تلعب علب الكرتون المموج دورًا متزايد الأهمية في الإنتاج الحديث. وباعتبارها أحد المعايير الفعالة لقياس جودة هذه العلب، فإن قوة الضغط لا تتأثر فقط بعملية التشكيل وتصميم الطباعة، بل ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالعوامل البيئية. لذلك، في الإنتاج اليومي، من الضروري تعزيز اختبار قوة ضغط الكرتون، واختبار قوة انفجاره من خلال تحليل منحنى تغير قيمة القوة وكمية التشوه، بالإضافة إلى العوامل المؤثرة المختلفة، وذلك لتقييم جودة الكرتون المموج وتحسينها بشكل أكبر.

يُعدّ الكرتون المضلّع من أكثر عبوات التغليف استخدامًا في التغليف الحديث، وذلك بفضل خفة وزنه وسهولة طيّه وانخفاض سعره وإمكانية إعادة استخدامه، مما أدّى إلى زيادة استهلاكه بشكل ملحوظ. ومع توسّع سوق استخدام الكرتون المضلّع، أصبح المستخدمون أكثر تطلبًا لجودته وأدائه، إذ يجب أن يتمتّع الكرتون المضلّع في مختلف البيئات بقدرة كافية على تحمّل الأحمال الخارجية والقوة الميكانيكية. ومن بين هذه العوامل، يُعدّ أداء الضغط مؤشرًا شاملًا يعكس الخصائص الأساسية للكرتون، ويلعب دورًا وقائيًا في نقل البضائع، ولذلك فهو المؤشر الرئيسي لمراقبة جودة الكرتون المضلّع.

يشير أداء الضغط للكرتون المموج إلى قوة تحمله للضغط وقدرته على حماية المحتويات، ويُعبر عنه عادةً بقوة الضغط. لحساب قوة الضغط للكرتون المموج، طُرحت العديد من الصيغ التجريبية، مثل صيغة كيلي كارتر وصيغة ماركي. ومن بينها، تُعتبر صيغة كيلي كارتر الصيغة ذات أقل نسبة خطأ في نتائج الحساب: PK=PX(4aXZ/Z) 2/3zj

حيث أن PK هي قوة الضغط المحسوبة، نيوتن؛ PX هي قوة الضغط الحلقية الشاملة للورق الأساسي المموج، نيوتن/سم؛ Z هو محيط الكرتون (سم)؛ AXZ هو ثابت التموج؛ J هو ثابت الكرتون؛

من خلال هذه الصيغة، نلاحظ وجود علاقة طردية بين قوة الحلقة المركبة للورق الأصلي، وكذلك محيط الكرتون وقوة ضغط الكرتون المموج. بالإضافة إلى ذلك، تتفاعل عملية التشكيل والعوامل البيئية الخارجية، مما يؤدي إلى درجات متفاوتة من الانخفاض في أداء الضغط للصناديق المموجة.

أولاً، جودة الورق

1. ورقة الأساس الكمي

يُستخدم جهاز أخذ العينات الكمي لاختبار كمية الورق الخام. بالنسبة لنفس بنية الألياف وعملية تصنيع الورق الخام، فإن قوة الحلقة تساوي كمية الورق الخام مضروبة في مؤشر ضغط الحلقة. يُدرج مؤشر الضغط الدوري لأنواع مختلفة من الورق المموج في الجدول 1. لذلك، تعتمد قوة ضغط الحلقة لنفس مادة الورق الخام المموج على كمية الورق الخام المستخدمة في التطبيق الفعلي؛ فكلما زادت الكمية، زادت قوة ضغط الكرتون. بناءً على ذلك، يُعد استقرار كمية الورق الخام، أي ما إذا كان سمك الورق منتظمًا في جميع أنحائه، عاملاً مهمًا يؤثر على استقرار ضغط الكرتون النهائي.

2. إحكام الورق

يشير مصطلح "التماسك"، الذي يُقاس بوزن كل سنتيمتر مكعب من الورق، إلى مؤشر تماسك بنية الورق، ويحدد صلابته وقوته ونفاذيته وامتصاصه، وغيرها من خصائصه. عند استخدام مواد لاصقة على أنواع مختلفة من الورق الخام بعد لصقها، فإن التماسك العالي للورق الخام، بفضل قوة الشد المتبادلة القوية لأليافه، يُحسّن من فعالية المادة اللاصقة، مما يؤدي إلى قوة تماسك عالية. في المقابل، يسهل امتصاص المادة اللاصقة وتشتيتها في الورق الأصلي، ومع استخدام نفس كمية المادة اللاصقة لكل وحدة مساحة، تقل قوة التماسك بين الورق الأصلي، مما يؤثر بشكل غير مباشر على قوة الضغط للكرتون المموج النهائي.

3. رطوبة الورق وطريقة معالجته

يتكون الكرتون المموج المستخدم في الورق الأصلي عادةً من ألياف نباتية، وبعد سلسلة من عمليات التصنيع، يحتوي على نسبة معينة من الماء، يُفضل أن تتراوح بين 9% و12%، مما يُسهّل عملية التشكيل. إذا كانت نسبة الماء في الورق الأصلي أقل من 9%، فإنه سيمتص الرطوبة بعد عملية التغليف ويُنتج فقاعات، مما يُقلل من مساحة التماسك بين الكرتون المموج والورق. أما إذا كانت نسبة الماء في الورق مرتفعة جدًا، فسيسهل انتشار مادة التغليف، مما يُضعف قوة التماسك.

في الوقت نفسه، يؤثر التغليف أيضًا على محتوى الرطوبة في الورق. عمومًا، في إنتاج الورق الخام، تُستخدم كمية معينة من المواد الغروية المقاومة للماء لتحسين عملية تغليف الورق الخام المقاوم للماء. تتطلب هذه العملية تغليفًا مناسبًا، بحيث لا يمتص الورق الخام الرطوبة بسهولة، للحفاظ على استقرار محتواه المائي، وضمان قوة ضغط الكرتون النهائي. مع ذلك، إذا كان التغليف عاليًا جدًا، أي محتوى الرطوبة منخفضًا، ستصبح ألياف الورق الخام هشة، مما يؤثر على قوة ضغط الكرتون. أما إذا كان التغليف منخفضًا جدًا، فلن يتمكن الورق من منع امتصاص الرطوبة، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الماء في الورق، وتمدد الألياف، وانخفاض قوة ضغط الكرتون بشكل كبير.

ثانيًا، تأثير عملية تشكيل الصناديق الكرتونية المموجة

1. حواف وأشكال تموجات الصناديق الكرتونية المموجة

تنقسم الصناديق المموجة عمومًا إلى خمسة أنواع A وB وC وE وK، وتُستخدم الأنواع الأربعة الأولى منها على نطاق واسع. يُعد النوع A من اللفائف نوعًا من الأشكال المموجة التي تم اختراعها لأول مرة، ويتميز بأكبر مسافة بين اللفائف وارتفاعها، وأقل عدد من اللفائف لكل وحدة طول. يتميز هذا الشكل بدرجة معينة من المرونة، مما يمنحه أداءً جيدًا في امتصاص الصدمات وتحمل قوة صدم كبيرة. على عكس النوعين B و A، يتميز النوع B بأقل ارتفاع للتمويج، وكثافة تمويج منخفضة لكل وحدة طول، وسطح مستوٍ للورق المقوى، وقوة سطحية عالية، ومقاومة جيدة للتشوه تحت الضغط الخارجي، وثبات جيد. يقع كل من طول وعدد التموجات لكل وحدة طول في لفائف النوع C بين النوعين A و B، وكذلك أدائهما. أما لفائف النوع E فهي رقيقة وكثيفة، وتتميز بصلابتها وقوتها، وملمسها الصلب. بناءً على الخصائص المذكورة أعلاه، تكون قوة الضغط بعد التعبئة من A إلى C ثم B ثم E من الأعلى إلى الأدنى. عمليًا، وللحصول على قوة ضغط أعلى، يُستخدم عادةً نوعان أو ثلاثة أنواع من الورق المقوى المموج بثلاث أو خمس أو سبع طبقات.

بالإضافة إلى شكل التموج، يؤثر شكل موجة التموج أيضًا على قوة ألواح الكرتون المموج والصناديق. تُعد الأشكال V و U و UV الأشكال الرئيسية الثلاثة ذات الخصائص المختلفة، كما هو موضح في الجدول 2. وكما هو واضح من الجدول، يُعد شكل UV شكل موجة مثاليًا، ويمكن للمنتجين اختيار شكل الموجة المناسب وفقًا للاحتياجات الفعلية.

2. طول وعرض وارتفاع الكراتين المموجة

بشرط أن تتوافق مادة الورق المقوى المموج مع شكل وموجة الكرتون، فإن طول وعرض وارتفاع الكرتون النهائي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمقاومته للضغط. وكقاعدة عامة، تتراوح نسبة الطول إلى العرض في الكرتون المموج بين 1 و1.8، حيث يكون تأثيرها على مقاومة الضغط ضئيلاً، بنسبة ±5% فقط. وعندما تكون هذه النسبة حوالي 1.5، تكون مقاومة الضغط للكرتون في أعلى مستوياتها. إضافةً إلى ذلك، يجب ألا يكون ارتفاع الكرتون مرتفعًا جدًا، بل ينبغي ضبطه بين 350 و650 ملم، فزيادة الارتفاع تؤدي إلى زيادة مفاجئة في عدم الاستقرار، وبالتالي انخفاض مقاومة الضغط. لذلك، عند تصميم حجم الكرتون، يُنصح بمراعاة هذه النسب الثلاث مجتمعة، لضمان حصوله على مقاومة ضغط جيدة وتقليل الهدر في التكاليف.

3. تكنولوجيا الطباعة

في ظل الاهتمام المتزايد بالدعاية للعلامات التجارية اليوم، يحظى تصميم طباعة الصناديق الكرتونية المموجة باهتمام متزايد، ولكن تقنية الطباعة ستؤدي إلى حد ما إلى انخفاض قوة تحمل الضغط للكرتون النهائي. ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في جانبين:

(1) تأثير ضغط الطباعة. ستفرض عملية الطباعة التقليدية قدرًا معينًا من الضغط على الورق المقوى المموج، وإذا كان الضغط كبيرًا جدًا فسيكون من السهل انهيار الورق المموج، وبالتالي يفقد وظيفة الضغط الأصلية؛

(2) تأثير تسرب الحبر. يُعد الحبر جزءًا لا غنى عنه في عملية الطباعة، ولكن تسربه إلى سطح الكرتون المموج يقلل بشكل كبير من قوة تحمله للضغط. وعندما تكون مساحة الطباعة كبيرة ويتكرر الطباعة عدة مرات، يصبح التسرب أكثر وضوحًا.

ثلاثة عوامل بيئية - الرطوبة

وفقًا لما سبق، فإن استخدام مواد ألياف عالية الامتصاص في صناعة الكرتون المموج يؤدي إلى انخفاض مقاومته للضغط، مما يجعله عرضةً لامتصاص الماء بسهولة. وبالإضافة إلى التحكم في محتوى رطوبة المواد أثناء التصنيع، فإن عوامل أخرى، مثل بيئة الإنتاج والتخزين والاستخدام والطقس، قد تتسبب في ارتفاع نسبة الرطوبة داخل الكرتون المموج. وبحسب تحليل بيانات البحث، فقد لوحظ أن ارتفاع الرطوبة النسبية من 40% إلى 60% أدى إلى أكبر انخفاض في مقاومة الضغط، حيث بلغ 17%. ثانيًا، في نطاق الرطوبة النسبية من 80% إلى 90%، انخفضت مقاومة الضغط بنسبة 10%. أما أقل انخفاض فكان بين 60% و80%، حيث بلغ 7%. لذا، يتضح أنه كلما زادت الرطوبة المحيطة بالكرتون المموج، زاد فقدان مقاومته للضغط.

بريد إلكتروني: hello@utstesters.com

مباشر: +8615260605085

الهاتف: +86-596-7686689

الموقع الإلكتروني: www.uttesters.com