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一、瓦楞紙板的物理強(qiáng)度指標(biāo)

瓦楞紙板的物理強(qiáng)度指標(biāo)主要包括瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度和粘合強(qiáng)度以及瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度。

首先談一下影響瓦楞紙板及瓦楞紙箱強(qiáng)度指標(biāo)的原紙的兩個決定性技術(shù)指標(biāo)：耐破指數(shù)和橫向環(huán)壓指數(shù)。

 

1、箱板紙的耐破指數(shù)

箱板紙的耐破指數(shù)是箱板紙的耐破度與箱板紙的定量之比，即：X＝Bur／W．

式中：X－耐破指數(shù)(kpa·m2／g)

Bur—耐破度(kpa)，指試樣破裂時，儀器的壓力表上指示的讀數(shù)。

W—定量(g／m2)

 

箱板紙的耐破指數(shù)是國家標(biāo)準(zhǔn)CBl3024—2003中要求的重要技術(shù)指標(biāo)。對于瓦楞原紙，國家標(biāo)準(zhǔn)CBl3023—91中并不要求耐破度指標(biāo)，而生產(chǎn)雙瓦楞紙板時芯紙一般都采用瓦楞原紙，芯紙影響到雙瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度，這就要求對用在芯紙上的瓦楞原紙耐破度進(jìn)行測試，建立瓦楞原紙耐破度質(zhì)量表。

 

2橫向環(huán)壓指數(shù)

橫向環(huán)壓強(qiáng)度是指將12．7x152mm的試樣插入一試樣座內(nèi)，形成圓環(huán)形，然后在兩測量板之間進(jìn)行壓縮，在壓潰前所能承受的最大壓力。橫向環(huán)壓指數(shù)是橫向環(huán)壓強(qiáng)度與定量之比，即：r=R／W=N／L·W

式中：r—橫向環(huán)壓指數(shù)(N·m／g)

R—橫向環(huán)壓強(qiáng)度(N／m)，R=N／L

N—橫向環(huán)壓力

L—試樣長度，標(biāo)準(zhǔn)長度為0．152m

W—定量(g／ms)

根據(jù)顧客對瓦楞紙箱各項(xiàng)物理強(qiáng)度指標(biāo)的要求，逐項(xiàng)計(jì)算出符合質(zhì)量要求所選擇的箱板紙和瓦楞原紙技術(shù)指標(biāo)，最后取最高項(xiàng)，以便能夠滿足全部物理強(qiáng)度要求，根據(jù)原紙的技術(shù)指標(biāo)即可選擇對應(yīng)的箱板紙和瓦楞原紙。

 

3瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度(Kpa)

在試驗(yàn)條件下，瓦楞紙板在單位上所能承受的垂直于試樣表面的均勻增加的最大壓力，就是瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度。耐破強(qiáng)度的試驗(yàn)方法是從三個樣箱中的每個樣箱上各取四塊規(guī)格為100mmx1OOmm無印刷、無水印、無折痕或明顯損傷的耐破試驗(yàn)樣塊共計(jì)12塊，開啟試樣的夾盤，將試樣夾緊在兩試樣夾盤的中間，然后開動測定儀，以(170±15)mL／min的速度逐漸增加壓力。

在試樣爆破時，讀取壓力表上指示的數(shù)值，然后松開夾盤，使讀數(shù)指針退回到開始位置。當(dāng)試樣有明顯滑動時應(yīng)將數(shù)據(jù)舍棄。以正F反面各10個貼向膠膜的試樣進(jìn)行測定，以所有測定值的算術(shù)平均值來表示。

耐破強(qiáng)度是衡量瓦楞紙板質(zhì)量的重要指標(biāo)，早期，全部瓦楞紙板的規(guī)范主要以耐破強(qiáng)度為基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)表明瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度只與面里紙、中層墊紙有關(guān)，坑紙對耐破強(qiáng)度影響不大，估算瓦楞紙板耐破強(qiáng)度可用下式計(jì)算：

B＝∑Bi*0.95

式中：B—瓦楞紙板耐破度

Bi—面里紙、中層墊紙的耐破度

0.95為劣化系數(shù)

 

4瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度(N／m)

 在瓦楞方向上，一定厚度(25mm)的瓦楞紙板，單位長度所能承受的垂直均勻增大的力即為瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度。

邊壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法是從三個樣箱中的每個樣箱無機(jī)械壓痕印刷痕跡和損壞的部位各取三塊瓦楞方向?yàn)槎踢?25x100)mm試驗(yàn)樣塊共計(jì)9塊(這是強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，對邊壓強(qiáng)度的試驗(yàn)樣塊，要嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)取樣器來取樣，否則對測試結(jié)果影響極大)，將試樣置于試驗(yàn)儀下壓板正中間，使試樣的瓦楞方向垂直于兩壓板，用導(dǎo)塊支持試樣，使試樣的表面垂．直于壓板，開動試驗(yàn)儀施加壓力。

當(dāng)加壓接近50N時移開導(dǎo)塊，直至試樣壓潰，記錄試樣所能承受的最大壓力，對測試結(jié)果，求出算術(shù)平均值，并按下列公式計(jì)算出邊壓強(qiáng)度：

ECT＝F*1000／L

式中：ECT—邊壓強(qiáng)度(N／m)

F—試樣承受最大壓力(N)

L—試樣長邊尺寸(mm)

當(dāng)試樣為標(biāo)準(zhǔn)長度L=100mm，則P=1OF

瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度基本取決于箱紙板和瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度，并且與瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝、瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)、楞形、粘合劑的質(zhì)量等因素有關(guān)，計(jì)算公式為：

瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度(N／m)ECT=各層原紙的環(huán)壓強(qiáng)度值之和×（1+δ）

式中：δ—楞型系數(shù)之和，參考值如下：

A型瓦楞一般為：0．12

B型瓦楞一般為：0．08

C型瓦楞一般為：0．10

原紙的環(huán)壓強(qiáng)度值：環(huán)壓指數(shù)x定量

由于面里紙的定量通常比瓦楞原紙的定量高，所以面里紙的橫向環(huán)壓強(qiáng)度也比較高，因此，邊壓強(qiáng)度主要由面里紙的定量所決定的，雖然如此，但提高邊壓強(qiáng)度最容易和最經(jīng)濟(jì)的方法是增加瓦楞原紙的定量。

 

5瓦楞紙板的粘合強(qiáng)度(N／m·楞)

粘合強(qiáng)度是指瓦楞芯紙與面紙或里紙的結(jié)合程度，是保證瓦楞紙板成為整體結(jié)構(gòu)的一個重要因素。粘合強(qiáng)度測試方法是：從三個樣箱中每個樣箱上取四塊規(guī)格為25mmx80mm的粘合試驗(yàn)樣共計(jì)12塊，將專用的針形附件上、下分別插入試樣的楞紙與面里紙(或楞紙與芯紙之間)，然后將插入針形附件的試樣放人壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)儀中施壓，使其做相對作用，直至試樣剝離為止。

增加粘合劑涂量一般可提高粘合強(qiáng)度，原則上只要粘合強(qiáng)度等于原材料纖維自身結(jié)合強(qiáng)度即可。過高的粘合強(qiáng)度往往是在楞頂上涂布過多粘合劑的結(jié)果，它將導(dǎo)致瓦楞楞峰與面紙粘結(jié)面過大，使瓦楞楞峰由U形變成矩形，降低了楞高，出現(xiàn)“搓板”狀外型，結(jié)果使瓦楞紙板的其它性能惡化。

正常情況下，瓦楞楞峰面上粘膠寬度為1．5mm，最多不超過2mm為宜，淀粉粘合劑用量約為10—15g／m2。粘合強(qiáng)度取樣規(guī)則是取楞長為25mm，寬度為80mm的瓦楞紙板，這就要求在計(jì)算粘合強(qiáng)度值時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

首先把80mm寬度中有多少個楞算準(zhǔn)，同時乘以每個楞的長度值25mm，把它變成被測瓦楞紙板試樣所具有的楞的總的長度值。

按下列公式求出所測試樣楞型所具備的實(shí)際楞數(shù)(取整數(shù))：

X＝L2xQ／L1式中

X：—一定長度單位內(nèi)試樣的實(shí)際楞數(shù)，個

LI：—標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同楞型檢驗(yàn)的單位長度(300mm)

L2：—試樣長度值(80mm)

Q：—標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定單位長度內(nèi)楞型的數(shù)量(個)

對測試結(jié)果，求出算術(shù)平均值，并按下列公式計(jì)算出粘合強(qiáng)度。

A＝F／Xxl

式中：A：—粘合強(qiáng)度，N／m楞

F：—試樣被全部分離時所需的力；N

L：—試樣楞方向長度(m)，為0．025m

 

6瓦楞紙板的戳穿強(qiáng)度(J)

戳穿強(qiáng)度是指在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，用特定形狀的角錐穿過紙板所需的功，即包括穿刺、拉伸、撕裂、彎折成孔所需的能量。

戳穿強(qiáng)度反映瓦楞紙板抗拒外力破壞的能力，與耐破度表現(xiàn)的靜態(tài)不一樣，戳穿強(qiáng)度所表達(dá)的是瓦楞紙板動態(tài)強(qiáng)度，比較接近紙箱在運(yùn)輸、裝卸時的實(shí)際受力情況，因此各國更加重視檢驗(yàn)瓦楞紙板的戳穿強(qiáng)度。

戳穿強(qiáng)度的試驗(yàn)方法是從三個樣箱的每個樣箱的箱壁上各取四塊規(guī)格為175x175nun的試樣戳穿試驗(yàn)樣塊共計(jì)12塊，將所取試樣分別以正反面縱向和下、反面橫向依次放在具有固定力(250N—1000N)的帶透孔的夾板中間，選擇和測試相適應(yīng)的測量范圍，調(diào)整零位，把指針撥到最高刻度值，然后啟動釋放裝置，使擺臂推動角錐穿透試樣，讀取實(shí)測值，對測試的結(jié)果，求出算術(shù)平均值。

 

7瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度

瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度僅適用于對封閉式瓦楞紙箱空箱檢測，其是作為一完整包裝而言，目前有許多瓦楞紙箱采用底托盤包裝，瓦楞紙箱僅為箱體的一部分。

即瓦楞紙箱底部為敞開式，這類包裝方式在抗壓方面主要是內(nèi)裝產(chǎn)品及襯墊來支撐起作用，不必要要求瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度，如果一味的強(qiáng)調(diào)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度，一方面保證不了測定的抗壓強(qiáng)度穩(wěn)定性，又造成成本的浪費(fèi)。瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度應(yīng)特別適用于奶制品類的軟包裝瓦楞紙箱

瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度是指瓦楞紙箱空箱立體放置時，對其兩面勻速施壓，箱體所能承受的最大壓力值N。

抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的檢測方法是將樣箱立體合好，用封箱膠帶上、下封牢，放人抗壓試驗(yàn)機(jī)下壓板的中間位置，開機(jī)使上壓板接近空箱箱體，然后啟動加壓標(biāo)準(zhǔn)速度，直至將紙箱壓潰，讀取實(shí)測值，即為抗壓強(qiáng)度，同一批次紙箱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的偏差越小抗壓性能就越穩(wěn)定。

抗壓測試過程分四個階段：第一是預(yù)加負(fù)荷階段，以保證瓦楞紙箱與抗壓試驗(yàn)機(jī)壓板接觸；第二是橫壓線被壓下階段，此時負(fù)荷略有增加變形量變化就會很大；第三是瓦楞紙箱側(cè)壁受壓階段，此時負(fù)荷增加快，變形量增加緩慢；第四是瓦楞紙箱被完全破壞時為瓦楞紙箱的壓潰點(diǎn)。

瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度分為有效值與最終值，在進(jìn)行抗壓測試時，力值的變化有時有一定的緩沖，既當(dāng)力值與變形量增加到一定階段以后，力值停止而變形量繼續(xù)增加，經(jīng)過一段時間后，力值繼續(xù)增加，直至紙箱的潰點(diǎn)，在緩沖前的力值為有效值，緩沖前的變形量為有效變形量，緩沖以后，力值雖然繼續(xù)增加。

但紙箱開始變形，已達(dá)不到紙箱本身的使用要求，一般情況下，單瓦B瓦變形量在7以前、單瓦C瓦變形量在9mm以前、單瓦A瓦變形量在10mm以前、雙瓦BC楞箱變形量在18mm以前，雙瓦AB楞箱變形量在20mm以前，測試力值應(yīng)達(dá)到抗壓強(qiáng)度的有效值。紙箱質(zhì)量越好，抗壓強(qiáng)度的有效值越高，有效值和最終值的偏差就越少。

根據(jù)客戶產(chǎn)品堆碼高度或堆碼層數(shù)要求，計(jì)算出瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度的預(yù)定值：

P=KxC(H／h—1)x9．8或P=KxC(C一1)x9．8式中：P：—抗壓力值，N；

K：—劣變系數(shù)(強(qiáng)度系數(shù))；

C：—單件包裝毛重；kg

H：—堆碼高度；m

h：—箱高；m

H／h：取整位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后面無論大、小都加1。

C：—堆碼層數(shù)

貯存期	劣變系數(shù)K
小于30天	1.6
30天～100天	1.65
100天以上	2

注：劣變系數(shù)（強(qiáng)度系數(shù)）K根據(jù)紙箱所裝貨物的貯存期和貯存條件決定。

預(yù)定了瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度以后，即可選擇合適的箱板紙、瓦楞原紙來生產(chǎn)瓦楞紙板，確保達(dá)到瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度。

 

影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的因素較多，這些因素交互發(fā)生作用，只有充分認(rèn)識弄清這些因素影響的規(guī)律，才能準(zhǔn)確預(yù)測出瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度值，以滿足顧客的需求。

 

瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度對抗壓強(qiáng)度的影響

 

計(jì)算瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度最常用的是采用Kellicutt凱里卡特公式：

P=ECT｛4ax2/Z｝2/3·Z·J

式中ECT—紙板邊壓強(qiáng)度（lb/in）；ax2—瓦楞常數(shù)：J—楞型常數(shù)；Z—紙箱周長（in）；P—紙箱抗壓強(qiáng)度（lb）

比較簡易的計(jì)算公式是：

P=5.874×ECT×√T×C

式中P—抗壓強(qiáng)度，N

ECT—邊壓強(qiáng)度，N/m

T—紙板厚度，m

C—紙箱周長，m

 

從瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的計(jì)算公式可以看出，瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度主要取決于紙板邊壓強(qiáng)度，又稱為垂直抗壓強(qiáng)度，是對瓦楞紙板試樣以垂直方向施加壓力，施壓過程中紙板所能承受的最大力即為紙箱的邊壓強(qiáng)度。

 

瓦楞紙板的楞型對紙板邊壓強(qiáng)度的影響:

 

人們把發(fā)明的第一個瓦楞形狀定為A型瓦楞，其次發(fā)明了B型瓦楞，后來又發(fā)明了駕于A、B楞型大小之間的C楞，之后發(fā)明了E楞，而后又出現(xiàn)了較大的D楞、K楞。近年來，人們又研發(fā)了微型瓦楞，有F、G、N、O等楞型。

 

目前最常用的瓦楞類型為A、B、C、E和K五種，國內(nèi)外生產(chǎn)瓦楞紙箱最常用的是A、B、C三種楞型及其組合,瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度的高低依次為AB、BC、A、C、B，另外根據(jù)紙箱箱型選擇合適的楞型也很關(guān)鍵，在人們的意識中，往往認(rèn)為楞型越大，紙箱的抗壓強(qiáng)度越高，容易忽視楞型對變形量的影響。

 

楞型越大，紙箱的抗壓強(qiáng)度越大，變形量越大；楞型越小，紙箱的抗壓強(qiáng)度越小，變形量越小。如果紙箱過大，楞型卻很小，紙箱在抗壓測試時就很容易被壓潰；紙箱過小，楞型卻很大，抗壓測試時會造成變形量過大，緩沖過程長。

 

紙箱的周長、高度尺寸及長寬比對抗壓強(qiáng)度的影響：

 

紙箱的周長影響：

 

在用料和楞型相同的情況下，紙箱周長的增長與抗壓強(qiáng)度的增長會形成一種變化的曲線，開始紙箱的周長越長，抗壓強(qiáng)度越高，但隨著紙箱周長的加大，增加了紙箱的不穩(wěn)定性，在紙箱周長達(dá)到一定階段后，所能承受的抗壓強(qiáng)度會呈現(xiàn)按一定比例的遞減。(圖1紙箱周長與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系)

圖1紙箱周長與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

 

紙箱的高度影響：

高度在100~350mm時，抗壓強(qiáng)度隨著紙箱的高度增加而稍有下降；高度在350~650mm之間時，紙箱的抗壓強(qiáng)度幾乎不變；高度大于650mm時，紙箱的抗壓強(qiáng)度隨著高度增加而降低。主要原因是隨著紙箱的高度增加，其穩(wěn)定性也會相應(yīng)地增加。

 

紙箱的長寬比影響：

一般情況下，紙箱的長寬比在1~1.8的范圍內(nèi)，長寬比對抗壓強(qiáng)度的影響僅為±5%。其中紙箱的長寬比RL＝1.2~1.5時，紙箱的抗壓強(qiáng)度最高。紙箱的長寬比為2：1時，其抗壓強(qiáng)度下降約20%，因此確定紙箱尺寸時，長寬比不宜超過2，否則會造成成本浪費(fèi)。(圖2紙箱的長寬比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系)

 

圖2紙箱的長寬比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

 

紙箱的放置方法對抗壓強(qiáng)度的影響：

 

裝滿貨物的紙箱，可能有三個放置方向，即平放、橫放和豎放。平放是瓦楞垂直于地面，也是正確的放置。橫放和豎放均會導(dǎo)致不利結(jié)果。如平放強(qiáng)度為100，則橫放和豎放的強(qiáng)度分別為60和40。這就要求在倉庫堆碼或在運(yùn)輸工具上都應(yīng)該采取正確的放置方法。

 

紙箱的堆碼方式對抗壓強(qiáng)度的影響：

 

紙箱豎楞方向承受的壓力大大超過橫楞方向，紙箱堆碼時應(yīng)保持豎楞方向受壓。在紙箱的整個承壓過程中主要是四個角受力，約占整個受力總量的三分之二，箱角部位承受的壓力最高，離箱角越遠(yuǎn)，承壓力越低，因此應(yīng)盡量減少對紙箱四個角周圍瓦楞的破壞，在堆碼時應(yīng)盡量保持箱角與箱角對齊疊放。(圖3抗壓強(qiáng)度負(fù)荷的分布狀態(tài))

 

紙箱堆碼方式很多，但總結(jié)起來可分為兩種形式:縱行堆碼和交替堆碼。采用縱行堆碼時，紙箱的抗壓強(qiáng)度下降18%左右，而交替堆碼的強(qiáng)度下降為55%左右，交替堆碼不易側(cè)倒。下面幾種堆碼方式按abcdef順序?qū)埾淇箟簭?qiáng)度的降低依次加大。(圖4各種堆碼方式)

 

a重疊堆碼b井字堆碼c鎖式回轉(zhuǎn)堆碼

d瓦形堆碼e中間堆碼f十字堆碼

圖4各種堆碼方式

 

紙箱的堆碼時間對抗壓強(qiáng)度的影響：

 

紙箱的抗壓強(qiáng)度隨著裝載時間的延長而降低，這種現(xiàn)象稱為疲勞現(xiàn)象。試驗(yàn)表明，在兩個小時以后，紙箱的抗壓強(qiáng)度減少是明顯的，在長期載荷的作用下，只要經(jīng)歷一個月的時間，紙箱的抗壓強(qiáng)度就會下降30%，90天的保管堆裝就會造成大約45%的抗壓強(qiáng)度降低，在經(jīng)歷一年后，其抗壓強(qiáng)度就只有初始值的50%。在設(shè)計(jì)紙箱材質(zhì)時，對流通時間較長的紙箱應(yīng)提高其安全系數(shù)。(圖5紙箱的堆碼時間對抗壓強(qiáng)度)

圖5紙箱的堆碼時間與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

 

安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法：

 

一般情況下，國內(nèi)的安全系數(shù)選3～5倍。安全系數(shù)可以在各種各樣的導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度的主要因素確定的前提下進(jìn)行計(jì)算：

k=1/(1-a)(1-b)(1-c)(1-d)(1-e)…

a：溫濕度變化導(dǎo)致的降低率

b：堆放時間導(dǎo)致的降低率

c：堆放方法導(dǎo)致的降低率

d：裝卸過程導(dǎo)致的降低率

e：其他因素導(dǎo)致的降低率

 

其中降低率可以參考下表：

溫濕度變化	裝箱后流通環(huán)境存儲于干燥陰涼環(huán)境	裝箱后陸地流通，但環(huán)境溫濕環(huán)境變化大	裝箱后入貨柜，走海運(yùn)出口
抗壓強(qiáng)度降低率	10%	30%	60%
堆放時間	堆放時間不超過1個月	堆放時間1～2個月	堆放時間3個月以上
抗壓強(qiáng)度降低率	15%	30%	40%
堆放方法	角對角平行式堆碼	不能箱角完全對齊，但堆放整齊	堆放雜亂
抗壓強(qiáng)度降低率	5%	20%	30%
裝卸過程	裝卸一次，裝卸時很少受到撞擊	多次裝卸，但裝卸時對紙箱撞擊較少	多次裝卸，裝卸中常受撞擊
抗壓強(qiáng)度降低率	10%	20%	50%
其他因素	增加防水耐潮添加劑	內(nèi)裝物本身為貴重易損物件，對紙箱的保護(hù)性要求非常高
抗壓強(qiáng)度降低率	-10%	60%

紙箱印刷工藝對抗壓強(qiáng)度的影響

 

紙箱版面的印刷面積、印刷形狀及印刷位置對紙箱抗壓強(qiáng)度的影響程度各不相同?？偟膩碚f，印刷面積愈大，紙箱抗壓強(qiáng)度的降低比率也愈大。滿版實(shí)地，塊狀及長條狀印刷對抗壓強(qiáng)度的影響比較大，設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量避免。就紙箱印刷位置而言，印刷在正側(cè)嘜中間部位較邊緣部位的抗壓高。（圖6圖7圖8）

 

大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，單色印刷使紙箱的抗壓強(qiáng)度降低6％～8％，雙色及三色印刷使紙箱的抗壓強(qiáng)度降低10％～15％，四色套印及整版面實(shí)地印刷使紙箱抗壓強(qiáng)度下降約20％。對于多色印刷，采取先印刷，再覆面模切的預(yù)印加工工藝可以有效降低紙箱因印刷而造成抗壓強(qiáng)度減損的幅度。

圖6印刷面積對抗壓強(qiáng)度的影響

                        圖8印刷位置的影響

紙箱的生產(chǎn)工藝對抗壓強(qiáng)度的影響

 

通過試驗(yàn)得出，在同樣條件下，紙箱的橫壓線每加寬1mm，紙箱的抗壓強(qiáng)度下降90N～130N，變形量增加約2mm。壓線過寬，會造成紙箱在抗壓測試時力值增加緩慢，有效力值小，最終變形量大。為保證抗壓強(qiáng)度，我們應(yīng)盡量改善生產(chǎn)工藝，降低各工序?qū)埾淇箟簭?qiáng)度的影響。

 

如紙箱在進(jìn)行模切加工過程中，由于受到外部重壓，紙箱的瓦楞會受到不同程度的損害，因而抗壓強(qiáng)度也會下降。比較而言，平壓平模切對抗壓強(qiáng)度影響較小，圓壓圓及圓壓平模切對抗壓影響則大一些。

 

譬如與印刷機(jī)連動的弧形啤切，可導(dǎo)致紙箱抗壓強(qiáng)度減少25％以上。為能很好地封上紙箱的封蓋，在模切工序中，如進(jìn)行高低壓線加工會使紙箱的抗壓強(qiáng)度降低10％～20％。預(yù)防降低的方法通常是在高低線下再加一條杠線或者是高線采用比較粗的杠線。（圖9壓線工藝對紙箱的抗壓強(qiáng)度的影響）

圖9壓線工藝對紙箱的抗壓強(qiáng)度的影響

 

紙箱堆放的溫濕環(huán)境和紙箱含水率對抗壓強(qiáng)度的影響

 

紙箱對溫濕環(huán)境比較敏感，溫度對紙箱的抗壓強(qiáng)度影響較小，但濕度則非常明顯。隨著溫度和濕度的增加，紙箱的抗壓強(qiáng)度呈明顯下降趨勢，在溫度30℃、濕度80%RH時開始急劇下降，當(dāng)溫度為45℃、濕度95%RH時，抗壓強(qiáng)度下降幅度可達(dá)60%以上，很容易造成紙箱坍塌，造成此種情況的主要原因是漿糊在高溫高濕下易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象的緣故。

 

由于瓦楞紙板由漿糊粘合而成，通常情況下瓦楞紙板糊線部位的漿糊為固態(tài)，但如果紙箱長時間存放在高溫高濕的環(huán)境，漿糊會產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，從而造成瓦楞板粘合位脫離，導(dǎo)致紙箱抗壓強(qiáng)度急劇下降。（圖10紙箱堆放的溫濕環(huán)境和紙箱平衡含水率的關(guān)系）

圖10紙箱堆放的溫濕環(huán)境和紙箱平衡含水率的關(guān)系

 

實(shí)驗(yàn)表明，紙箱抗壓強(qiáng)度與含水率的關(guān)系如下：P=a×0.9x

式中

P——紙箱耐壓強(qiáng)度

a——水分0%時耐壓強(qiáng)度

x——紙板含水率的100倍

 

通過上式可以計(jì)算出，當(dāng)紙箱水分從10%提高到14%時紙箱強(qiáng)度下降30%以上，因此對于在潮濕環(huán)境下流通的紙箱，最好進(jìn)行防潮加工。（圖11紙箱含水率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系）紙箱的生產(chǎn)環(huán)境、存放環(huán)境、使用環(huán)境、天氣、氣候等因素都會對紙箱的含水率造成影響，為保證紙箱抗壓強(qiáng)度，應(yīng)盡量避免外部環(huán)境對紙箱含水率的影響，保持紙箱的干燥。（圖12相對濕度和紙板含水率的關(guān)系）

圖11紙箱含水率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

圖12相對濕度和紙板含水率的關(guān)系

 

紙箱開孔方式對抗壓強(qiáng)度的影響

 

部分紙箱上有通氣孔、手挽孔等，這些開孔也會對紙箱的抗壓造成重大影響。試驗(yàn)表明，開孔越大，抗壓強(qiáng)度減損越大；開孔離頂、底部越近，離中心往左右越遠(yuǎn)，抗壓強(qiáng)度越低；開對稱孔比開不對稱孔的抗壓強(qiáng)度減損要小。（圖13紙箱開孔位置對抗壓強(qiáng)度的影響）

 

一般來說，側(cè)面各1個手挽使紙箱的抗壓強(qiáng)度降低20%，兩側(cè)面及正面各1個手挽使紙箱的抗壓強(qiáng)度降低30%。有些工廠在紙箱內(nèi)壁開孔部位貼一層加強(qiáng)卡，這樣不僅可以降低開孔給抗壓強(qiáng)度造成的影響，同時還可以防止手挽部位受力時發(fā)生破損，可謂一舉兩得。

圖13紙箱開孔位置對抗壓強(qiáng)度的影響

 

紙箱內(nèi)襯件設(shè)計(jì)對抗壓強(qiáng)度的影響

 

許多紙箱的內(nèi)部加隔板等內(nèi)襯件，紙箱內(nèi)裝入內(nèi)襯件后，其抗壓強(qiáng)度會提高。但內(nèi)襯件的設(shè)計(jì)對抗壓提高的幅度也不一樣。內(nèi)襯件設(shè)計(jì)成直角比設(shè)計(jì)成圓角更有利于提高抗壓強(qiáng)度，并且不同的隔板形式對抗壓強(qiáng)度的提高程度也不同。（圖14 15）

圖14紙箱內(nèi)襯件設(shè)計(jì)對抗壓強(qiáng)度的影響

圖15隔板對抗壓強(qiáng)度的影響

 

落下撞擊和振動沖擊對抗壓強(qiáng)度的影響

裝卸時在落下撞擊中，紙箱的頂面和底面落下對對抗壓強(qiáng)度影響最小，然后是四角和楞邊落下，接連落下對抗壓強(qiáng)度影響最大。

 

近來由于機(jī)械裝卸的普及，使得在流通過程中，因外力影響的振動沖擊的因素越加突出。在實(shí)際運(yùn)輸過程中，瓦楞紙箱所受到的振動沖擊的強(qiáng)烈程度是與運(yùn)輸車輛和運(yùn)輸距離相關(guān)的。鐵路運(yùn)輸時，振動沖擊強(qiáng)度主要取決于運(yùn)輸距離;而汽車運(yùn)輸時，除了運(yùn)輸距離之外，還受到道路條件，輪胎沖氣狀態(tài)，行駛速度等影響。

 

此外汽車車廂后部裝載的貨物，所受到的振動沖擊比車廂前部的貨物要大。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，汽車運(yùn)輸?shù)臎_擊多數(shù)是1-2G（加速度），而鐵路運(yùn)輸?shù)臎_擊多數(shù)在0.5-1G。但不論汽車和鐵路運(yùn)輸，所受到的沖擊要比搬運(yùn)跌落或翻倒的沖擊小得多，通過對1G、1個小時的振動試驗(yàn)，抗壓強(qiáng)度降低5～10%。

 

由于受各種因素的影響，最后選定原材料生產(chǎn)的紙箱抗壓強(qiáng)度不一定與估算結(jié)果完全一致，因此最終精確確定瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的方法是將紙箱恒溫恒濕處理以后用壓力機(jī)測試。

 

二、瓦楞紙箱防水性能檢測方法

 

目前具有防水性能的瓦楞紙箱的需求正在日益增長，尤其是在蔬菜、食品、家電及出口產(chǎn)品的包裝方面應(yīng)用逐步增加，極大地促進(jìn)了瓦楞紙箱制造業(yè)的發(fā)展。

 

但是，國家目前對瓦楞紙箱的防水性能尚無明確的檢測方法規(guī)定，在此，探討一下瓦楞紙箱防水性能檢測方法，供參考。

 

防水瓦楞紙板是指具有抵抗水破壞瓦楞紙箱強(qiáng)度的瓦楞紙板的總稱。根據(jù)其耐水性能不同，大體上可分為三種：

 

疏水瓦楞紙板—是短時間受到水的影響時，經(jīng)過加工的瓦楞紙板表面，使水凝聚成為水滴濺開，以防止水的滲透。

 

疏水瓦楞紙板常用于蔬菜、水果及水產(chǎn)品的包裝，根據(jù)包裝物和流通條件的不同，分為在瓦楞紙箱表面及里面都賦予疏水性和只在瓦楞紙箱表面賦予疏水性兩種。

 

疏水瓦楞紙板制造工藝：在造紙過程中為使原紙?zhí)岣叻浪?，可在紙漿內(nèi)加入造紙抗水劑，或進(jìn)行表面施膠，賦予原紙耐水性。一般在造紙廠生產(chǎn)掛面紙板時，將造紙抗水劑涂在造紙機(jī)的壓光機(jī)的表面，進(jìn)行涂布。也有在制造瓦楞紙板時，在瓦楞紙板機(jī)上用輥式涂布機(jī)進(jìn)行造紙抗水劑涂布，或用噴霧裝置在紙板表面噴涂造紙抗水劑。
 

耐水瓦楞紙板—也稱為擋水瓦楞紙板，這種紙板長時間和水接觸，基本上不使水通過。

 

這種瓦楞紙板一般用于包裝水產(chǎn)加工品，除了用于防水外，由于瓦楞紙板表面有防水層，有時也用于易碰傷的家俱、鋼琴、精密機(jī)械等物品的包裝。

 

耐水瓦楞紙板制造工藝：在瓦楞紙板粘合過程中，把耐水性的防水涂料用噴涂法或滾涂法涂布在張紙表面上，使紙板具有良好的耐水性。

 

強(qiáng)耐水性瓦楞紙板—這種紙板長時間和水接觸，也幾乎不透水。強(qiáng)耐水性瓦楞

紙板制造方法有兩種：一是一次加工法，即在抄紙階段就賦予原紙以耐水性；還有二次加工法，即采用涂布法和浸漬法在瓦楞紙板制造階段賦予以耐水性。

 

瓦楞紙箱的防水性能可以采取以下方法進(jìn)行檢測：

1采用撥水度試驗(yàn)機(jī)檢測

試樣經(jīng)撥水度試驗(yàn)機(jī)撥水后，檢視水流痕跡狀態(tài)，對照標(biāo)準(zhǔn)表，以判定瓦楞紙板撥水度等級來評價瓦楞紙箱的防水性能。

試驗(yàn)儀器標(biāo)準(zhǔn)要求：

試樣臺面積：350×200mm

試樣：300×200mm

滴管容量：50ml

滴管與試樣間距：10mm

滴水量：每滴0.1ml

試驗(yàn)方法：將300mm×200mm瓦楞紙板試樣固定在45°的斜面測試架上，上方垂直固定一個滴定管，滴定管內(nèi)裝上蒸餾水，管口距試樣10mm。測試時將水滴在試樣上，觀察紙板表面的水痕，按下表的標(biāo)準(zhǔn)來確定瓦楞紙板的疏水度。

測試結(jié)果	疏水度	測試結(jié)果	疏水度
有連續(xù)的水痕，且寬度與水滴相等	R0	水痕長度的1/4是濕的	R7
有連續(xù)的水痕，且寬度較水滴窄些	R2	球狀水珠散在1/4痕線上	R8
有連續(xù)的水痕，且寬度明顯比水滴窄	R4	球狀水珠斷斷續(xù)續(xù)的散在痕線上	R9
水痕長度一半是濕的	R6	完全未浸濕，水滴滾落下來	R10

 

2簡單測試法

 

將瓦楞紙板試樣平放在一個固定的水平位置，然后滴上蒸餾水，分時間段來記錄試樣的拒水情況及水珠效果，應(yīng)包括瓦楞紙板試樣未被滲透、開始滲透、完全滲透的時間及對應(yīng)的照片記錄。

 

3采用可勃吸收儀測定法（僅適合疏水瓦楞紙板和耐水瓦楞紙板）

 

采用可勃吸收儀可以用來測定瓦楞紙板的表面吸水能力，按照GB/T1540-2002《紙和紙板吸水性的測定（可勃法）》執(zhí)行。

 

將瓦楞紙板切成直徑為125mm的圓形試片10張，在安放瓦楞紙板試樣前，要保證同試樣接觸的圓筒環(huán)面與膠墊是干燥的。

 

用玻璃量筒準(zhǔn)確量取100mL蒸餾水倒入圓筒中，然后將已稱好重量的圓形瓦楞紙板試樣安放于圓筒的環(huán)形面上，被測面朝著有水的方向，并將試樣壓蓋蓋在試樣上，使之于圓筒固定在一起。將圓筒翻轉(zhuǎn)180°，同時開動秒表計(jì)時。每測定5次，根據(jù)瓦楞紙板試樣的吸水量大小再補(bǔ)加一定量的水。

 

從圓筒上取下試樣，放在一張吸水紙上，注意試樣吸水面向下，在到達(dá)吸水時間前2s時，再在試樣上面放兩張吸水紙，在平整堅(jiān)硬的臺子上用光滑壓輥在4s內(nèi)往返一次，使試樣表面呈無水光澤，把試樣迅速取出稱量，準(zhǔn)確至0.001g，注意每張?jiān)嚇又荒軠y試一次，不得重復(fù)使用。

 

對于用吸水紙吸水后表面仍有過量水或試樣本身已被水透過，則應(yīng)舍棄該試樣。最后就可以計(jì)算出瓦楞紙板的可勃吸水值。

4采用浸水法測定瓦楞紙板防水性能（僅適合耐水性瓦楞紙板和強(qiáng)耐水瓦楞紙板）

 

采用浸水法測定瓦楞紙板防水性能，按照GB/T461.3-2005《紙和紙板吸水性的測定（浸水法）》執(zhí)行。

 

將取好的樣品切成100mm×100mm的方形試樣十張，放在一個預(yù)先稱重的潔凈容器中，在天平上進(jìn)行稱量。將試樣從容器中取出，豎直插入裝有蒸餾水的試劑槽內(nèi)。試樣的上邊緣應(yīng)在水面下25mm±3mm處，并應(yīng)避免試樣與槽底及試樣間相接觸（可用小夾子夾住，但夾口應(yīng)在距試樣邊緣5mm以內(nèi)）。

 

浸水時間可按以下條件進(jìn)行確定：

—低抗水性：5min±15s；

—中抗水性：30min±60s；

—高抗水性：24h±15min。

 

當(dāng)試樣在蒸餾水中浸泡到規(guī)定時間后，用鑷子垂直夾持試樣的一個角，將試樣從蒸餾水中取出。夾持試樣2min，使蒸餾水滴下。將試樣放回原來的容器中，并在天平上稱量，準(zhǔn)確至0.01g。最后就可以計(jì)算出瓦楞紙板的吸水性和相對吸水性。

5模擬法

 

模擬產(chǎn)品的流通環(huán)境，將內(nèi)裝物裝箱驗(yàn)證，記錄時間和對應(yīng)的瓦楞紙板的防水效果來評價瓦楞紙箱防水性能。

 

三

瓦楞紙箱質(zhì)量檢測中容易忽略的細(xì)節(jié)

 

在進(jìn)行質(zhì)量檢測過程中，許多瓦楞紙箱企業(yè)由于存在標(biāo)準(zhǔn)上的理解差異，往往忽略了檢測中的細(xì)節(jié)問題，造成測試數(shù)據(jù)偏差和質(zhì)量誤判，應(yīng)引起高度關(guān)注。

預(yù)處理?xiàng)l件及檢測環(huán)境問題：

 

瓦楞紙箱企業(yè)質(zhì)量檢測的測試試樣要求是放置在溫度23±2℃,濕度50±5％的恒溫恒濕環(huán)境里處理24小時后，并在此條件下進(jìn)行檢測，否則測試數(shù)據(jù)與實(shí)際指標(biāo)會不一致，甚至出現(xiàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)相差較大的現(xiàn)象。

 

許多瓦楞紙箱企業(yè)都會遇到這種情況，往往客戶在進(jìn)行對瓦楞紙箱檢驗(yàn)收貨時，由于時間或處理環(huán)境所限，對瓦楞紙板未進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理即進(jìn)行檢測，從而出現(xiàn)各項(xiàng)物理強(qiáng)度指標(biāo)發(fā)生較大偏差，造成質(zhì)量糾紛，這就需要瓦楞紙箱企業(yè)提前將預(yù)處理?xiàng)l件及檢測環(huán)境問題與顧客進(jìn)行溝通，達(dá)成共識。

 

瓦楞紙箱企業(yè)一般不具備恒溫恒濕的預(yù)處理環(huán)境條件，即使具備，由于原材料入廠檢驗(yàn)情況和顧客定單交貨期影響，都需要盡快出具測試報告，為此，可以做對比試驗(yàn)，取相同的試樣分別對預(yù)處理的試樣和未進(jìn)行預(yù)處理的試樣進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，找出兩者之間的關(guān)系。

 

取樣標(biāo)準(zhǔn)問題：

原紙的縱橫向取樣不合理：

一般瓦楞紙箱企業(yè)對原紙取樣時，都在卷筒紙的中心位置取樣，沒有選擇縱橫向的參照線，這樣是不合理的，對原紙的檢測項(xiàng)目中，瓦楞原紙的橫向環(huán)壓指數(shù)、縱向裂斷長和箱紙的橫向環(huán)壓指數(shù)、橫向耐折度都和原紙的縱橫向有密切的關(guān)系。對原紙取樣時，要求所取的樣品帶有卷筒紙的一個側(cè)面作為原紙縱橫向的參照線或劃一條與卷筒紙的側(cè)面平行線為原紙縱橫向的參照線。

試樣的取樣數(shù)量和試驗(yàn)樣塊取樣不標(biāo)準(zhǔn)：

在進(jìn)行瓦楞紙箱質(zhì)量檢測的各個項(xiàng)目時，不按照標(biāo)準(zhǔn)選擇試樣的取樣數(shù)量，使所取得的數(shù)據(jù)缺乏代表性，容易出現(xiàn)過大或過低現(xiàn)象。試驗(yàn)樣塊取樣不標(biāo)準(zhǔn)直接影響到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

 

瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度要求從三個樣箱中的每個樣箱上各取四塊規(guī)格為100mm×100mm無印刷、無水印、無折痕或明顯損傷的耐破試驗(yàn)樣塊共計(jì)12塊；邊壓強(qiáng)度要求從三個樣箱中的每個樣箱無機(jī)械壓痕、印刷痕跡和損壞的部位各取三塊瓦楞方向?yàn)槎踢叄?5×100）mm試驗(yàn)樣塊共計(jì)9塊；戳穿強(qiáng)度要求從三個樣箱的每個樣箱的箱壁上各取四塊規(guī)格為175×175mm的試樣戳穿試驗(yàn)樣塊共計(jì)12塊。

 

對邊壓強(qiáng)度的試驗(yàn)樣塊，要嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)取樣器來取樣，部分瓦楞紙箱企業(yè)或顧客采用人工取樣，一方面容易破壞瓦楞，另一方面出現(xiàn)取樣不平行現(xiàn)象，造成對測試結(jié)果影響極大。

 

容易漏掉的檢驗(yàn)項(xiàng)目：

紙幅檢驗(yàn)：對原紙的紙幅檢驗(yàn)相當(dāng)重要，跟原紙的定量要求一樣，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)為合格品，如紙幅超過標(biāo)準(zhǔn)偏差要求，將直接影響到成本問題，一般瓦楞紙箱企業(yè)僅重視定量的檢測，而對原紙紙幅不檢驗(yàn)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對箱紙板卷筒紙和瓦楞原紙卷筒紙要求紙幅寬度偏差不許超過+8mm/0，超出部分其實(shí)就是廢邊部分，造成成本增加。

 

原紙的外包裝要去重

對原紙檢測時，不僅要對原紙破損部分去重，而且要對瓦楞原紙和箱板紙的外包裝去重，這在很多瓦楞紙箱企業(yè)不執(zhí)行。根據(jù)GB13023-91瓦楞原紙和GB13024-2003箱紙板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了瓦楞原紙卷筒紙外五層瓦楞原紙為外包裝，箱紙卷筒紙外三層箱紙板為外包裝，這部分重量要去重。也就是說，在進(jìn)行入廠檢驗(yàn)時，瓦楞原紙卷筒紙從外數(shù)到第六層瓦楞原紙、箱紙卷筒紙從外數(shù)到第四層箱紙板不允許有破損。

 

測試方法方面存在的問題：

 

部分瓦楞紙箱企業(yè)企業(yè)在測試邊壓強(qiáng)度時不選用導(dǎo)塊支持試樣，容易造成試樣在下壓過程中出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，數(shù)據(jù)偏低，正確的方法是將試樣置于試驗(yàn)儀下壓板正中間，用導(dǎo)塊支持試樣，使試樣的表面垂直于壓板，當(dāng)加壓接近50N時移開導(dǎo)塊，直至試樣壓潰，記錄試樣所能承受的最大壓力。

 

戳穿強(qiáng)度的試樣要分別測試正面縱向、反面縱向、正面橫向、和反面橫向四個不同角度值，而部分企業(yè)在檢測時卻不考慮試樣檢測時的角度，其實(shí)在實(shí)際檢測時，正面縱向、反面縱向、正面橫向、和反面橫向四個不同角度的測試結(jié)果有時相差較大。

 

進(jìn)行耐破強(qiáng)度檢測時，對出現(xiàn)二次爆破聲的數(shù)據(jù)或當(dāng)試樣有明顯滑動時應(yīng)將數(shù)據(jù)舍棄，并且要分別測定樣品的正、反兩面。一般情況下，在進(jìn)行檢測時出現(xiàn)比較異常的測試數(shù)據(jù)應(yīng)該增加測試次數(shù)來驗(yàn)證測試結(jié)果是否屬于偶然現(xiàn)象，以避免造成錯誤判定。

 

對瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度檢測時不封箱就進(jìn)行測試，這樣會造成檢測數(shù)據(jù)偏低。正確的方法應(yīng)該首先將樣箱立體合好，用封箱膠帶上、下封牢，然后放入抗壓試驗(yàn)機(jī)下壓板的中間位置，標(biāo)準(zhǔn)速度加壓，直至將紙箱壓潰。

 

一般顧客在收貨時采用游標(biāo)卡尺或直接用卷尺直接測定瓦楞紙板的縱切邊，來判定瓦楞紙板的厚度。由于瓦楞紙板生產(chǎn)線在縱切時，薄刀縱切有一定的壓力，瓦楞紙板的縱切邊一般會有壓塌，這樣測定時數(shù)值會偏低，其實(shí)在進(jìn)行厚度測定時是在一定壓力下測定的，并且要選擇多點(diǎn)接觸測定取平均值。

 

國家新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，在執(zhí)行時存在滯后現(xiàn)象：

有關(guān)包裝方面的國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，企業(yè)在執(zhí)行方面存在滯后現(xiàn)象，如箱紙板標(biāo)準(zhǔn)，新的標(biāo)準(zhǔn)GB13024-2003規(guī)定箱紙板采用優(yōu)等品、一等品、合格品等級來表示箱紙板級別，但目前許多企業(yè)仍習(xí)慣采用GB13024-91舊的箱紙板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的A、B、C、D級表示等級。