Относительная влажность и как она влияет на бумажную продукции?

Относительная влажность

Бумага и картон, а также упаковка тестируются при относительной влажности 50%. Но действительно ли это подходящий климат для большинства конечных пользователей? Исследования на различных этапах создания говорят нам – нет. Гофрокартону часто приходится работать с относительной влажностью до 90 % и более — например, в логистике "холодной цепи". Итак, что такое относительная влажность и как она влияет на бумагу и упаковку из гофрокартона?

Относительная влажность — это термин, используемый для описания того, сколько воды может содержаться в воздухе в любой момент времени. Представьте себе утренний луг, на травинках которого собирается роса. Это максимальная относительная влажность, 100% относительной влажности. На влажность воздуха влияют повышения или понижения температуры, которые в конечном итоге переводят воду из одного состояния в другое, например, в данном случае из газа в жидкость.

Итак, что же такое относительная влажность и как она меняется?

Относительная влажность - это количество водяного пара в воздухе по отношению к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может удерживать при определенной температуре. Относительная влажность 50% означает, что при этой температуре в воздухе содержится половина максимальной емкости. Температура здесь играет ключевую роль, поскольку изменения температуры влияют на относительную влажность. Повышение температуры означает снижение относительной влажности. Снижение температуры означает увеличение относительной влажности. Это происходит потому, что воздух может удерживать больше водяного пара при высоких температурах и меньше водяного пара при низких.

Содержание влаги в бумаге сильно зависит от относительной влажности, и существует равновесная зависимость. Если относительная влажность окружающего воздуха изменяется, содержание влаги в бумаге также будет изменяться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Вследствие повышенного содержания влаги бумага размягчается. Конечным результатом является снижение прочностных свойств. 

Как связаны относительная влажность и содержание влаги в бумаге?

Содержание влаги (СВ) в бумаге сильно зависит от относительной влажности, и существует равновесная зависимость. Если относительная влажность окружающего воздуха изменяется, содержание влаги в бумаге также изменяется до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Изменение относительной влажности с 50% до 90% приводит к увеличению содержания влаги примерно на 10 процентных пунктов, и это увеличение происходит в геометрической прогрессии. Вследствие повышенного содержания влаги бумага размягчается под действием различных механизмов, что приводит к снижению прочностных свойств.

Небольшое понижение температуры приводит к большому увеличению относительной влажности.

В «холодной цепочке» поставок относительная влажность часто очень высока, небольшое понижение температуры приводит к значительному увеличению относительной влажности.

Если мы посмотрим на карту мира, отслеживая изменения относительной влажности в течение дня, мы увидим, что относительная влажность 50% встречается редко. Становится очевидным, что разные местоположения имеют большие региональные и суточные вариации.

Изменения относительной влажности в "холодной цепочке" поставок

Относительная влажность также может сильно варьироваться в логистике холодной цепочки, т.е. при транспортировке. В ходе научного исследования мы измерили изменения температуры и относительной влажности при транспортировке апельсинов. Относительная влажность в грузовике с регулируемой температурой колебалась от 70% до 99%, влияя на содержание влаги в гофроящиках.

Итак, почему упаковочная бумага измеряется только при относительной влажности 50%? Простой ответ заключается в том, что так говорят стандарты тестирования. Но если вы учтете относительную влажность в своей цепочке создания стоимости, вы, вероятно, начнете тестировать в других климатических условиях.

Что, если учесть относительную влажность?

Хорошо известно, что в течение дня погодные условия могут меняться. Меняются не только ветер, солнце и температура, но и относительная влажность. Итак, какое отношение относительная влажность имеет к бумаге и гофрированным коробкам? На самом деле очень много!

Относительная влажность, окружающая бумагу или гофрированную коробку, влияет на содержание влаги в бумаге, что влияет на прочность бумаги и, в конечном счете, на прочность гофрированной коробки. Высокая относительная влажность означает высокое содержание влаги в бумаге, что снижает прочность бумаги и, следовательно, коробки.

Как все это влияет на вашу бумажную упаковку?

Гофрокороба подвержены изменениям температуры на пути от производства к конечному потребителю. Перепады температуры приводят к изменению относительной влажности и содержания влаги в коробке, что приводит к различному уровню устойчивости к нагрузке, которой подвергаются коробки. Например, изменение относительной влажности с 50% до 90% означает, что значение BCT (испытание коробки на сжатие) для гофрокороба может быть снижено примерно на 40-60%. Степень измельчения зависит от химического состава и сочетания волокон в готовой бумаге.

Принимая все это во внимание, производительность коробки следует оценивать в более реалистичных условиях. Поэтому измерения в стандартных лабораторных условиях при температуре 23°C и относительной влажности 50% следует комбинировать с измерениями при более высокой относительной влажности, например 90%, чтобы понять, как коробка выдерживает окружающие условия во время транспортировки.

Невозможно контролировать законы природы и изменения относительной влажности. В реальной жизни относительная влажность редко остается постоянной на уровне 50%. Например, ранним утром, когда температура за ночь упала, температура может составлять 25°C, относительная влажность 65%. Позже, в яркий солнечный день, когда температура поднимется до 30°C, относительная влажность может упасть до 50% относительной влажности. На закате, когда температура снова понижается, относительная влажность повышается, возможно, до 90% относительной влажности. Таким образом, изменения относительной влажности являются единственным постоянным и очень важным фактором, который следует учитывать при оценке эксплуатационных характеристик гофрокороба.

Более подробная информация о вашей цепочке создания стоимости поможет вам более корректно подходить к проектированию и экономить деньги за счет правильного выбора материала.

*При температуре 20°C изменение относительной влажности (ОВ) с 50 до 90% приведет к увеличению содержания влаги (СВ) в бумаге с 6,5 до 14 %