溫濕度對瓦楞紙箱的力學性能影響

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

【關鍵詞】 瓦楞紙箱 恒溫恒濕 邊壓強度 抗壓強度 耐破強度

【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容積，主要用于運輸包裝。為了保證包裝物品在運輸、裝卸和倉貯的過程中不受到損壞，因此瓦楞紙箱要達到足夠的強度要求。瓦楞紙板的力學性能指標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、粘合劑以及流通環境等，其中環境溫濕度是影響瓦楞紙板力學性能的重要指標。本文研究了兩種不同溫濕度環境條件下，測得的性能指標，將對瓦楞紙箱的檢測具有一定的參考價值。

1 試驗

1.1 原理

邊壓強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度和抗壓性能最重要的影響因素之一。邊壓強度的試驗原理是將瓦楞紙板裁剪成矩形并且置于壓縮試驗儀的兩壓板之間，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度。

耐破強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度。

抗壓強度是指使用平板壓力試驗機將瓦楞紙箱以一定速度均勻施加動態壓力，直至箱體破損時產生的最大壓力，即為抗壓強度。抗壓強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機的兩平行壓板之間，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 設備及樣品處理

實驗設備包括：電子壓縮試驗機YQ-Z-40，紙板耐破儀YQ-ZB-1，平面壓力試驗機YE-50。以十組瓦楞紙箱為試驗對象，每組樣品分為兩份，一份放置在無溫濕度控制的房間內，試驗期間溫度為27℃，平均相對濕度為75%；另一份按CB10739的規定進行溫度處理，放置在預定溫度（23±2）℃，相對濕度（50±2）%條件下的恒溫恒濕環境中，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境后10min內進行測定。

1.3 方法

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

2 分析

瓦楞紙箱經兩種不同溫濕度環境處理后，依據1.3試驗方法測定后，計算得到的邊壓強度、耐破強度、抗壓強度結果見表1，相應的強度降低率見表2。邊壓強度是反映瓦楞紙箱物理性能的重要指標之一，其強度大小直接影響瓦楞紙箱的支撐強度，它與面紙、粘合劑、瓦楞紙的質量、瓦楞楞型及里紙有關。瓦楞紙箱空箱承壓強度除與紙箱的尺寸、結構有關外，與邊壓強度直接有關，邊壓強度高的瓦楞紙箱抗壓強度也高。耐破強度主要由構成瓦楞紙板的里紙、中夾紙及面紙的強度決定，但與瓦楞芯紙強度無關。如果瓦楞紙板粘合強度不良，比如出現假粘、脫膠等現象，將使紙板的耐破強度顯著降低，見表1。

影響瓦楞紙板力學性能的環境因素主要是濕度。當紙箱放在相對濕度較大的環境中時，外界水汽的侵入會導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，又能使粘合劑發生水解，最終導致瓦楞紙箱的邊壓強度、抗壓強度、耐破強度都會下降。從表1可以看出，未經恒溫恒濕處理的瓦楞紙箱的邊壓強度、抗壓強度、耐破強度值，均低于恒溫恒濕處理測得的數值。從表2可以看出，邊壓強度下降較為明顯，未經恒溫恒濕環境處理測得的邊壓強度值比恒溫恒濕處理后的強度值降低了8.8%～12.5%，抗壓強度的降低率在9.1%～13.5%之間，耐破強度變化規律不是很強，降低率出現波動現象，原因可能是瓦楞紙板粘接時涂覆不均勻所致。

3 結論

本文在兩種環境溫濕度條件下，對瓦楞紙箱進行了邊壓強度、抗壓強度及耐破強度的測試試驗，得到了這些強度指標的變化規律，但瓦楞紙箱的其他性能指標也均受到環境溫濕度條件的影響，這些力學性能受到環境相對濕度的影響也非常明顯，因此對瓦楞紙箱進行性能檢測、實驗研究時，應嚴格控制預處理條件和檢測、試驗環境條件，有資料研究表明，最佳的環境相對濕度為45%～55%。

作者簡介

賈莉，高級工程師，從事檢驗、監督、代碼工作13年，參加了數十個遼寧地方標準的制定，參加了塑料配方大全、塑料配方設計專著的出版。

（責任編輯：張曉明）