瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的計(jì)算與原紙測(cè)試

瓦楞紙箱是由各層面的瓦楞原紙構(gòu)成，瓦楞紙箱的抗壓公式是根據(jù)紙板原紙的物理性能計(jì)算瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度，我們可以根據(jù)預(yù)定的瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度要求選擇一定的瓦楞紙板原紙。而只有明確的了解了原紙的各種性能，才能在下一步工序中，根據(jù)生產(chǎn)的需要，對(duì)各種類(lèi)型、各種規(guī)格的紙張進(jìn)行組合配置，生產(chǎn)出符合用戶需求的產(chǎn)品。

事實(shí)上，瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)闃?gòu)成瓦楞紙板的箱板原紙和瓦楞原紙是各向異性的，不均勻的，而且纖維材料還具有粘彈性質(zhì)，在制成箱板的過(guò)程中，原紙受到不同溫度、黏合劑和外力的作用，自身已經(jīng)發(fā)生了很多變化，所以從原紙到瓦楞紙板，以及到瓦楞紙箱的物理性能之間的變化是不定向的，而如何從原紙物理性能計(jì)算紙板以及紙箱的物理性能，一直是紙箱研究和制造行業(yè)探討的課題。為了更好的生產(chǎn)各類(lèi)紙箱產(chǎn)品，我們有必要來(lái)了解一些原紙紙張性能檢測(cè)方面的知識(shí)。

抗壓強(qiáng)度計(jì)算

現(xiàn)有的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式很多，但大多是沿用國(guó)外的，不易理解和記憶，很難使中國(guó)現(xiàn)有的瓦楞紙箱設(shè)計(jì)人員掌握。而在各企業(yè)當(dāng)中，因抗壓設(shè)計(jì)的難度往往使價(jià)格設(shè)計(jì)與紙箱抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)脫離開(kāi)，容易造成原料的浪費(fèi)或抗壓不夠的質(zhì)量問(wèn)題。而抗氏公式在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的銜接中，避免了設(shè)計(jì)中的盲目性，增加了生產(chǎn)之初對(duì)紙箱抗壓強(qiáng)度的可預(yù)測(cè)性。

瓦楞紙箱是由各層面的瓦楞原紙構(gòu)成，抗氏公式是根據(jù)紙板原紙的物理性能計(jì)算紙箱的抗壓強(qiáng)度，看其能否滿足要求；也可以根據(jù)預(yù)定瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度要求，選擇一定的瓦楞紙板原紙。

P=Px·K

P—瓦楞紙箱的空箱抗壓強(qiáng)度(單位N),

Px—瓦楞紙板原紙的橫向綜合環(huán)壓強(qiáng)度(單位N/cm)。

其中，三層瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為：

Px=(R1+R2+RmC)／15.2

五層瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為：

Px=(R1+R2+R3+Rm1C1+Rm2C2)／15.2

Rn---面紙橫向環(huán)壓強(qiáng)度的測(cè)試力值(N/0.152m)

Rmn---楞紙橫向環(huán)壓強(qiáng)度的測(cè)試力值(N/0.152m)

C---瓦楞收縮率，即瓦楞芯紙與面紙的長(zhǎng)度之比。(CA=1.532,CC=1.477,CB=1.361)

K—綜合環(huán)壓在紙箱空箱抗壓強(qiáng)度中的有效值，計(jì)算公式為：

K三A=30.3+0.275Z-0.0005Z2

K三C=27.9+0.265Z-0.0005Z2

K三B=24.6+0.235Z-0.0005Z2

K五AA=41.7+0.355Z-0.0005Z2

K五BB=33.2+0.305Z-0.0005Z2

K五CC=38.1+0.345Z-0.0005Z2

K五AB=38.2+0.335Z-0.0005Z2

K五AC=40.2+0.355Z-0.0005Z2

K五BC=35.7+0.325Z-0.0005Z2

三A---三層A楞箱,三層箱周長(zhǎng)的取值范圍：70-200cm

五AC---五層AC楞箱，五層箱周長(zhǎng)的取值范圍：70-300cm

各企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中只會(huì)涉及到部分楞型，所以只需根據(jù)本企業(yè)的所用楞型選擇相對(duì)應(yīng)的抗氏公式。根據(jù)楞型與原紙的環(huán)壓力值計(jì)算出綜合環(huán)壓，再將紙箱周長(zhǎng)帶入與楞型相對(duì)應(yīng)的K值的計(jì)算公式，綜合環(huán)壓與K值的乘積即為紙箱的抗壓強(qiáng)度。我們也可以根據(jù)預(yù)定的紙箱的抗壓強(qiáng)度與周長(zhǎng)選擇合適的紙板原紙，同時(shí)還可以利用計(jì)算出的抗壓強(qiáng)度對(duì)各生產(chǎn)工序進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)。

在大多的抗壓計(jì)算公式中，多是利用原紙環(huán)壓強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行計(jì)算，而事實(shí)上影響紙箱抗壓的不單單是原紙的環(huán)壓強(qiáng)度，影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的因素有很多，但就紙張來(lái)說(shuō)，應(yīng)該包括紙張的環(huán)壓強(qiáng)度，抗張強(qiáng)度，緊密度，以及紙張的防水性和吸水性等等。

長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)與圓網(wǎng)紙機(jī)纖維排列不同，圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)的紙張由于機(jī)械工藝的原因纖維的排列規(guī)則成有序狀，紙漿不容易掛勻，紙張透過(guò)強(qiáng)光看上去成棉絮狀，質(zhì)地不勻，容易出現(xiàn)透光現(xiàn)象；而長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)恰好相反，纖維的排列錯(cuò)綜復(fù)雜，趨于無(wú)序狀，掛漿均勻，紙張透過(guò)強(qiáng)光看上去質(zhì)地均勻，無(wú)明顯的透光現(xiàn)象，由于纖維排列的不同，影響了長(zhǎng)網(wǎng)原紙與圓網(wǎng)原紙的各項(xiàng)物理指標(biāo)。

原紙測(cè)試

環(huán)壓測(cè)試，瓦楞原紙的環(huán)壓測(cè)試分縱向的環(huán)壓強(qiáng)度和橫向的環(huán)壓強(qiáng)度，在環(huán)壓測(cè)試取樣測(cè)試時(shí)需要注意一點(diǎn)，縱向的環(huán)壓強(qiáng)度取樣時(shí)需要與紙幅幅寬方向一致，橫向的環(huán)壓強(qiáng)度取樣時(shí)需要與紙幅長(zhǎng)度方向一致，在測(cè)試過(guò)程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，盡管長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)的纖維的排列趨于的無(wú)序狀，橫向環(huán)壓強(qiáng)度總是會(huì)比縱向環(huán)壓強(qiáng)度低，而作為0201型瓦楞紙箱來(lái)說(shuō)，橫向的環(huán)壓強(qiáng)度才是和瓦楞的受力方向是一致的，也就是說(shuō)在進(jìn)行紙張的等級(jí)判定或進(jìn)行抗壓計(jì)算時(shí)，瓦楞原紙橫向的環(huán)壓強(qiáng)度為測(cè)試的有效強(qiáng)度。長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)在進(jìn)行了纖維的無(wú)序排列的同時(shí)增加了橫向環(huán)壓測(cè)試時(shí)纖維的承受數(shù)量，從而增強(qiáng)了瓦楞原紙的橫向環(huán)壓強(qiáng)度，同時(shí)由于纖維的無(wú)序排列，增強(qiáng)了纖維間的牢固度，進(jìn)而保證了瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的穩(wěn)定性，使得單體紙箱之間的抗壓力值的落差減小。

關(guān)于抗壓公式中的環(huán)壓取值我們應(yīng)該遵循標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果，以減少因測(cè)試環(huán)境的改變帶來(lái)的測(cè)試值之間的誤差。我們都知道，空氣的濕度對(duì)于瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度以及紙箱的抗壓都會(huì)帶來(lái)一定的影響，如果我們?cè)跍y(cè)試原紙時(shí)的環(huán)境過(guò)于干燥，環(huán)壓測(cè)試時(shí)力值會(huì)比實(shí)際上高，而如果使用環(huán)境過(guò)于潮濕，我們用這種高出的力值進(jìn)行抗壓設(shè)計(jì)，勢(shì)必會(huì)造成不安全的質(zhì)量隱患；反之，如果測(cè)試環(huán)境過(guò)于潮濕而使用環(huán)境過(guò)于干燥，紙張的環(huán)壓測(cè)試時(shí)力值會(huì)很低，而我們用這種很低的力值進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，勢(shì)必會(huì)造成原材料的浪費(fèi)。在利用測(cè)試值進(jìn)行抗壓計(jì)算的時(shí)候，我們首先需要在自己公司內(nèi)部進(jìn)行驗(yàn)證，一般情況下，我們應(yīng)該保證一個(gè)計(jì)算值的安全系數(shù)，一般選擇1.2，即計(jì)算值為1，而實(shí)際抗壓應(yīng)該能夠達(dá)到計(jì)算值的1.2倍，以防止紙箱個(gè)體之間的差異或一些外部環(huán)境的改變?cè)斐傻目箟翰粔颉?/p>

抗張強(qiáng)度，瓦楞原紙的抗張強(qiáng)度取決原紙的纖維結(jié)構(gòu)和以及纖維之間的粘結(jié)力，抗張強(qiáng)度的好壞不但影響原紙?jiān)谑褂眠^(guò)程中在機(jī)械中的耐拉力，同時(shí)也會(huì)影響到紙箱成型以后的抗壓質(zhì)量，通常情況下，如果紙張的環(huán)壓強(qiáng)度很好，而裂斷長(zhǎng)及抗張強(qiáng)度不好時(shí)，往往會(huì)造成紙箱在抗壓測(cè)試時(shí)的變形量大，最終邊形如手風(fēng)琴狀，這是因?yàn)橛捎诶w維的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)或者是纖維間的連接力差，而當(dāng)紙箱進(jìn)行抗壓測(cè)試時(shí)，先是壓線邊緣的纖維受力，而這種疏松無(wú)力的纖維不能很好地將紙箱受到的力傳達(dá)到紙箱的整體，只是被動(dòng)的局部在承壓，隨著邊緣的局部塌潰，受力部位再逐步的朝箱體中間移動(dòng)，就形成了變形如手風(fēng)琴狀的測(cè)試現(xiàn)象。而抗張強(qiáng)度如果很好的話，則不會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)情況，紙箱會(huì)在變形量很小的情況下承受很大壓力，如果再加碼，紙箱會(huì)因整體不能承受壓力而從箱面中心坍塌。

紙張的緊密度測(cè)試原紙?jiān)谏�產(chǎn)過(guò)程中壓榨效果，緊密度的優(yōu)劣會(huì)影響到纖維之間的牢結(jié)度進(jìn)而影響到原紙的環(huán)壓強(qiáng)度及抗張強(qiáng)度，而最終影響到紙箱的抗壓強(qiáng)度，而由于紙張的緊密度不夠，還會(huì)影響到紙箱吸潮性，使得紙箱在使用或存放過(guò)程中過(guò)度吸潮而降低紙箱本身的抗壓強(qiáng)度。

判定紙張優(yōu)劣的不是單一從某一項(xiàng)物理指標(biāo)來(lái)判定，紙張的物理性能應(yīng)該是一個(gè)綜合的指標(biāo)。有時(shí)候紙箱使用客戶為了防止紙箱企業(yè)偷工減料，在對(duì)于紙箱的抗壓指標(biāo)提出要求的同時(shí)，又對(duì)原紙的搭配提出了過(guò)高的克重要求，而紙箱企業(yè)為了應(yīng)付客戶的要求，只有增加紙張克重降低紙張檔次來(lái)保證成本。客戶的這種要求已經(jīng)將低克重高強(qiáng)度的瓦楞原紙拒之門(mén)外，其實(shí)從綜合性能上來(lái)考慮，低克重高強(qiáng)度的瓦楞原紙要比低檔次高克重的瓦楞原紙穩(wěn)定的多，而且由于原紙的穩(wěn)定性減少了紙箱物理性能個(gè)體間的差異，增加了紙箱使用的安全性，而低檔次高克重的紙張很難達(dá)到這種效果。在抗壓設(shè)計(jì)當(dāng)中由于低檔次原紙的不穩(wěn)定性，很難準(zhǔn)確地進(jìn)行抗壓估算，紙箱完成后物理性能個(gè)體之間的差異很大，而其中摻雜的劣質(zhì)品，在紙箱的使用或運(yùn)輸過(guò)程中將成為最先的破損點(diǎn)影響整批紙箱的使用。

在紙箱的抗壓當(dāng)中，原紙起著決定性的作用，我們需要付出一定的努力對(duì)各種原紙進(jìn)行檢測(cè)與判定，對(duì)各類(lèi)紙張進(jìn)行合理的配置，才能生產(chǎn)出符合物理性能要求的紙箱。而紙箱抗壓是一個(gè)綜合的控制過(guò)程，在生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)盡量減少因工藝的不合理造成的對(duì)紙箱抗壓的影響，損失紙箱抗壓強(qiáng)度就相當(dāng)于浪費(fèi)原紙，這是最大的隱性浪費(fèi)，勢(shì)必造成一種惡性循環(huán)，將大大增加紙箱的制作成本，于生產(chǎn)之初就對(duì)各種原紙的性能了如指掌，在實(shí)際生產(chǎn)中才能按需配紙。