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影响瓦楞纸箱的物理强度的7个指标

瓦楞纸箱的物理强度指标主要包括瓦楞纸板的耐破强度、边压强度、戳穿强度和粘合强度以及瓦楞纸箱的抗压强度。首先谈一下影响瓦楞纸板及瓦楞纸箱强度指标的原纸的两个决定性技术指标:耐破指数和横向环压指数。

1、箱板纸的耐破指数

箱板纸的耐破指数是箱板纸的耐破度与箱板纸的定量之比,即:X=Bur/W.

式中:X-耐破指数(kpa·m2/g)

Bur—耐破度(kpa),指试样破裂时,仪器的压力表上指示的读数。

W—定量(g/m2)

箱板纸的耐破指数是国家标准CBl3024—2003中要求的重要技术指标。对于瓦楞原纸,国家标准CBl3023—91中并不要求耐破度指标,而生产双瓦楞纸板时芯纸一般都采用瓦楞原纸,芯纸影响到双瓦楞纸板的耐破强度,这就要求对用在芯纸上的瓦楞原纸耐破度进行测试,建立瓦楞原纸耐破度质量表。

2、横向环压指数

横向环压强度是指将12.7x152mm的试样插入一试样座内,形成圆环形,然后在两测量板之间进行压缩,在压溃前所能承受的最大压力。横向环压指数是横向环压强度与定量之比,即:r=R/W=N/L·W

式中:r—横向环压指数(N·m/g)

R—横向环压强度(N/m),R=N/L

N—横向环压力

L—试样长度,标准长度为0.152m

W—定量(g/ms)

根据顾客对瓦楞纸箱各项物理强度指标的要求,逐项计算出符合质量要求所选择的箱板纸和瓦楞原纸技术指标,最后取最高项,以便能够满足全部物理强度要求,根据原纸的技术指标即可选择对应的箱板纸和瓦楞原纸。

3、瓦楞纸板的耐破强度(Kpa)

在试验条件下,瓦楞纸板在单位上所能承受的垂直于试样表面的均匀增加的最大压力,就是瓦楞纸板的耐破强度。耐破强度的试验方法是从三个样箱中的每个样箱上各取四块规格为100mmx1OOmm无印刷、无水印、无折痕或明显损伤的耐破试验样块共计12块,开启试样的夹盘,将试样夹紧在两试样夹盘的中间,然后开动测定仪,以(170±15)mL/min的速度逐渐增加压力。

在试样爆破时,读取压力表上指示的数值,然后松开夹盘,使读数指针退回到开始位置。当试样有明显滑动时应将数据舍弃。以正F反面各10个贴向胶膜的试样进行测定,以所有测定值的算术平均值来表示。

耐破强度是衡量瓦楞纸板质量的重要指标,早期,全部瓦楞纸板的规范主要以耐破强度为基础。实验表明瓦楞纸板的耐破强度只与面里纸、中层垫纸有关,坑纸对耐破强度影响不大,估算瓦楞纸板耐破强度可用下式计算:

B=∑Bi*0.95

式中:B—瓦楞纸板耐破度

Bi—面里纸、中层垫纸的耐破度

0.95为劣化系数

4、瓦楞纸板的边压强度(N/m)

在瓦楞方向上,一定厚度(25mm)的瓦楞纸板,单位长度所能承受的垂直均匀增大的力即为瓦楞纸板的边压强度。

边压强度的试验方法是从三个样箱中的每个样箱无机械压痕印刷痕迹和损坏的部位各取三块瓦楞方向为短边(25×100)mm试验样块共计9块(这是强调一点,对边压强度的试验样块,要严格采用标准取样器来取样,否则对测试结果影响极大),将试样置于试验仪下压板正中间,使试样的瓦楞方向垂直于两压板,用导块支持试样,使试样的表面垂.直于压板,开动试验仪施加压力。

当加压接近50N时移开导块,直至试样压溃,记录试样所能承受的最大压力,对测试结果,求出算术平均值,并按下列公式计算出边压强度:

ECT=F*1000/L

式中:ECT—边压强度(N/m)

F—试样承受最大压力(N)

L—试样长边尺寸(mm)

当试样为标准长度L=100mm,则P=1OF

瓦楞纸板的边压强度基本取决于箱纸板和瓦楞原纸的环压强度,并且与瓦楞纸板的生产工艺、瓦楞纸板的结构、楞形、粘合剂的质量等因素有关,计算公式为:

瓦楞纸板的边压强度(N/m)ECT=各层原纸的环压强度值之和×(1+δ)

式中:δ—楞型系数之和,参考值如下:

A型瓦楞一般为:0.12

B型瓦楞一般为:0.08

C型瓦楞一般为:0.10

原纸的环压强度值:环压指数x定量

由于面里纸的定量通常比瓦楞原纸的定量高,所以面里纸的横向环压强度也比较高,因此,边压强度主要由面里纸的定量所决定的,虽然如此,但提高边压强度最容易和最经济的方法是增加瓦楞原纸的定量。

5、瓦楞纸板的粘合强度(N/m·楞)

粘合强度是指瓦楞芯纸与面纸或里纸的结合程度,是保证瓦楞纸板成为整体结构的一个重要因素。粘合强度测试方法是:从三个样箱中每个样箱上取四块规格为25mmx80mm的粘合试验样共计12块,将专用的针形附件上、下分别插入试样的楞纸与面里纸(或楞纸与芯纸之间),然后将插入针形附件的试样放人压缩强度试验仪中施压,使其做相对作用,直至试样剥离为止。

增加粘合剂涂量一般可提高粘合强度,原则上只要粘合强度等于原材料纤维自身结合强度即可。过高的粘合强度往往是在楞顶上涂布过多粘合剂的结果,它将导致瓦楞楞峰与面纸粘结面过大,使瓦楞楞峰由U形变成矩形,降低了楞高,出现“搓板”状外型,结果使瓦楞纸板的其它性能恶化。

正常情况下,瓦楞楞峰面上粘胶宽度为1.5mm,最多不超过2mm为宜,淀粉粘合剂用量约为10—15g/m2。粘合强度取样规则是取楞长为25mm,宽度为80mm的瓦楞纸板,这就要求在计算粘合强度值时进行数据处理。

首先把80mm宽度中有多少个楞算准,同时乘以每个楞的长度值25mm,把它变成被测瓦楞纸板试样所具有的楞的总的长度值。

按下列公式求出所测试样楞型所具备的实际楞数(取整数):

X=L2xQ/L1式中

X:—一定长度单位内试样的实际楞数,个

LI:—标准规定的不同楞型检验的单位长度(300mm)

L2:—试样长度值(80mm)

Q:—标准规定单位长度内楞型的数量(个)

对测试结果,求出算术平均值,并按下列公式计算出粘合强度。

A=F/Xxl

式中:A:—粘合强度,N/m楞

F:—试样被全部分离时所需的力;N

L:—试样楞方向长度(m),为0.025m

6、瓦楞纸板的戳穿强度(J)

戳穿强度是指在一定的实验条件下,用特定形状的角锥穿过纸板所需的功,即包括穿刺、拉伸、撕裂、弯折成孔所需的能量。

戳穿强度反映瓦楞纸板抗拒外力破坏的能力,与耐破度表现的静态不一样,戳穿强度所表达的是瓦楞纸板动态强度,比较接近纸箱在运输、装卸时的实际受力情况,因此各国更加重视检验瓦楞纸板的戳穿强度。

戳穿强度的试验方法是从三个样箱的每个样箱的箱壁上各取四块规格为175x175nun的试样戳穿试验样块共计12块,将所取试样分别以正反面纵向和下、反面横向依次放在具有固定力(250N—1000N)的带透孔的夹板中间,选择和测试相适应的测量范围,调整零位,把指针拨到最高刻度值,然后启动释放装置,使摆臂推动角锥穿透试样,读取实测值,对测试的结果,求出算术平均值。

7、瓦楞纸箱抗压强度

瓦楞纸箱抗压强度仅适用于对封闭式瓦楞纸箱空箱检测,其是作为一完整包装而言,目前有许多瓦楞纸箱采用底托盘包装,瓦楞纸箱仅为箱体的一部分。

即瓦楞纸箱底部为敞开式,这类包装方式在抗压方面主要是内装产品及衬垫来支撑起作用,不必要要求瓦楞纸箱抗压强度,如果一味的强调瓦楞纸箱抗压强度,一方面保证不了测定的抗压强度稳定性,又造成成本的浪费。瓦楞纸箱抗压强度应特别适用于奶制品类的软包装瓦楞纸箱

瓦楞纸箱抗压强度是指瓦楞纸箱空箱立体放置时,对其两面匀速施压,箱体所能承受的最大压力值N。

抗压强度试验的检测方法是将样箱立体合好,用封箱胶带上、下封牢,放人抗压试验机下压板的中间位置,开机使上压板接近空箱箱体,然后启动加压标准速度,直至将纸箱压溃,读取实测值,即为抗压强度,同一批次纸箱的试验数据之间的偏差越小抗压性能就越稳定。

抗压测试过程分四个阶段:第一是预加负荷阶段,以保证瓦楞纸箱与抗压试验机压板接触;第二是横压线被压下阶段,此时负荷略有增加变形量变化就会很大;第三是瓦楞纸箱侧壁受压阶段,此时负荷增加快,变形量增加缓慢;第四是瓦楞纸箱被完全破坏时为瓦楞纸箱的压溃点。

瓦楞纸箱的抗压强度分为有效值与最终值,在进行抗压测试时,力值的变化有时有一定的缓冲,既当力值与变形量增加到一定阶段以后,力值停止而变形量继续增加,经过一段时间后,力值继续增加,直至纸箱的溃点,在缓冲前的力值为有效值,缓冲前的变形量为有效变形量,缓冲以后,力值虽然继续增加。

但纸箱开始变形,已达不到纸箱本身的使用要求,一般情况下,单瓦B瓦变形量在7以前、单瓦C瓦变形量在9mm以前、单瓦A瓦变形量在10mm以前、双瓦BC楞箱变形量在18mm以前,双瓦AB楞箱变形量在20mm以前,测试力值应达到抗压强度的有效值。纸箱质量越好,抗压强度的有效值越高,有效值和最终值的偏差就越少。

根据客户产品堆码高度或堆码层数要求,计算出瓦楞纸箱的抗压强度的预定值:

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

K:—劣变系数(强度系数);

C:—单件包装毛重;kg

H:—堆码高度;m

h:—箱高;m

H/h:取整位数,小数点后面无论大、小都加1。

C:—堆码层数

贮存期 劣变系数K
小于30天 1.6
30天~100天 1.65
100天以上 2

注:劣变系数(强度系数)K根据纸箱所装货物的贮存期和贮存条件决定。

预定了瓦楞纸箱抗压强度以后,即可选择合适的箱板纸、瓦楞原纸来生产瓦楞纸板,确保达到瓦楞纸箱的抗压强度。

影响瓦楞纸箱抗压强度的因素较多,这些因素交互发生作用,只有充分认识弄清这些因素影响的规律,才能准确预测出瓦楞纸箱的抗压强度值,以满足顾客的需求。

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