瓦楞紙和紙箱的強(qiáng)度試驗(yàn)及分析

在各種包裝中，瓦楞紙的應(yīng)用極為廣泛，今天就帶大家走進(jìn)瓦楞紙，看看如何檢測瓦楞紙的強(qiáng)度。

瓦楞紙是制造各種紙箱及包裝的主要材料，瓦楞紙的質(zhì)量以及強(qiáng)度將直接影響到紙箱或是包裝的質(zhì)量。瓦楞紙的質(zhì)量和強(qiáng)度的要求，一方面受生產(chǎn)工藝及操作的影響和限制，另一方面受到將要包裝產(chǎn)品和使用用途的要求。

因此，嚴(yán)格的測定瓦楞紙的各方面強(qiáng)度指標(biāo)在包裝印刷和生產(chǎn)中是非常重要的環(huán)節(jié)，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能有著相當(dāng)重要的意義。

一、瓦楞紙版的強(qiáng)度試驗(yàn)和分析

取樣是對瓦楞紙板準(zhǔn)確測量的第一步。取樣要能最大限度的代表整批產(chǎn)品的特性，但又要盡可能的少。我國在標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定為3%～5%，也可以根據(jù)具體的生產(chǎn)規(guī)模和情況進(jìn)行抽樣。

取樣之后要對紙版進(jìn)行處理，使測定的數(shù)據(jù)在某一特定的條件下取得，這樣的數(shù)據(jù)才能在相同的條件下進(jìn)行比較�？諝獾臐穸群蜏囟葘�紙和紙板的物理機(jī)械性能有很大的影響。在測量前做適當(dāng)?shù)恼{(diào)濕處理是必要的。

以下我們介紹瓦楞紙的強(qiáng)度指標(biāo)和試驗(yàn)方式。

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瓦楞紙板和紙箱板的環(huán)壓強(qiáng)度

要測定原紙或紙板沿幅寬方向（即垂直于紙張的厚度）的抗壓強(qiáng)度，是比較困難的。因?yàn)榧埢蚣埌宓暮穸榷己苄�，要在一張平直的紙上沿垂直其厚度的方向施加壓力，而又要原紙或紙板維持其形狀穩(wěn)定是難于做到的。若把紙或紙板圍成環(huán)形，施加壓力時其形穩(wěn)性就好得多。因此，把原紙或紙板圍成環(huán)形，然后測量其抗壓強(qiáng)度，這就是原紙或紙板的環(huán)壓強(qiáng)度。測量是在小型壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。

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瓦楞芯的平壓強(qiáng)度

瓦楞芯的主要作用是當(dāng)瓦楞紙板受壓變形時，能夠保持紙板具有一定的厚度，從而使紙板獲得較大的慣性矩。瓦楞紙要起的這個作用與它在單面機(jī)上制成瓦楞的可靠性能有密切的聯(lián)系。瓦楞紙芯要能承受得起應(yīng)力和應(yīng)變的作用，并在高速起楞的時候形成均一的等高瓦楞，并能牢固地與面紙貼合。

瓦楞芯的這個作用可用槽紋瓦楞芯的平壓強(qiáng)度來衡量。瓦楞芯的平壓強(qiáng)度的測定是，先把瓦楞原紙在一定溫度和一定的壓力下，用槽紋試驗(yàn)儀壓成一定形狀的瓦楞。然后在小型試驗(yàn)機(jī)上做平壓試驗(yàn)，測定其承載能力，并以KN（kgf）表示。

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瓦楞紙板的平壓 強(qiáng)度

瓦楞紙板的一個固有特性是比一般紙板具有較大的慣性矩。當(dāng)瓦楞紙板受到壓力較大的慣性矩作用時，仍然保持其原來的厚度是保持其固有特性的一個前提。因此，瓦楞紙板受到平壓載荷而不發(fā)生壓潰的能力，是瓦楞紙板的一個重要強(qiáng)度指標(biāo)。這個指標(biāo)對于瓦楞紙板在使用時的彈性，和在制作紙箱的各個加工過程，能保持紙板的原有厚度是特別重要的。

瓦楞紙板的平壓強(qiáng)度以垂直作用在紙板單位面積上的力的大小來表示，單位為kPa。測定瓦楞紙板的平壓強(qiáng)度，可以用小型壓力試驗(yàn)機(jī)，采用圓形試樣，直徑為5.13cm。

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瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度

瓦楞紙箱有別于紙袋，在于它是作為剛性容器而被應(yīng)用，使用時要維持一定的形狀。瓦楞紙箱損壞的一個主要形式就是壓潰，失去剛性。大量的研究工作已經(jīng)表明，體現(xiàn)紙箱剛性的一個指標(biāo)，是紙箱的抗壓強(qiáng)度，又直接與瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度密切相關(guān)。

瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度是指紙板沿瓦楞方向承受壓縮載荷的能力，以單位長度上的作用力表示，單位為N/m，這一指標(biāo)可用來比較在相似條件下生產(chǎn)的，但不是同一批產(chǎn)品的質(zhì)量；也可用來比較以不同材料生產(chǎn)出來的瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度。

測定邊壓強(qiáng)度可用小型壓力試驗(yàn)機(jī)。上下壓板面積均為100mm*100mm，其余要求與測定平壓強(qiáng)度的要求相同。另需要兩塊夾持試樣的矩形金屬導(dǎo)板，長100mm，橫截面為20mm*20mm。

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耐破度

耐破度一直被認(rèn)為是瓦楞紙板及其組分（芯紙、面紙和里紙）的重要質(zhì)量指標(biāo)。在早期，甚至瓦楞紙板的全部質(zhì)量規(guī)范都主要以耐破度為基礎(chǔ)。雖然現(xiàn)行的規(guī)范已經(jīng)注意到如邊壓強(qiáng)度等指標(biāo)，但是耐破度的測定仍然具有很大的意義。因?yàn)榧埌逶谑褂眠^程中要受到與耐破度測定時相似的應(yīng)力。耐破度是紙或紙板在不破裂時的載荷，它表示紙或紙板在不破裂狀態(tài)下承受外界壓力的能力。耐破度用耐破度測量儀測量。

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戳穿強(qiáng)度

戳穿強(qiáng)度可用來衡量瓦楞紙板受到銳利物品沖擊發(fā)生損壞時的抵抗能力，它是一個綜合性的指標(biāo)。新近研究表明，面紙的縱橫兩個方向的撕裂強(qiáng)度和瓦楞芯紙有關(guān)，瓦楞芯紙的平壓強(qiáng)度對瓦楞紙板的強(qiáng)度有重要影響。戳穿強(qiáng)度近來越來越重要，許多國家已經(jīng)把這一指標(biāo)列入瓦楞紙的質(zhì)量規(guī)范。

戳穿強(qiáng)度用戳穿強(qiáng)度測定儀測定。該測定儀是利用一個裝有戳穿頭的擺，以其戳穿紙板前后的位能變化來測定紙板抵抗戳穿的能力，將位能的變化量轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽�以戳穿和撕裂紙板，并以此來表示紙或紙板的戳穿�?qiáng)度。

07

粘合強(qiáng)度

粘合強(qiáng)度指瓦楞紙與面紙或里紙的結(jié)合強(qiáng)度。向面紙或瓦楞芯紙分別施加一個垂直其表面的向外拉力，直至兩者相分離為止。分離前粘合劑或粘合纖維的界面所能承受的最大載荷，就是該試樣的粘合強(qiáng)度，也稱為剝離強(qiáng)度，單位為N。

粘合強(qiáng)度可用小型壓力試驗(yàn)機(jī)測定。向面紙和瓦楞芯紙施加的拉力，是通過插入瓦楞的上下兩組插棒產(chǎn)生的，故本試驗(yàn)又稱插針膠合強(qiáng)度試驗(yàn)。

測試棒的型號隨被測瓦楞紙板的型號而定。長的一組試棒插在瓦楞芯紙的下側(cè)，短的一組試棒插在瓦楞芯紙的下方。然后上側(cè)向上拉，下面的向下拉，即可測出兩個粘合面中較弱的一面的粘合強(qiáng)度。當(dāng)把長的一組試棒間隔地插入芯紙的上或下側(cè)，而短的一組試棒也間隔的插入芯紙同一側(cè)，便可測得與測試棒相連一面的粘合強(qiáng)度。

二、紙箱的性能試驗(yàn)

瓦楞紙箱能夠大部分取代木箱，但不能完全取代木箱的主要原因在于：1.抗水與防潮性不及木箱；2.容易被尖銳的硬物戳破；3.抗壓強(qiáng)度不如木箱。特別是最后一點(diǎn)影響尤大。因此研究如何提高瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度有著重要的意義。

瓦楞紙箱屬于包裝容器，其試驗(yàn)可按包裝容器要求進(jìn)行。主要測試項目有：

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紙箱壓力試驗(yàn)

紙箱壓力試驗(yàn)即壓縮試驗(yàn)，是對紙箱性能的最基本試驗(yàn)。通過這項試驗(yàn)，可以測定紙箱在不同狀態(tài)下的抗壓能力。

紙箱壓力試驗(yàn)所用的設(shè)備為紙箱專用的壓力試驗(yàn)機(jī)。這種試驗(yàn)機(jī)工作臺的加壓面積比較大。一般是上、下壓板的面積各為1.5m*1.5m或1m*1m。兩塊加壓板中有一塊是支撐板，其位置可根據(jù)試樣的尺寸來調(diào)節(jié)，使其具有合適的高度，然后把它緊固��；另一塊是加壓板，可沿導(dǎo)桿滑動，向試樣施加壓力。

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紙箱的跌落 試驗(yàn)

跌落試驗(yàn)是對一般商品包裝常用的一項試驗(yàn)，也用于瓦楞紙箱。通過跌落試驗(yàn)可檢測在不同的跌落條件下，內(nèi)裝物的物理強(qiáng)度。同時通過試驗(yàn)還可以測定紙箱的性能以及紙箱結(jié)構(gòu)的緩沖效果。

跌落試驗(yàn)是一項簡單適用的試驗(yàn)。它適用于總重量在150kg以下或體積較小的包裝。試驗(yàn)機(jī)采用的設(shè)備比較簡單，可用吊鉤跌落試驗(yàn)機(jī)或撐板式試驗(yàn)機(jī)。

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斜面沖擊性能

對于重量大或體積大的包裝，例如重量達(dá)150kg以上的大包裝，可以采用斜面沖擊試驗(yàn)來檢測包裝及內(nèi)裝物的耐沖擊性能。

斜面沖擊試驗(yàn)?zāi)苣７禄疖�、汽車啟動、剎車和下坡時所造成的強(qiáng)烈沖擊載荷。此外本試驗(yàn)還可為轉(zhuǎn)運(yùn)過程中（如貨物經(jīng)由運(yùn)輸帶、起吊、卸載等環(huán)節(jié)）所造成的各種沖擊載荷提供相似的實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)裝置是一臺由滑道、滑車、擋板組成的碰撞試驗(yàn)機(jī)。

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六角轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)

六角轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)是，對有內(nèi)裝物品的紙箱模擬在運(yùn)輸過程中，受到外界各種載荷的一種綜合性的試驗(yàn)。這一試驗(yàn)?zāi)芊滦Ъ埾溆蛇\(yùn)輸帶進(jìn)入倉庫、機(jī)倉艙、車廂，或是由運(yùn)輸帶把紙箱由一個地面送到另一個地面的情況。紙箱在試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的翻滾跌落是隨意的，并沒有一定的規(guī)律。紙箱的這種自然跌落，可落在轉(zhuǎn)鼓的擋板上，也可落在轉(zhuǎn)鼓的各個角落、各個邊、各個面上，為紙箱提供各種載荷試驗(yàn)。

通過本試驗(yàn)可以達(dá)到兩個目的：模擬紙箱在運(yùn)輸過程中可能遇到的沖擊和振動，測定紙箱對這些沖擊和振動的承受能力；測定紙箱、內(nèi)包裝和防震材料對內(nèi)裝物的防護(hù)能力。此外這一試驗(yàn)對于測定紙箱的接頭和封閉的可靠性也是有用的。本試驗(yàn)在六角轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)機(jī)上測定。

05

振動和防振性能試驗(yàn)

紙箱在運(yùn)輸過程中會經(jīng)受不同頻率和振幅的振動，對紙箱及內(nèi)裝物品造成影響，如紙箱變形破裂、表面磨損、油墨污損等，通過振動試驗(yàn)可以模擬運(yùn)輸過程中的一般性振動，也可以進(jìn)行一些已知參數(shù)的偶然性振動。由于運(yùn)輸過程中的振動頻率范圍很廣，因此試驗(yàn)包括兩個方面：一是把紙箱不扎緊地放在振動臺上，試驗(yàn)紙箱承受反復(fù)振動引起的疲勞與高頻振動的能力；另一是把紙箱扎緊放在振動臺上，檢查低頻率的振動是否會引起紙箱內(nèi)裝物產(chǎn)生共振。這種試驗(yàn)適用于電子儀器等對低頻振動十分敏感的物品。

做紙箱振動試驗(yàn)的振動臺可產(chǎn)生1-80Hz 的振動頻率和0.5-10g(g=9.81m/s*s)的加速度。振動臺上可放置試驗(yàn)用的紙箱，根據(jù)試驗(yàn)需要，把紙箱扎緊或是任其自由運(yùn)動。試驗(yàn)時能模仿運(yùn)輸過程的堆疊情況，向試樣施加模擬力載荷。振動臺還應(yīng)滿足與堆疊紙箱以及內(nèi)容物品的總載荷相適應(yīng)的要求。

試驗(yàn)的基本方法是，在實(shí)驗(yàn)條件下再現(xiàn)運(yùn)輸過程中，如火車廂內(nèi)、汽車廂內(nèi)、飛機(jī)艙內(nèi)的振動。振動的載荷取決于運(yùn)輸類型。

試驗(yàn)紙箱的抗振強(qiáng)度時，式樣的數(shù)量和實(shí)際情況相適應(yīng)。紙箱的堆碼數(shù)量一般不少于3個，總的堆碼高度應(yīng)取決于運(yùn)輸類型。鐵路運(yùn)輸?shù)亩汛a高度一般為2.5m，汽車為2m，空運(yùn)為1.5m。試驗(yàn)的終止時間由紙箱的破損率來決定。破損度包括紙箱的接縫和粘接式箱壁的破損情況。

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噴淋試驗(yàn)

將瓦楞紙箱在規(guī)定的條件下按規(guī)定的時間和噴水量進(jìn)行噴淋，評定紙箱承受水的侵襲能力和紙箱對內(nèi)裝物品的保護(hù)能力。

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其它試驗(yàn)

包括耐候性試驗(yàn)和摩擦性能試驗(yàn)等。