紙箱抗壓強(qiáng)度的影響因素

影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的因素瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度是指瓦楞紙箱空箱立體放置時(shí)，對(duì)其兩面勻速施壓，箱體所能承受的最大壓力值?？箟簭?qiáng)度試驗(yàn)的檢測(cè)方法是將樣箱立體合好，用封箱膠帶上、下封牢，放入抗壓試驗(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(dòng)加壓標(biāo)準(zhǔn)速度，直至將紙箱壓潰，讀取實(shí)測(cè)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。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(shí)弄清這些因素影響的規(guī)律，才能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度值，以滿足顧客需求。瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度對(duì)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(zhǎng)（in）；P—紙箱抗壓強(qiáng)度（lb）比較簡(jiǎn)易的計(jì)算公式是：P=5.874XECTXVTXC式中：P—抗壓強(qiáng)度，NECT—邊壓強(qiáng)度，N/mT—紙板厚度，mC—紙箱周長(zhǎng)，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(duì)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、黏合劑的質(zhì)量等因素有關(guān)，計(jì)算公式為：瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度（N/m）ECT=各層原紙的環(huán)壓強(qiáng)度值之和XC1+5）式中：§—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。瓦楞紙板的楞型對(duì)紙板抗壓強(qiáng)度的影響人們把發(fā)明的第一個(gè)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)明了介于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(guó)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(shí)中，往往認(rèn)為楞型越大，紙箱的抗壓強(qiáng)度越高，而容易忽視楞型對(duì)變形量的影響。實(shí)際上，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(cè)試時(shí)就很容易被壓潰；紙箱過小，楞型卻很大，抗壓測(cè)試時(shí)會(huì)造成變形量過大，緩沖過程長(zhǎng)。紙箱的周長(zhǎng)、高度尺寸及長(zhǎng)寬比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響紙箱的周長(zhǎng)影響在用料和楞型相同的情況下，紙箱周長(zhǎng)的增長(zhǎng)與抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)會(huì)形成一種變化的曲線，開始紙箱的周長(zhǎng)越長(zhǎng)，抗壓強(qiáng)度越高，但隨著紙箱周長(zhǎng)的加大，增加了紙箱的不穩(wěn)定性，在紙箱周長(zhǎng)達(dá)到一定階段后，所能承受的抗壓強(qiáng)度會(huì)呈現(xiàn)按一定比例的遞減。（圖1紙箱周長(zhǎng)與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系）圖1紙箱周長(zhǎng)與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系紙箱的高度影響高度在100~350mm時(shí)，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(shí)，紙箱的抗壓強(qiáng)度幾乎不變；高度大于650mm時(shí)，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(huì)相應(yīng)地增加。紙箱的長(zhǎng)寬比影響一般情況下，紙箱的長(zhǎng)寬比在1~1.8的范圍內(nèi)，長(zhǎng)寬比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響僅為±5%。其中紙箱的長(zhǎng)寬比RL=1.2~1.5時(shí)，紙箱的抗壓強(qiáng)度最高。紙箱的長(zhǎng)寬比為2：1時(shí)，其抗壓強(qiáng)度下降約20%，因此確定紙箱尺寸時(shí)，長(zhǎng)寬比不宜超過2，否則會(huì)造成成本浪費(fèi)。（圖2紙箱的長(zhǎng)寬比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系）IEri—009590虬壓強(qiáng)度溝1—O%攝壓強(qiáng)度(%O2--8.2Q5圖2紙箱的長(zhǎng)寬比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系紙箱的放置方法對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響裝滿貨物的紙箱，可能有三個(gè)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(huì)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(cāng)庫(kù)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(duì)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(shí)應(yīng)保持豎楞方向受壓。在紙箱的整個(gè)承壓過程中主要是四個(gè)角受力，約占整個(gè)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(duì)紙箱四個(gè)角周圍瓦楞的破壞，在堆碼時(shí)應(yīng)盡量保持箱角與箱角對(duì)齊疊放。（圖3抗壓強(qiáng)度

負(fù)荷的分布狀態(tài)）30-40t30-40U紙箱的堆碼時(shí)間對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響圖4各種堆碼方式紙箱堆碼方式很多，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(shí)，紙箱的抗壓90天的保管堆裝就會(huì)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)負(fù)荷的分布狀態(tài)）30-40t30-40U紙箱的堆碼時(shí)間對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響圖4各種堆碼方式紙箱堆碼方式很多，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(shí)，紙箱的抗壓90天的保管堆裝就會(huì)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)紙箱的抗壓強(qiáng)度隨著裝載時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，這種現(xiàn)象稱為疲勞現(xiàn)象。試驗(yàn)表明，在兩個(gè)小時(shí)以后，紙強(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）圖3抗壓強(qiáng)度負(fù)荷的分布狀態(tài)箱的抗壓強(qiáng)度減少是明顯的，在長(zhǎng)期載荷的作用下，只要經(jīng)歷一個(gè)月的時(shí)間，紙箱的抗壓強(qiáng)度就會(huì)下降30%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十字堆碼計(jì)紙箱材質(zhì)時(shí)，對(duì)流通時(shí)間較長(zhǎng)的紙箱應(yīng)提高其安全系數(shù)。(圖5紙箱的堆碼時(shí)間與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系)8070帥50抗壓強(qiáng)度溝90沃的煤管堆故造成4￡%強(qiáng)度降低1108070帥50抗壓強(qiáng)度溝90沃的煤管堆故造成4￡%強(qiáng)度降低1101001000ao-706G50抗壓強(qiáng)度溝曲天的煤管堆觸造成妬％強(qiáng)度降低ao-706G50抗壓強(qiáng)度溝曲天的煤管堆觸造成妬％強(qiáng)度降低7、11010010001101001000蠶載天數(shù)｛a)圖5紙箱的堆碼時(shí)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(guó)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=l/(l—a)(l—b)(l—c)(l—d)(1—e)…a：溫濕度變化導(dǎo)致的降低率b：堆放時(shí)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(chǔ)于干燥陰涼環(huán)境裝箱后陸地流通，但環(huán)境溫濕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(shí)間堆放時(shí)間不超過1個(gè)月堆放時(shí)間1?2個(gè)月堆放時(shí)間3個(gè)月以上抗壓強(qiáng)度降低率15%30%40%堆放方法角對(duì)角平行式堆碼不能箱角完全對(duì)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(shí)很少受到撞擊多次裝卸，但裝卸時(shí)對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)條狀印刷對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響比較大，設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)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。10090)9070抗壓強(qiáng)度(%)普瓦10090)9070抗壓強(qiáng)度(%)普瓦^0 ^0 40 60 60 100印刷面積（溝 10090 10090網(wǎng)70抗壓強(qiáng)度瀚20 40 60 60 100印刷面積（％）圖6印刷面積對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響滿版印刷-25%豎帶印刷-15%檢帶印刷滿版印刷-25%豎帶印刷-15%檢帶印刷-25%圖7滿版、長(zhǎng)條狀印刷對(duì)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(duì)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(huì)造成紙箱在抗壓測(cè)試時(shí)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。例如紙箱在進(jìn)行模切加工過程中，由于受到外部重壓，紙箱的瓦楞會(huì)受到不同程度的損害，因而抗壓強(qiáng)度也會(huì)下降。比較而言，平壓平模切對(duì)抗壓強(qiáng)度影響較小，圓壓圓及圓壓平模切對(duì)抗壓影響則大一些。譬如與印刷機(jī)連動(dòng)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(huì)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高低不同壓線點(diǎn)線壓線圖9壓線工藝對(duì)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(duì)抗壓強(qiáng)度的影響紙箱對(duì)溫濕環(huán)境比較敏感，溫度對(duì)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(shì)，在溫度30°C、濕度80%RH時(shí)開始急劇下降，當(dāng)溫度為45°C、濕度95%RH時(shí)，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(zhǎng)時(shí)間存放在高溫高濕的環(huán)境，漿糊會(huì)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)度急劇下降紙箱的含水量與抗壓強(qiáng)度成反比例關(guān)系。一般的講，當(dāng)瓦楞紙箱水分每增加1%時(shí)，其紙箱抗壓強(qiáng)度就會(huì)下降9%左右。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(huì)對(duì)紙箱的含水量造成影響，為保證紙箱抗壓強(qiáng)度，應(yīng)盡量避免外部環(huán)境對(duì)紙箱含水量的影響，保持紙箱的干燥。（圖10相對(duì)濕度和紙板含水率的關(guān)系）、105紙板含水率(%)20 30 50 65SO1M、105紙板含水率(%)20 30 50 65SO1M20相對(duì)濕度(RH)20 30 50 65 50 100201510宜紙板含水率(%)20 30 50 65 50 100201510宜紙板含水率(%)相對(duì)濕度(RH)圖10相對(duì)濕度和紙板含水率的關(guān)系紙箱開孔方式對(duì)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(huì)對(duì)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(duì)稱孔比開不對(duì)稱孔的抗壓

強(qiáng)度減損要小。（圖11紙箱開孔位置對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響）一般來說，側(cè)面各1個(gè)手挽使紙箱的抗壓強(qiáng)度降低20%，兩側(cè)面及正面各1個(gè)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，