溫濕度對瓦楞紙箱的力學(xué)性能影響

【摘 要】 本文對瓦楞紙箱在正常環(huán)境溫濕度（平均溫度27℃，平均相對濕度75%）和恒溫恒濕（23±2℃，50±2%）條件下的邊壓強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度的檢測進(jìn)行了論述，結(jié)果表明：正常環(huán)境溫濕度條件下，瓦楞紙箱的邊壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度較恒溫恒濕條件下有不同程度的降低，邊壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的降低率較為明顯。獲得這些力學(xué)性能的變化規(guī)律對瓦楞紙箱的檢測工作具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】 瓦楞紙箱 恒溫恒濕 邊壓強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度 耐破強(qiáng)度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.004

瓦楞紙箱是用瓦楞紙板制成的剛性紙質(zhì)容積，主要用于運(yùn)輸包裝。為了保證包裝物品在運(yùn)輸、裝卸和倉貯的過程中不受到損壞，因此瓦楞紙箱要達(dá)到足夠的強(qiáng)度要求。瓦楞紙板的力學(xué)性能指標(biāo)受到以下幾個因素的影：原材料新能、瓦楞紙板種類、瓦楞楞型、粘合劑以及流通環(huán)境等，其中環(huán)境溫濕度是影響瓦楞紙板力學(xué)性能的重要指標(biāo)。本文研究了兩種不同溫濕度環(huán)境條件下，測得的性能指標(biāo)，將對瓦楞紙箱的檢測具有一定的參考價(jià)值。

1 試驗(yàn)

1.1 原理

邊壓強(qiáng)度指在瓦楞紙板的瓦楞方向施加壓力，直至壓潰時瓦楞紙板所能承受的最大壓力，是瓦楞紙箱的堆碼強(qiáng)度和抗壓性能最重要的影響因素之一。邊壓強(qiáng)度的試驗(yàn)原理是將瓦楞紙板裁剪成矩形并且置于壓縮試驗(yàn)儀的兩壓板之間，然后對其施加均勻壓力，直至被檢測試樣壓潰為止，測定承受的最大壓力即為邊壓強(qiáng)度。

耐破強(qiáng)度是指瓦楞紙板及原紙單位面積上所能承受的垂直于試樣表面均勻增加的最大壓力。耐破強(qiáng)度測試的基本原理是指將試樣放置于彈性膠膜上，用試樣頭將待測樣品夾緊，測試時均勻施加垂直壓力使樣品與膠膜一起自由凸起，直至試樣破裂時，壓力表上的最大值即為試樣的耐破強(qiáng)度。

抗壓強(qiáng)度是指使用平板壓力試驗(yàn)機(jī)將瓦楞紙箱以一定速度均勻施加動態(tài)壓力，直至箱體破損時產(chǎn)生的最大壓力，即為抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度測定的原理是將瓦楞紙箱空箱立體放置在平面壓力試驗(yàn)機(jī)的兩平行壓板之間，對其兩面均勻施壓，箱體所承受的最高壓力值，一般以“N”（牛頓）為單位。

1.2 設(shè)備及樣品處理

實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括：電子壓縮試驗(yàn)機(jī)YQ-Z-40，紙板耐破儀YQ-ZB-1，平面壓力試驗(yàn)機(jī)YE-50。以十組瓦楞紙箱為試驗(yàn)對象，每組樣品分為兩份，一份放置在無溫濕度控制的房間內(nèi)，試驗(yàn)期間溫度為27℃，平均相對濕度為75%；另一份按CB10739的規(guī)定進(jìn)行溫度處理，放置在預(yù)定溫度（23±2）℃，相對濕度（50±2）%條件下的恒溫恒濕環(huán)境中，并且保證試樣的四周、頂面以及75%的底部面積能夠自由的與室內(nèi)空氣相接觸，然后處理48h，待處理完成后將試樣在離開處理環(huán)境后10min內(nèi)進(jìn)行測定。

1.3 方法

邊壓強(qiáng)度的測定方法依據(jù)GB/T6546-1998；耐破強(qiáng)度的測定方法依據(jù)GB/T6545-1998；抗壓強(qiáng)度的測定方法依據(jù)GB/T4857.4-2008。

2 分析

瓦楞紙箱經(jīng)兩種不同溫濕度環(huán)境處理后，依據(jù)1.3試驗(yàn)方法測定后，計(jì)算得到的邊壓強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度結(jié)果見表1，相應(yīng)的強(qiáng)度降低率見表2。邊壓強(qiáng)度是反映瓦楞紙箱物理性能的重要指標(biāo)之一，其強(qiáng)度大小直接影響瓦楞紙箱的支撐強(qiáng)度，它與面紙、粘合劑、瓦楞紙的質(zhì)量、瓦楞楞型及里紙有關(guān)。瓦楞紙箱空箱承壓強(qiáng)度除與紙箱的尺寸、結(jié)構(gòu)有關(guān)外，與邊壓強(qiáng)度直接有關(guān)，邊壓強(qiáng)度高的瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度也高。耐破強(qiáng)度主要由構(gòu)成瓦楞紙板的里紙、中夾紙及面紙的強(qiáng)度決定，但與瓦楞芯紙強(qiáng)度無關(guān)。如果瓦楞紙板粘合強(qiáng)度不良，比如出現(xiàn)假粘、脫膠等現(xiàn)象，將使紙板的耐破強(qiáng)度顯著降低，見表1。

影響瓦楞紙板力學(xué)性能的環(huán)境因素主要是濕度。當(dāng)紙箱放在相對濕度較大的環(huán)境中時，外界水汽的侵入會導(dǎo)致紙箱的含水量上升，含水量過高會使瓦楞紙箱變軟，而使瓦楞形狀變化，瓦楞高度降低，又能使粘合劑發(fā)生水解，最終導(dǎo)致瓦楞紙箱的邊壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度都會下降。從表1可以看出，未經(jīng)恒溫恒濕處理的瓦楞紙箱的邊壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度值，均低于恒溫恒濕處理測得的數(shù)值。從表2可以看出，邊壓強(qiáng)度下降較為明顯，未經(jīng)恒溫恒濕環(huán)境處理測得的邊壓強(qiáng)度值比恒溫恒濕處理后的強(qiáng)度值降低了8.8%～12.5%，抗壓強(qiáng)度的降低率在9.1%～13.5%之間，耐破強(qiáng)度變化規(guī)律不是很強(qiáng)，降低率出現(xiàn)波動現(xiàn)象，原因可能是瓦楞紙板粘接時涂覆不均勻所致。

3 結(jié)論

本文在兩種環(huán)境溫濕度條件下，對瓦楞紙箱進(jìn)行了邊壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及耐破強(qiáng)度的測試試驗(yàn)，得到了這些強(qiáng)度指標(biāo)的變化規(guī)律，但瓦楞紙箱的其他性能指標(biāo)也均受到環(huán)境溫濕度條件的影響，這些力學(xué)性能受到環(huán)境相對濕度的影響也非常明顯，因此對瓦楞紙箱進(jìn)行性能檢測、實(shí)驗(yàn)研究時，應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)處理?xiàng)l件和檢測、試驗(yàn)環(huán)境條件，有資料研究表明，最佳的環(huán)境相對濕度為45%～55%。

作者簡介

賈莉，高級工程師，從事檢驗(yàn)、監(jiān)督、代碼工作13年，參加了數(shù)十個遼寧地方標(biāo)準(zhǔn)的制定，參加了塑料配方大全、塑料配方設(shè)計(jì)專著的出版。

（責(zé)任編輯：張曉明）