《棉花包装用聚酯捆扎带》新标准的实际应用

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摘要：

本文依据棉花包装新标准GH/T 1068―2010《棉花包装用聚酯捆扎带》对新疆地区使用的棉花包装用聚酯捆扎带的一些性能进行测试，根据测试结果给予了一定的分析并且对职能部门在抽检过程中应注意的问题给出了一些建议。

关键词：标准；测试；建议

棉花包装质量是建立现代棉花流通秩序、保护棉花质量的基础[1]。棉花在田间采集后，需要在棉花轧花加工企业处理后再进行压缩捆扎打包，以便于储存和运输[2]。2010年以前全国棉花打包仍是以钢丝捆扎为主，但钢丝捆扎打包问题较多，比如说难以避免的钢材生锈，污染棉花；棉包长途运输，上下堆垛时钢丝之间摩擦起火等不安全现象；钢丝多道捆扎后受力不均，受冲击时易造成炸包。根据国家棉花质量检验体制改革方案要求，从2010/2011棉花年度开始，我国的棉花包装市场已经逐步开始尝试由过去的棉布、钢丝包装变为PET塑钢带和塑料套袋包装。PET塑钢带又叫棉花包装用聚酯捆扎带，在美国已通过农业部（USDA）检验，其性能及优点已得到美国农业部及广大轧花、纺织企业一致认可。棉花包装用聚酯捆扎带来源广泛，环保，可回收，经济效益好，特别是一些对PET废弃料回收率较高的国家[3-4]，如美国、日本及欧洲一些国家，更是大大降低了其生产成本。棉花包装用聚酯捆扎带没有金属带锋利的边缘，不会相互划破包装物，更不会伤手，剪断时无需专用工具，即使捆得再紧也不会伤人。新疆铁路部门为了解决棉包运输起火的问题，规定从2010年9月1日起停止运输钢丝包装的棉包，更是促进了棉花包装用聚酯捆扎带的推广应用。

1 新标准中的更新内容

由棉花加工行业协会、科研机构、打包机和棉花包装材料制造企业以及棉包运输机构、纤维检验机构等单位参与修订的GB 6975―2007 《棉花包装》国家强制性标准，已于2008年4月1日正式实施，代替了原有的GB/T 6975―2001。而2011年3月1日开始实施的GH/T 1068―2010《棉花包装用聚酯捆扎带》以GB 6975―2007《棉花包装》国家标准为基础，技术内容与GB 6975―2007《棉花包装》和GB/T 22344―2008《包装用聚酯捆扎带》相协调，且部分指标兼顾了棉花包装的特点，适用于棉花包装的具体需要，将标准中“塑料捆扎带”具体化为“棉花包装用聚酯捆扎带”性能指标，使其更具针对性、适用性和可操作性。

试验环境上，新标准中规定参考GB/T 2918―1998塑料试样状态调节和试验的标准环境；外观上，GH/T 1068―2010规定了应光滑平整，颜色均匀，不得有毛刺、气泡、穿孔、扭曲、破损及明显杂质；在定制长度、宽度、厚度及镰刀弯上，GH/T 1068―2010规定了不同规格代号的允差范围，2012/2013年度新疆地区送检的棉花包装用聚酯捆扎带规格均为190140，即宽度公称要求为19.0mm，允差偏差±0.76 mm；厚度公称为1.4mm，允差偏差±0.06mm，刀弯≤100/1850（mm/mm），2012/2013年度新疆地区送检的定制长度捆扎带一般用于包型为Ⅰ的棉包捆扎，范围在2230mm～2260mm之间，允许偏差为±10mm；纵向开裂性、断裂伸长率、接头剥离力、接头拉断力、抗拉强度指标在GH/T 1068―2010中因规格不同要求也不同。190140规格的纵向开裂性为≤2/10（n/10），接头剥离力≥200N，抗拉强度≥410MPa，断裂伸长率12%～18%（GH/T 1068―2010中规定试验设备应符合GB/T 17200，测试方法按GB/T 22344―2008中的6.5.1进行），接头拉断力≥9270N（测试方法按GB/T 22344―2008中的6.5.2进行）。

虽然新标准GH/T 1068―2010《棉花包装用聚酯捆扎带》在2011年就已经实施，但在2012/2013棉花年度开始之前新疆地区还没有真正使用过新标准进行检测，笔者有幸参与到第一个使用新标准的棉花年度（2012/2013年度）检测工作，并对全疆所有送检企业送来的棉花包装用聚酯捆扎带按照新标准的要求做了检测分析。

2 试验

2.1 试验环境

试验的标准环境按标准环境代号23/50和等级2进行状态调节和试验（即空气温度为23℃，温度容许偏差±2℃，相对湿度50%，容许偏差±10%），试样状态调节时间为24h。如果为仲裁检验，则标准环境按标准环境代号23/50和等级1进行状态调节和试验（即空气温度为23℃，温度容许偏差±1℃，相对湿度50%，容许偏差±5%）。

2.2 试验设备及仪器

WDW-50A1数显电子万能试验机（规格50kN），数显千分尺，2m钢直尺，300mm钢直尺，剪刀，开口大于捆扎带宽度的钢丝钳，以上仪器设备均经过新疆计量院认证。

2.3 试验材料及方法

试验材料：为全疆804家使用棉花包装用聚酯捆扎带的企业送检过来的样带，样带的生产单位有南通御丰塑钢包装有限公司、常州远东塑料机械有限公司、北京中棉自立包装材料有限公司等一些企业。

捆扎带厚度与宽度、定制长度、镰刀弯、外观及纵向开裂性：均按照新标准上的要求进行测量。

抗拉强度、接头拉断力、断裂伸长率：力学性能的检测应在样带生产72h之后进行，试样长度按标距和专用夹具尺寸确定，直接在样带上截取所需长度的捆扎带作为试样，有效试样的数量为5个；将试样放在夹具中务必使试样的长轴线与试验机的轴线成一条直线。当使用夹具对中销时，为得到准确对中，应在紧固夹具前稍微绷紧试样，然后平稳而牢固地夹紧夹具，以防止试样滑移；试样的标距为100mm，试验速度为 （100±10）mm/min，直接在负荷指示装置上读取拉断力、抗拉强度；测定试样标距的伸长量并计算以百分数表示的断裂伸长率；断裂伸长率取两位有效数字，拉断力修约至十位数。断在标距以内且无明显缺陷导致过早破坏时试样为有效试样。当试样在夹具内出现滑移或在标距外断裂，或由于明显缺陷导致过早破坏时，该试样为无效试样，应另取试样重新试验。抗拉强度、拉断力和断裂伸长率以5个有效试样的算术平均值作为试验结果。

1040总则中规定运算公式如下：

（1）

δ―― 拉伸应力，MPa；

F ―― 所测的对应负荷，N；

A――试样原始横截面积，mm2。

因为1040.1中4.3.3规定拉伸强度（即抗拉强度）为在拉伸试验过程中，试样承受的最大拉伸应力；因此抗拉强度即为捆扎带被拉断时的对应负荷除以试样横截面积，在计算机中输入测量的横截面积，抗拉强度可以直接读取出来。

（2）

ε――断裂伸长率，%；

l2――试样拉断时的标距，mm；

l1――试样初始标距，mm。

接头剥离力：将试样焊接点的另一端轻轻分开至高焊点至少100mm，与焊接点端垂直呈180?T形，再将分开的两端分别夹在两个夹具内。启动试验机，对试样进行剥离，动夹持器的工作速度为（100±10）mm/min，匀速运动，测量误差小于1%，试样的破坏负荷应处于量程的15%～85%范围内，试样长不小于500mm，将5个试样的最大剥离力的算术平均值作为测定值。

3 结果与讨论

GH/T 1068―2010中规定，如果外观、规格及允许偏差、抗拉强度、断裂伸长率、接头拉断力、接头剥离力、纵向开裂性中有一项不达标，可随机在原批中抽取双倍样品对不合格项目进行复检，如复检结果仍不合格，则判定为不合格。因此依据此判定标准，对试验中的每一个单项的检验结果进行讨论分析。

3.1 规格尺寸的合格率

对于全疆送检的804批棉花包装用聚酯捆扎带的规格尺寸试验结果见表1。初检合格后的批次不再复检，初检后合格率为初检合格批次与受检总批次之比，复检后合格率为初检和复检合格批次与受检总批次之比（表1）。

表1 规格尺寸合格率

通过表1可以看出，镰刀弯和定制长度两个检测项目对于一批受检产品的最终合格率基本无影响。厚度和宽度对于最终的合格率虽然有一定影响，但是复检的产品都合格，而且图1反映了宽度合格的样带中有89.81%的尺寸分布在18.80mm～19.30mm之间，与GB中的规定相比，宽度误差很小且分布集中。厚度合格的样带中有58.22%在1.4mm以下，34.25%的样带是在标准的1.4mm，厚度不超过1.4mm的合格样带占92.47%，说明了企业生产的捆扎带大部分都是按照GB中厚度规定误差范围的下限进行的。企业为了经济利益，在某些检验项目上按照GB误差范围的下限走，也说明了GB中的规定有待补充和改善；复检样带均为初检不合格企业再次送检的样品，都合格说明了很多生产企业具有达到GB规定的技术。

图1 宽度厚度分布范围

3.2 力学性能指标的合格率

对于全疆送检的804批棉花包装用聚酯捆扎带的力学性能试验结果见表2。

表2 力学性能指标合格率

接头拉断力和接头剥离力两个检验项目主要是看送检企业使用焊接机对捆扎带的焊接情况，如表2所示通过对受检样带试验分析，发现大部分企业焊接技术还是达标的，焊接牢度不均是造成很多送检样带不合格的主要原因，影响焊接效果的因素很多，焊接机的性能、操作使用者的规范程度、操作使用环境的洁净度以及环境温湿度（尤其是新疆这样早晚温差大的地区）等多种因素都不同程度影响着焊接质量，通过图2可以看出合格的样带中，接头剥离力大部分集中在200N～300N这个范围内，超过400N的很少，接头拉断力的分布相对集中在9270N～11000N这个范围内，其中10000N～11000N这个范围分布较多，在检验过程中还发现有的企业焊接技术能达到很高的水平，接头剥离力超过了600N，接头拉断力能高达13000N，但是每年的抽检现场往往看到的情况不尽如人意，崩包炸包的现象还时有发生，这说明了送检企业在获得检验合格报告后，往往在生产过程中不严加管理，为了省时间简化工序或者焊接不认真，因此作为管理部门还需要加强后续的监督工作，经常定期抽检，对于送检合格抽检不合格的企业加大处罚力度。由于抗拉强度、断裂伸长率、纵向开裂性这3个检验项目与接头剥离力、接头拉断力来自同一批次的不同样带，为光滑样带并不需要焊接，因此分开来讨论。

图2 接头拉断和接头剥离分布范围

通过图3，我们可以看出合格批次中破裂点数主要为0个或者1个，抗拉强度的范围主要分布在410MPa～435MPa和435MPa～460MPa两个范围内，其中以410MPa～435MPa居多，断裂伸长率分布得比较平均，合格范围内的各个数值均不同频率的出现过，其中以13%和16%比较多。为了探究这3个受检项目对产品合格率的影响，选取破裂点数0个、1个，抗拉强度426MPa和441MPa，断裂伸长率13%和16%，通过正交试验对结果进行方差分析。因素水平表和方差分析表分别见表3和表4。

图3 断裂伸长率、抗拉强度和破裂点分布范围

表3 因素水平表

通过方差分析我们可以看出交互作用A×B显著，因素A、B、C及交互作用A×C、B×C作用均不显著。各因素对试验结果影响的主次顺序为A×B、A、A×C、C、B×C、B。说明了在受检过程中，受检批次的合格率受抗拉强度和断裂伸长率两者综合作用的影响较大，因此相关部门在抽检过程中对于这两项指标要着重检查。

4 结语

本次检测历时3个多月，通过送检样品受检项目的检测，我们发现在受检的10个项目中，镰刀弯初检全部合格，新标准GH/T 1068―2010《棉花包装用聚酯捆扎带》中规定样带的最大拱曲距离即为镰刀弯，在1850mm的长度上，最大拱曲距离不得超过100mm，但是在实际的测量中我们发现所有批次的样带中拱曲距离最大的也只有16mm，因此根据本次试验数据所反映的问题，建议新标准再次修改的时候可以降低最大拱曲距离规定的高度或者取消此项检验。外观质量为主观裁定，受检的804批样品均合格。定制长度、宽度和厚度这些规格尺寸方面的受检项目对于一批样带的最终合格率虽然有一些影响但是基本可以忽略不计。在力学性能方面的检测中，抗拉强度、断裂伸长率、纵向开裂性、接头剥离力和接头拉断力这五项受检项目对一批样带的最终合格率影响较大，因为这些力学性能指标很容易反映出一个厂家在生产过程中的技术优劣程度，其中通过正交试验分析，发现了抗拉强度和断裂伸长率两者综合作用对一批产品的最终合格率影响比较显著，因此建议相关的职能部门在进行抽检过程中时着重先检查这两个检验项目。

据不完全统计，2012年供给全疆800多家生产企业的棉花打包带产值大约有1亿元。聚酯捆扎带为棉花包装新材料的推广和循环物料应用创造了价值，而新标准中的许多规定也使棉花包装更加趋于标准化、市场化和国际化。由于每批打包带的受检项目众多，因此相关职能部门在监督抽检过程中可以根据试验所反馈出来影响因素的大小进行逐步检查，主要因素进行优先检验，这样使得监管更加精细化科学化。

参考文献：

[1]韩金，刘文婷.新型棉花包装材料在使用中存在的问题及解决措施探讨[J].中国棉花加工，2011（4）：4-6.

[2]葛乐通.“以PET代钢”是棉花捆扎打包的必然趋势[J].包装工程，2007，28（7）：208-209.

[3] Carl.Steel Straps Superseded[J]. kunststoffe international.2008，98（8）：49-50.

[4] Frank Welle. Twenty years of PET bottle to bottle recycling―An overview[J].Resources， Conservation and Recycling.2011，55：865-875.

（作者单位：陈星雨，新疆大学；王旭，新疆维吾尔自治区纤维检验局；张慧芳，新疆芳婷针织有限公司）