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                瓦楞纸箱抗压强度的影响剖析及测试办法

                泉源:苇苇谈包装 编辑:admin 工夫:2020-07-08
                导读:瓦楞纸箱是古代包装中运用最普遍的包装容器之一,因其质轻、易折叠、价钱廉价、可反复应用等长处,使其用量失掉明显添加。随着瓦楞纸箱使用市场的扩展,纸箱用户对其质量和功能愈发苛刻,要求瓦楞纸箱在种种情况下,应具有充足的接受外界载荷时的力学强度。
                    瓦楞纸箱是古代包装中运用最普遍的包装容器之一,因其质轻、易折叠、价钱廉价、可反复应用等长处,使其用量失掉明显添加。随着瓦楞纸箱使用市场的扩展,纸箱用户对其质量和功能愈发苛刻,要求瓦楞纸箱在种种情况下,应具有充足的接受外界载荷时的力学强度。此中,抗压功能综合反应了纸箱的根本特性,同时对流畅中的货色起到维护作用,因而是瓦楞纸箱质量控制的主要目标。
                    瓦楞纸箱的抗压功能是指瓦楞纸箱在遭到压力时的耐压强度及对内容物的维护才能,通常用抗压强度来表现。为了便于盘算瓦楞纸箱的抗压强度,后人提出了许多经历公式,如凯利卡特公式、马基公式等。此中,凯利卡特公式被公以为盘算后果绝对偏差最小的公式:

                    PK=PX(4aXZ/Z)2/3ZJ

                    公式中,PK为盘算出的抗压强度,N;PX为瓦楞原纸的综合环压强度,N/cm;Z为纸箱的周长,cm;aXZ为瓦楞常数;J为纸箱常数;
                    经过公式,我们可以看出原纸的综合环压强度,以及纸箱的周长与瓦楞纸箱的抗压强度有着间接干系。除此之外,成型工艺和外界情况要素也会发作交互影响,致使瓦楞纸箱的抗压功能发作差别水平的降落。
                    一、原纸的质量影响
                    1、原纸的定量
                    定量,即为纸张克重。关于同纤维构造和制造工艺的原纸来说,其环压强度即是该原纸的定量乘以环压指数。GB/T13023-2003罗列了差别范例的瓦楞原纸的环压指数(见表1)。
                 
                    因而,同材质的瓦楞原纸的环压强度,取决于实践使用的原纸的定量,定量越大,成型纸箱的抗压强度也越大。在此根底上,原纸定量的波动性,即纸张到处的厚度能否平均分歧也是影响着制品纸箱抗压功能波动性的紧张缘由。
                    表1差别范例瓦楞原纸的环压指数
                    2、原纸的紧度
                    紧度,是指每立方厘米的原纸的分量,是权衡原纸构造构造严密水平的目标,决议着原纸的刚性、强度、透气性和吸取性等特性。当多种原纸应用粘合剂粘合后,紧度高的原纸由于本身纤维具有较强的相互牵拉力,从而与粘合剂的联合结果好,全体的粘合强度高。反之,粘合剂则容易被原纸吸取疏散,相反的施胶剂量,单元面积的胶量增加,低落了原纸间的粘合强度,直接影响了制品瓦楞纸箱的抗压强度。
                    3、原纸的水分与施胶度
                    瓦楞纸箱所用的原纸普通由动物性纤维组成,颠末一系列加工,会含有肯定量的水分,正常应控制在9%~12%,利于瓦楞成型。若原纸含水量低于9%时,施胶后原纸会吸湿而发生气泡,增加了瓦楞与面纸/里纸的粘结面积。若原纸含水量过高,则施胶易分散,低落了粘合强度。
                    于此同时,施胶度也会对原纸的水分含量发生肯定的影响。通常,在原纸消费中,施加肯定量的耐水性的胶体物以进步原纸抗水性的工艺为施胶。这一工艺要求施胶度公道,才干使原纸不易吸湿,坚持其含水量的波动,进而保证制品纸箱的抗压强度。但是,若施胶渡过高,即水分含量较低,原纸纤维会变的松脆,影响成箱后的抗压强度。若原纸的施胶渡过低,则无法隔绝吸取外界的潮气,形成原纸的含水量增高,纤维收缩,环压强度大幅低落。
                    二、瓦楞纸箱的成型工艺影响
                    1、瓦楞纸箱的棱形、波形
                    瓦楞纸箱的楞形普通分为A、B、C、E、K五种,此中前四种使用最为普遍。A型楞是开始创造的一种瓦楞外形,具有最大的瓦楞间距和高度,单元长度内瓦楞数目最少,这种外形富有肯定的弹性,能发扬精良的缓冲功能,承载较大的打击力;B型楞与A型楞截然相反,瓦楞高度最低,单元长度瓦楞密度大,纸板外表平整,具有较高的平压强度,在外界压力下不易变形,波动性好。C型楞的楞高和单元长度内的瓦楞数均介于A型与B型之间,功能也介于二者之间。E型楞的瓦楞楞薄而密,其刚性和强度、手感硬度较好。
                    综合以上种种楞形的特点,成箱后的抗压强度从高到低顺次为A、C、B、E。在实践使用中,为了取得更高的抗压强度,通常接纳两种或三种楞形联合的方法组成三层、五层或七层的瓦楞纸板。
                    除了楞形以外,组成瓦楞纸板的波形也会对瓦楞纸板和成箱的强度形成影响。V形、U形和UV型是三种次要波形,辨别具有差别特性,如表2。从表中可以看出,UV型是一种抱负波形,消费者亦可以依据实践需求选择适宜的波形。
                    表2.瓦楞纸板的三种波形优优势
                    2、瓦楞纸箱的长、宽、高
                    在瓦楞用纸的材质与楞形、波形分歧的状况下,制品纸箱的长宽高设计与其抗压强度有着严密的联络。依据经历,瓦楞纸箱的长宽之比在1~1.8之间,对其抗压强度的影响最小,仅为±5%,当二者比例为1.5左右时,纸箱的抗压强度最高[1]。
                    别的,纸箱的高度不宜过高,应控制在350~650mm之间[2],当高度添加时,不波动性骤增,抗压强度也会随之降落。因而在设计纸箱的尺寸时,宜综合考量三方比例,既保证纸箱具有精良的抗压强度,又能增加本钱的糜费。
                    3、印刷工艺
                    在注重品牌宣传的明天,瓦楞纸箱的印刷设计越来越遭到注重,殊不知,印刷工艺在肯定水平上也会形成制品纸箱抗压强度的降落。次要表现在两个方面:
                    (1)印刷压力的影响。传统印刷进程会对瓦楞纸板施以肯定的压力,若压力过大则易将瓦楞压溃,使其得到原有的抗压功用;
                    (2)油墨的浸润影响。油墨是印刷工艺不行或缺的构成局部,但它会对瓦楞纸板外表发生浸润作用,严峻低落纸箱的抗压强度。当印刷面积大以及套印次数多的时分,则会使这种浸润作用愈加分明。
                    三、情况要素——湿度影响
                    依据上述引见,瓦楞纸箱因接纳吸水性很强的纤维资料,极易吸取水分,惹起抗压强度的降落。除了加工进程中对资料含水量的控制外,消费情况、寄存情况、运用情况、气候、等要素都有能够形成瓦楞纸箱的高湿情况。
                    依据研讨材料的剖析,绝对湿度从40%上升到60%,抗压强度降落的幅度最大,到达17%;其次是绝对湿度80%至90%区间,抗压强度降落了10%;降落幅度最小的是60%至80%区间,为7%[3]。因而,可以看出,瓦楞纸箱四周的湿度越大,抗压强度的丧失也就越大。
                    四、瓦楞纸箱抗压强度的准确测算
                    之前曾经引见过经典的抗压强度盘算公式——凯利卡特公式,固然准确度已获公认,但不行否定,这是一个基于静态要素的测算公式,无法反应出成型工艺、印刷设计和情况要素的静态影响,经此公式测算的抗压强度与实践仍有肯定差距。因而,古代企业更多的是应用纸箱抗压实验机停止准确丈量。规范GB/T4857.4-2003《包装运输包装件根本实验》规则了抗压强度的测试办法,上面联合XYD-15K纸箱抗压机停止复杂引见。
                    抗压实验的根本原理是将实验品安排于纸箱抗压机的压板之间停止加压,直至试样破坏或到达预定载荷和位移值时为止。由此衍生为三种抗压实验形式,即“定压力测形变”、“定形变测压力”和“压溃”。详细办法如下:
                    1、试样温湿度预处置。将样品箱置于23℃,50%RH的情况下4小时停止试样调理。
                    2、将预处置后的试样封装好,安排在纸箱抗压机的下压板中央。若接纳“定压力测形变”形式,则需设置预定压力(“定形变测压力”形式则需预设形变量)、初始载荷值等参数,并调解高度参数至试样高度值,此中初始载荷值的设定是为了使上压板与试样到达充沛打仗,可参照表3停止设置。启动实验,上压板在零碎的控制下以得当的速率向下运转,当试样所受的压力到达初始载荷值时,位移量主动清零,当压力持续增大至设定压力值时,仪器主动完毕实验,并表现试样的变形量。而“压溃”形式则无需压力和位移量设置,试样所接受的压力值曲线不时上升,在试样压溃的节点到达峰值后开端降落,当压力值降到最大值的70%时,主动完毕实验。
                    表3初始载荷值
                    笔者共测试了五个尺寸为22cm(高)×32cm(长)×30cm(宽)的瓦楞纸箱试样,抗压强度辨别为3405N、3462N、3419N、3455N、3431N。
                    结语:
                    瓦楞纸箱在古代消费中的位置越来越紧张,其质量干系到商品的储运平安。抗压强度作为瓦楞纸箱质量的无效权衡规范之一,不只遭到成型工艺、印刷设计的影响,与情况要素也密不行分。
                    因而,在一样平常消费中,应增强纸箱抗压强度的检测,经过掌握力值与变形量的变革曲线,联合各影响要素,进一步美满瓦楞纸箱的质量。
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