瓦楞抗壓能力分析

1、.WD.WD.WD.影響瓦楞紙箱抗壓力的假設(shè)干因素分析 HYPERLINK :/ hc360 慧聰網(wǎng)2005年9月21日9時22分信息來源：深圳市美盈森環(huán)保包裝技術(shù) 【hc360 HYPERLINK :/ hc360 / t _blank 慧聰網(wǎng) HYPERLINK :/ printing.hc360 /yytd/yytd_ys_gd.htm t _blank 印刷行業(yè)頻道】瓦楞紙箱廠有時會遭遇到因紙箱的抗壓力不夠而退貨的困惑。那么，抗壓力不夠到底是什么原因?影響瓦楞紙箱的抗壓力有哪些因素?根據(jù)所用的原紙能否預(yù)測瓦楞紙箱的抗壓力?瓦楞紙箱在流通過程中需要有多大的抗壓力?如果已經(jīng)知道瓦楞紙箱在流

2、通過程中所需要的抗壓力，應(yīng)如何選擇瓦楞紙板的原紙構(gòu)成?這些問題就是本文想要解決的問題，同樣也是瓦楞紙箱廠所關(guān)心的問題。在GBT 65431986?瓦楞紙箱?的附錄C中對瓦楞紙箱的抗壓力作了如下的規(guī)定： C.1 瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度值P(kgfcm2)不應(yīng)小于 按下式所得的計算值： 單位：kgfcm2 式中：K-強(qiáng)度保險系數(shù)： G-瓦楞紙箱所裝貨物的質(zhì)量，kg； H-堆碼高度，cm； h-箱高，cm； S-箱底面積，cm2。C.2 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：貯存期小于30天 K=1.6 貯存期30天100天 K=1.65 貯存期100天以上 K=2 上述這個規(guī)定存在有三個問題

3、： 式中的P稱之為瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度，其單位kgfcm2亦是強(qiáng)度的單位，抗壓強(qiáng)度的大小當(dāng)然與紙箱箱底的面積S有關(guān)。但是，實(shí)際上我們平時所用的是瓦楞紙箱的抗壓力，其單位N或kgf是力的單位，抗壓力的大小與紙箱箱底的面積S無關(guān)。 SNT 02621993?出口商品運(yùn)輸包裝瓦楞紙箱檢驗(yàn)規(guī)程?注意到這個問題，并對此作了糾正。 式中的G是瓦楞紙箱所裝貨物的質(zhì)量，嚴(yán)格來講應(yīng)該是瓦楞紙箱所裝貨物和瓦楞紙箱及箱內(nèi)所有襯墊材料的總質(zhì)量，但這可能是為便于瓦楞紙箱的設(shè)計而作的簡化。 強(qiáng)度系數(shù)K規(guī)定得偏低。至于這個強(qiáng)度系數(shù)K應(yīng)等于多少才適宜，這是下面所要討論的問題。要解決這個問題首先要了解瓦楞紙箱的抗壓力與哪些因素有

4、關(guān)。 影響瓦楞紙箱抗壓力的因素分 基本因素和變化因素。所謂 基本因素即瓦楞紙板的本身對瓦楞紙箱抗壓力影響的因素，包括有：原紙的環(huán)壓強(qiáng)度，楞型(A、B、C型等)，瓦楞紙板的種類(單瓦楞、雙瓦楞、三瓦楞等)，瓦楞紙板的含水率。 在瓦楞紙箱的設(shè)計、制作和流通時，還有一些變化的因素會對瓦楞紙箱的抗壓力產(chǎn)生很大的影響： 基本因素對瓦楞紙箱抗壓力的影響是顯而易見的，是瓦楞紙箱設(shè)計時所必須考慮的問題。在這些變化的因素當(dāng)中，紙箱的箱型、尺寸及其均衡性、印刷設(shè)計及印刷面積是用戶方面所要研究的問題；紙箱制作技術(shù)、制箱機(jī)械和制作時的質(zhì)量管理是瓦楞紙箱生產(chǎn)企業(yè)所必須解決的問題；而流通時的這些變化因素那么是流通所涉及的

5、部門所應(yīng)該注意的問題，同時也是設(shè)計時所必須考慮的問題。 一. 影響瓦楞紙箱抗壓力的 基本因素1. 原紙環(huán)壓強(qiáng)度的影響瓦楞紙箱的抗壓力與瓦楞紙板所用的箱板紙、瓦楞原紙以及它們的組合構(gòu)造關(guān)系甚為密切，其關(guān)系可以由環(huán)壓強(qiáng)度(原紙)、邊壓強(qiáng)度(紙板)、抗壓力(紙箱)乃至集裝化堆碼強(qiáng)度(托盤化)構(gòu)成-連續(xù)的特性來表示，如圖1所示。 HYPERLINK :/img.hc360 /printing/info/images/walt02.jpg t _blank 圖1原紙的環(huán)壓強(qiáng)度與瓦楞紙箱的抗壓力 HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewslist/ t _blank

6、點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 至于原紙環(huán)壓強(qiáng)度對瓦楞紙箱抗壓力的影響的量化，可參閱后面介紹的凱里卡特公式。 2. 瓦楞紙板楞型的影響 瓦楞紙板的楞型對瓦楞紙箱抗壓力的影響，主要是因?yàn)椴煌睦阈推浼埌宓暮癖〔煌?。不單是由于瓦楞紙板的厚度越小，紙板能承受載荷的材料就越少，而且就是從構(gòu)造力學(xué)的角度來講，板材能承受垂直于其厚度方向的壓縮載荷本來就和板材的厚度有很大的關(guān)系。所以，紙板越薄，其紙箱的抗壓力越小，即受到壓力后，更容易彎曲變形、壓垮。正是由于這些原因，在材質(zhì)等一樣的情況下，不同楞形紙箱抗壓力大小的順序?yàn)椋篈楞C楞B楞E楞。 但是，瓦楞紙板的“最大強(qiáng)度，在紙箱包裝上，有時候并不是最主要的因素，最重要

7、的應(yīng)該是考慮紙板受到載荷后，其所產(chǎn)生的變形。圖2是各種瓦楞承受載荷時的變形情況。從圖中可以看出在載荷大小一樣的情況下，變形最大的是A楞，其次是C楞，再其次是B楞。使用瓦楞紙箱包裝某一產(chǎn)品之后，總不希望瓦楞紙箱發(fā)生變形從而影響到箱內(nèi)之產(chǎn)品。所以，如果B楞紙箱的抗壓力已經(jīng)足夠，就不一定非要采用A楞以爭取最大的抗壓力，而是應(yīng)該采用B楞，因?yàn)樗淖冃伪華楞小得多。 HYPERLINK :/img.hc360 /printing/info/images/walt03.jpg t _blank 圖2各種瓦楞承受載荷后的變形 HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewsl

8、ist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 因此，考慮瓦楞紙箱的抗壓力時，應(yīng)該是最大載荷要大、紙箱的個體差異要小、紙箱受壓后其變形量要小等等。3. 瓦楞紙板種類的影響 與瓦楞紙板楞型的影響一樣，同樣是承載材料的多少和瓦楞紙板厚度的問題。在其他條件一樣的情況下，紙箱抗壓力大小的順序當(dāng)然是：三瓦楞雙瓦楞單瓦楞。 4. 瓦楞紙板含水率的影響 圖3是通過試驗(yàn)找到的瓦楞紙箱抗壓力與其含水率的關(guān)系。 HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 瓦楞紙箱的抗壓力與其含水率的關(guān)系可用下式表示 P=a0.9x

9、式中：P-瓦楞紙箱的抗壓力，N； a-含水率為O時的抗壓力，N； x-瓦楞紙箱的含水率，%。 只要知道某種含水率時瓦楞紙箱的抗壓力，無論多大含水率時的抗壓力都可以利用這個關(guān)系式算出個大概來。 例如，某瓦楞紙箱的抗壓力測得為2400N，這時瓦楞紙箱的含水率為13%，問瓦楞紙箱的含水率為10%時，其抗壓力大概是多少? 解：先根據(jù)條件算出含水率為0時的抗壓力a當(dāng)然，這只是理論上的數(shù)據(jù)，實(shí)際上是無法到達(dá)的： 因?yàn)?，P=a0.9x，所以a=P/O.9x a=240OO.913=24000.254=9449(N) 瓦楞紙箱的含水率為10%時的抗壓力： P=99449O.349=3298(N) 從以上的計算

10、可以看出瓦楞紙箱的含水率從13%降到10%時，其抗壓力大約可以提高40%。差異相當(dāng)大。這種關(guān)系也可以從圖3看得出來。所以，對瓦楞紙箱的抗壓力進(jìn)展比較時，紙箱的含水率必須保持一致。 二、瓦楞紙箱的設(shè)計對瓦楞紙箱抗壓力的影響 1. 瓦楞紙箱的箱型與紙箱抗壓力的關(guān)系 圖4表示瓦楞紙箱周邊受壓時壓縮應(yīng)力的分布圖。紙箱在承受堆碼壓力時，大局部的應(yīng)力都集中在四個箱角局部，而四邊的中央局部，其壓縮應(yīng)力較四個箱角的小得多。由此可以推斷： HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 正方形紙箱比長方形紙箱更為理想。因?yàn)榧?/p>

11、箱邊長的增加，其抗壓力并不能成比例地增加，邊長的增加只是增加了承受壓力較少的邊界而已，但這與實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果(參見圖6)稍有差異； 箱角越多的紙箱，其抗壓力越大。普通的開槽式紙箱，從堆碼的觀點(diǎn)來看，并不是最理想的，因其易于變形，堆碼最理想的紙箱應(yīng)該是圓筒形的紙箱。因?yàn)樗鼪]有褶縫，而且其周邊均可承受同樣大小的壓縮力。但這時不應(yīng)該叫紙箱，而應(yīng)該叫紙筒。 另外，即使瓦楞紙板的紙質(zhì)和楞型以及紙箱的尺寸都一樣，箱型不同時，紙箱的抗壓力會有所不同。以下是對不同箱型的抗壓力進(jìn)展的實(shí)際測試。 一樣材質(zhì)的A楞單瓦楞紙板； 試驗(yàn)箱型(按FEFC0ASSC0制定，ICCA批準(zhǔn)在國際間通用的國際紙箱箱型標(biāo)準(zhǔn))：0201

12、、0205、0512、0510、0301和0320。每種箱型各1 0個； 試驗(yàn)箱外尺寸：335mm365mm245mm； 試驗(yàn)條件：在溫度20、濕度65%RH中調(diào)節(jié)24h后測定(以下的試驗(yàn)都是這種試驗(yàn)條件)； 試驗(yàn)結(jié)果：以最常用的0201型的抗壓力為100時，這六種箱型的抗壓力如表6所示。 表6不同箱型的抗壓力箱型抗壓力箱型抗壓力020110005107002051240301590512720320212 僅僅是箱型的不同，對紙箱的抗壓力就有這樣大的影響，所以選擇紙箱的箱型時就必須特別注意。當(dāng)然，選擇箱型時不能只考慮抗壓力，還必須考慮內(nèi)裝物的特性、材料的消耗和使用的方便等各種因素。例如，03

13、20型的瓦楞紙箱比0201型的抗壓力高出一倍有多。這是因?yàn)榍罢呤翘缀闲图埾洌鋫?cè)面、端面比后者多了一層瓦楞紙板。顯然，其材料的消耗要比后者多得多。 所以，最常用的箱型還是0201型，而且下面所討論或者計算的抗壓力都是以0201型為根基的。 2. 瓦楞紙箱的周邊長與紙箱抗壓力的關(guān)系 瓦楞紙箱的箱高一定(305mm)，箱長與箱寬相等并同時均等地增加時，測定瓦楞紙箱抗壓力的變化。每種尺寸的紙箱各20個，測得結(jié)果如圖5所示。 HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 從圖中可以看出，瓦楞紙箱的周邊長越大，紙箱

14、的抗壓力越大，但單瓦楞紙箱在1820mm附近，雙瓦楞紙箱在2220mm附近分別顯示抗壓力的最大值，而超過這些點(diǎn)時又呈現(xiàn)逐漸降低的傾向，但在長與寬的尺寸分別增加時，結(jié)果也許多少有些差異。 圖5中的單瓦楞紙板第15種和雙瓦楞紙板第1-5種指的是1979年以前的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的瓦楞紙板的種類。3. 瓦楞紙箱的長寬比與紙箱抗壓力的關(guān)系 圖6也是通過實(shí)際試驗(yàn)得到的，它表示瓦楞紙箱的長度與寬度的比例變化對其抗壓力變化的影響。從圖中可以看出，紙箱的長寬比在1.21.5時，紙箱的抗壓力最大，其前后均下降。這種關(guān)系在確定紙箱尺寸的時候是必須考慮的。 HYPERLINK :/info.printing.hc3

15、60 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 4. 瓦楞紙箱的箱高與紙箱抗壓力的關(guān)系 瓦楞紙箱的長度與寬度一定(350mm300mm)，僅變化箱高(從100mm起，以100mm的間隔遞增至1000mm)時，其抗壓力的變化如圖7所示。 HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 值得注意的是，箱高為30cm以下時瓦楞紙箱的抗壓力隨箱高的增加而逐漸降低，但超過30cm之后，抗壓力無多大變化。 5. 印刷設(shè)計和印刷面積對瓦楞紙箱抗壓力的影響 這里講的印刷是指在紙板上直接印刷，即

16、柔性版印刷的紙箱，不包括彩印的紙箱(印完再裱的紙箱)。 試驗(yàn)箱為單瓦楞紙箱(A楞)，其尺寸為350mm300mm250mm。 印刷設(shè)計如圖8所示。這三種印刷位置及印刷面積逐漸增加，最后到達(dá)全面印刷。 HYPERLINK :/info.printing.hc360 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 這次試驗(yàn)采用的是油性油墨，試驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。從圖中可以看出即使是同一印刷面積，帶狀印刷方式b)的紙箱抗壓力降低率最大，這種帶狀印刷方式b)的印刷面積即使只有10%20%，但紙箱抗壓力的降低率幾乎與全面印刷時一樣。 HYPERLINK :/info.printin

17、g.hc360 /picnewslist/ t _blank 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 近年來，由于印刷技術(shù)的進(jìn)步，采用的已是水性油墨，印刷壓力已比過去有所降低，但由于印刷造成的影響還是不容無視的。 在進(jìn)展瓦楞紙箱設(shè)計時一定要懂得，瓦楞紙箱是運(yùn)輸包裝，其使命是要將貨物安全地運(yùn)輸?shù)侥康牡?，因此不要過分拘泥于印得很漂亮，印刷的圖文和顏色很多，卻無視了紙箱的抗壓力，所包裝的產(chǎn)品在儲運(yùn)時就有可能發(fā)生安全事故。因?yàn)閳D文越多，紙板就壓得越扁，多印一色就多壓扁一次。紙板越扁，紙箱的抗壓力就越小。 當(dāng)然，目前一些產(chǎn)品的瓦楞紙箱包裝，如家電產(chǎn)品的瓦楞紙箱已不僅僅是運(yùn)輸包裝，它同時也兼具有銷售包裝的作用。為加強(qiáng)包

18、裝箱上的廣告宣傳作用，為吸引顧客，瓦楞紙箱上的圖文越印越多，顏色也越印越多。為顧及儲運(yùn)時瓦楞紙箱是否有足夠的抗壓力，解決的方法只有兩個： 提高紙質(zhì)，或在箱內(nèi)四個角落加四個紙角柱以抵消印刷時紙箱抗壓力的損失： 改用彩印紙箱。 但是，無論采用哪種方法，都會導(dǎo)致包裝成本的提高。 6. 手挽孔與通風(fēng)孔對瓦楞紙箱抗壓力的影響 對于較重較大產(chǎn)品的紙箱，為裝卸搬運(yùn)的方便，往往在紙箱的側(cè)面要開手挽孔，對于生鮮果蔬的紙箱那么要開通風(fēng)孔。這些手挽孔或通風(fēng)孔顯然會使紙箱的抗壓力降低，而且孔所占的面積越大，紙箱的抗壓力就會降得越低。下面試驗(yàn)研究的是手挽孔的位置對紙箱抗壓力的影響。 試驗(yàn)箱為A楞的單瓦楞紙箱，箱的外尺寸為360mm300mm250mm，手挽孔的尺寸為60mm20mm。測定手挽孔的位置上下方向變動時和左右向變動時紙箱的抗壓力。通過試驗(yàn)得出如下結(jié)論： 手挽孔的