物质会与油墨中的干燥剂起化学作用，令干燥过程受阻，造成拖墨与粘脏；而pH值高的纸，在印刷中分解出的碱性物质会降低印品的光泽，并产生较大的色差。

当了解原纸中的pH值后，在高质量印刷时，可在油墨中增加必要的添加剂，来提高印刷的品质。

（3）机械性能

①环压强度（GB/T 2679.8—2016《纸和纸板环压强度的测定》）

将一定尺寸的试样，插在圆形环座里，在上下压板之间施压。试样在压溃时所承受的最大力叫环压强度值（图3-5-1），它直接影响到今后瓦楞纸板的“边压强度”与纸箱的空箱抗压强度。

图3-5-1　环压强度值

试样尺寸：长（纵向）152mm×宽12.7mm

取样10张，其中5张面朝里，5张面朝外，求出它们的平均值。

试样来源应从卷筒不同部位取得试样，尺寸必须严格准确。

环压强度和环压指数的换算公式：

环压强度R（N/m）= F/0.152，F是试样压溃时读取的力值，单位：N，0.152是试样长度，单位：m

环压指数Rd（N·m/g）= R/W，W是试样的定量，单位：g/m2

②耐破强度（GB/T 454—2002《纸耐破度的测定》）

这是原纸的重要技术指标。

它是纸与纸板在单位面积上所能承受的均匀增加的最大压力，用kPa表示。它与纤维长度和纤维结合的方法及打浆度有关，也是纸张强度性能的综合反映，它与抗张强度、伸长率、撕裂强度都互相影响。

耐破强度除用kPa单位表示外，还常常能见到用kgf/cm2与1b/吋2表示的，它们之间的换算关系是：

1lb/in2 ÷14.22 = 1kgf/cm2

1lb/in×6.895 = 1kPa

③纸与纸板的挺度（GB/T 2629.3—1996《纸和纸板的挺度测定》）

它指纸和纸板抵抗弯曲的强度性能，衡量纸板抵抗变形能力的一个物理量。影响原纸挺度的两个主要因素是纤维的尺寸和体积，挺度差的原纸容易出现弯翘、变形等弊病，同时也影响瓦楞纸板的各强度值。

需要提醒的是，有些产品对纸板挺度有严格的要求，加工时一定要引起高度重视（如绕线圆盘等）。

④抗张强度（GB/T 12914—2008《纸和纸张抗张强度的测定》）

抗张强度（也叫拉力或拉伸强度）、伸长率和裂断长。它是一个重要的基本参数，可直接判断原纸上了纸板流水线后会不会被拉断。

抗张强度是指原纸每单位断面面积所能承受的最大拉力，用kN/m表示（试样尺寸宽15mm，长大于250mm）。

裂断长是指由于原纸本身重量而裂断时的长度，用km表示。

伸长率指原纸受到外界拉伸直到拉断时的长度增长值与试样原来长度之比，用%表示。

抗张强度比较复杂，它是耐破度、抗撕力和耐折度等指标的总成。

裂断长是抗张强度、厚度和定量的函数。

构成纸张抗张力有四个主要因素：

a.纤维结合强度；

b.纤维平均长度；

c.纤维内部组织方向交错系数；

d.纤维原来的强度。

⑤耐折度（GB/T 2679.5—1995《纸与纸板耐折度的测定》）

耐折度是指标准宽度的试样，往复折叠至断裂所需的双折次数。它显示原纸耐疲劳强度的指标与能力，并直接影响到纸箱成箱后摇盖的耐折度。

影响耐折度的因素很多，如纤维的长度、强度、柔韧性和纤维之间的结合力、含水率等。如在针叶木浆中配加成本较低的阔叶木浆和草浆，耐折度将明显下降。当厚度与定量增加时，耐折度也会下降，原纸中含水量的大小，对耐折度影响也很大，冬天摇盖易折断，即为一例。

⑥层间结合强度（无相应国家标准，只能采用美国标准TAPP1 UM403）

它指原纸抵抗层间分离的能力，单位为J/m2，本厂曾多次发生200g/m2瓦楞纸作“C”楞，而发生分层，造成瓦楞纸板报废的严重后果。原因是在压制波浪楞型时，由于曲率半径小，纸张受到很高的剪切力，一旦纸张的层间剥离强度低时，即会发生质量事故。

增加原纸的层间结合强度的方法有：

a.各层纸料的打浆度差异小于3～5℃；

b.控制纸机流浆箱浓度、伏辊和压榨辊的压力；

c.层间喷淋淀粉等。

但这些在中小型造纸厂的土设备上是很难做到的。

（4）光学性能

①白度（GB/T 7974—2002《纸、纸板和纸浆白度的测定》，漫射/垂直法）

当日光作用于白纸上被反射后，人眼看到的感觉称之为白度或亮度，它是采用457nm波长的光（近蓝色光），照射纸面所得到反射率与已知在相同照射条件下氧化镁板的反射之比。

目前，市面上常见白卡的白度为：72%±2%（本白），大于等于80%（增白）。要求同批纸的白度应相同，否则对印刷色差影响很大，而且也不宜久储，否则白卡会泛黄，白度降低。

当白度≥ 80%时，纸表面作了特殊的漂白处理，吸墨性变差，而且泛黄速率加快，因此不宜作复杂、多色、精细的水性印刷。

②光泽度（GB/T 8941—2007《纸、纸板镜面光泽度的测定》）

纸张的光泽度是纸张表面反射入射光的能力与完全镜面反射能力接近的程度，它分为75°角与20°角测定法。

影响纸张光泽度的决定因素，是纸张的平滑度大小。纸张凹凸不平，会把光反射成各个角度，光泽度降低，同时也影响到印刷质量。因此在GB/T 13024—2016《箱纸板》国家标准中，增设了平滑度要求（详见第三章第6节）。

涂布纸比普通原纸光泽度高，是因为纸张经过涂布后，涂料的细微粒子填满了原纸表面的凹坑，使纸张平滑度提高，涂布量及表面的压光力对光泽度影响很大，光泽度的大小对表面吸水性与印刷性能有直接影响。

（5）表面性能

①纸和纸板吸水性（GB/T 1540—2002《纸和纸板吸水性的测定可勃法》）

指单位面积（100cm2）的纸和纸板，在一定压力、湿度下，在规定时间内表面所吸收的水量，用g/m2表示。

它检测纸和纸板表面施胶后的拒水性能，特别是在南方，温度、湿度相差很大，对纸箱的实际使用性能至关重要（详见笫六章第3节）。

②表面强度（GB/T 22365—2008《纸和纸板印刷表面强度的测定》）

表面强度就是纸张所能承受的最大表面拉力。

表面强度低的纸张不能满足高速印刷的需要，否则纸张表面会掉粉掉毛，严重时会引起纸张起泡分层，造成废品。

③耐久性

即纸张经过一段时间后，依然能保持它的物理与化学性能的稳定性，也就是纸张的寿命。

目前采用人工快速老化法测定：将纸张在105℃的恒温箱中，人工老化3天、6天、12天、24天，即相当于在自然条件下贮存25年、50年、100年、200年，老化前后选用的指标主要有耐折度、撕裂度、白度、黏度等。

目前，某进口品牌美卡变色，白卡泛黄等，都是投诉较集中的问题。

2.纸箱印后的检测

（1）油墨耐磨性（GB/T 7706—2008《凸版装潢印刷品》）

印后纸箱耐磨程度的差异，会导致运输途中，印刷表面因摩擦而造成互相污染，此国家标准规定印刷品墨层耐磨性应大于等于70%，客户有特殊耐磨要求时，可事先在油墨中添加抗磨剂。

（2）条形码

也称线性条码，它是通用商品的包装标签，俗称商品的身份证。条形码是由一组宽窄不等，黑白相间的平行线条，按特定格式与间距组合起来的符号，代替各种文字信息，并通过解码器读取数据。

印刷时应墨色均匀一致，版面不脏不糊，线条清晰无断画，这是基本的要求。另外要特别注意的是：

①条码线条的方向应与印刷进纸的方向一致，否则条码精度会变差；

②国际标准中，条码印刷的质量等级共分5级，即从4到0，等级“4”表示质量最好，等级“0”表示最差（注：也有用ABCDF来表示的）；

目前一般纸箱厂能做到的水印质量为2、1、0级（即C、D、F），确认订单时，一定要与客户沟通清楚，避免事后的纠纷与退货。

3.瓦楞芯纸与箱纸板的标准

（1）瓦楞芯纸的技术标准（见表3-5-1）

表3-5-1　瓦楞芯纸（GB/T 13023—2008）

（2）箱纸板的技术标准（见表3-5-2）

表3-5-2　箱纸板（GB/T 13024—2016）

4.涂布包装纸

涂布加工纸是达成集团的一大特色，现有涂布纸的国家标准很多，其中很多的指标与规定，都可供我厂涂布机生产时借用。

原纸表面涂布厚度（也称涂布量），是以每平方米纸吸收的涂料重量来定义的（国家标准规定有轻量涂布与重量涂布等）。

（1）涂布箱纸板及性能指标（GB/T 10335.5—2008《涂布纸和纸板涂布箱纸板》）

涂布箱纸板，是将本色箱纸板进行涂布加工，制成具有特需色的纸板，且根据需要可予以光泽压光，使其具有良好的印刷适应性。

达成集团的涂布加工工艺属于此类。

（2）涂布白纸板及技术指标（GB/T 10335.4—2004《涂布纸和纸板涂布白纸板》）

指原纸面层为漂白纸浆，经单面涂布后压光的纸板，一般有白底与灰底两大类，分优等品、一等品和合格品三个等级。

我们承揽的高档涂布白卡，主要是在进口美卡上进行（黄卡涂成白卡）。与众不同的是，涂上去的并非白木浆，而是以白油墨色浆作为涂布剂，因此成本低，且可以承接各种小批量订单，市场更有竞争力，但它的适印性略差。