瓦楞紙箱搬運(yùn)手孔自身強(qiáng)度的影響因素分析及測(cè)定

胡力萌+孫俊軍+石義偉+張治國(guó)

瓦楞紙箱憑借其優(yōu)越的使用性能和良好的加工性能，成為一種應(yīng)用最為廣泛的包裝制品。近年來，瓦楞紙箱的便攜功能化設(shè)計(jì)越來越受到消費(fèi)者的關(guān)注。對(duì)于大型瓦楞紙箱包裝件，采用抱或背等用人工搬運(yùn)方式都不能達(dá)到安全性和科學(xué)性要求，為了方便搬運(yùn)，往往會(huì)在瓦楞紙箱箱體兩側(cè)設(shè)計(jì)搬運(yùn)手孔。但搬運(yùn)手孔通常會(huì)使瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度受到影響，而且隨著開孔面積、開孔形狀、開孔位置的不同，瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的降低程度也有所不同。

目前已有較多文獻(xiàn)報(bào)道過搬運(yùn)手孔對(duì)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的影響，但關(guān)于瓦楞紙箱搬運(yùn)手孔自身強(qiáng)度影響因素的相關(guān)研究報(bào)道并不多。而在實(shí)際使用中，瓦楞紙箱搬運(yùn)手孔經(jīng)常會(huì)因自身強(qiáng)度不足而發(fā)生手孔破損現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致包裝內(nèi)容物損壞。因此，研究瓦楞紙箱搬運(yùn)手孔自身強(qiáng)度的影響因素具有重要的實(shí)踐價(jià)值。

試驗(yàn)過程

1. 樣品選擇

B型瓦楞紙板：由200g/m2面紙、120g/m2芯紙和140g/m2里紙制成。

2.手孔形狀

比較常見的手孔形狀有山形、三圓形、圓形、弧形、跑道形、半圓形等，如圖1所示。 本試驗(yàn)根據(jù)實(shí)際使用情況，研究了跑道形、山形、半圓形和弧形4種手孔結(jié)構(gòu)。瓦楞紙板試樣大小為270mm×120mm，手孔整體尺寸為86mm×31mm（方便多數(shù)人的搬運(yùn)尺寸），每種形狀的手孔試樣取3個(gè)。

3.手孔位置

取樣時(shí)，所有手提孔在瓦楞紙箱上的所處位置要保持一致，均為箱面正中間部位。將開孔位置設(shè)計(jì)在瓦楞紙箱寬度的中線上，裝運(yùn)時(shí)最為平衡，有利于運(yùn)輸搬運(yùn)。越偏離中線，瓦楞紙箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度損失越大。為此，本試驗(yàn)以瓦楞紙板試樣對(duì)稱中心為原點(diǎn)，每隔5mm等分取點(diǎn)，選取9個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別標(biāo)號(hào)為1～9號(hào)。采用坐標(biāo)分析法建立XY坐標(biāo)系：在Y軸正半軸上得到9個(gè)中心點(diǎn)，即1號(hào)（0，0）、2號(hào)（0，5）、3號(hào)（0，10）、4號(hào)（0，15）、5號(hào)（0，20）、6號(hào)（0，25）、7號(hào)（0，30）、8號(hào)（0，35）、9號(hào)（0，40），使用同一開孔器開取手孔。

按照GB/T 10739-2002《紙漿、紙和紙板試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件》，將開孔后的瓦楞紙板試樣進(jìn)行預(yù)處理，即將瓦楞紙板試樣置于溫度（23±1）℃、相對(duì)濕度（50±2）% 的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境中，使其含水率和大氣環(huán)境保持平衡。

4.搬運(yùn)手孔強(qiáng)度測(cè)定

將瓦楞紙板固定在電子拉力試驗(yàn)機(jī)上之后，采用自制搬運(yùn)手孔拉伸工具進(jìn)行拉伸測(cè)試，拉伸負(fù)載速度為 500mm/min，拉伸方向?yàn)槠叫杏谕呃慵埌逶嚇臃较颉?/p>

試驗(yàn)結(jié)果及分析

1.不同開孔方向的影響

實(shí)際生產(chǎn)中，開孔方向可能出現(xiàn)兩種情況，一是垂直于瓦楞楞型方向（垂直開孔），二是平行于瓦楞楞型方向（平行開孔）。我們測(cè)試了這兩種開孔方向下4種手孔形狀的拉伸強(qiáng)度，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，我們可以得出不同開孔方向上手孔的拉伸強(qiáng)度對(duì)比圖，如圖2所示。由圖2可知，無論何種形狀的手孔，垂直瓦楞楞型方向開孔的抗拉伸性能要大于平行瓦楞楞型方向開孔的抗拉伸性能。

2.不同手孔形狀的影響

當(dāng)手孔承受一定程度拉力時(shí)，手孔結(jié)構(gòu)都會(huì)遭到破壞。由表1對(duì)比不同形狀的手孔拉伸強(qiáng)度可知，弧形手孔>跑道形手孔>半圓形手孔>山形手孔，這說明弧形手孔能承受更大的拉力，更適用于包裝件承重大的產(chǎn)品。

3.不同手孔位置的影響

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果可知，弧形手孔在垂直瓦楞方向楞型方向上開孔時(shí)的拉伸強(qiáng)度最大。為了進(jìn)一步研究手孔位置的影響，我們測(cè)試了不同位置上垂直瓦楞楞型方向上弧形手孔的拉伸強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2數(shù)據(jù)，我們可以得出弧形手孔的拉伸強(qiáng)度下降變化圖，如圖3所示。顯然，瓦楞紙箱開孔位置離瓦楞紙箱寬度中心線的距離增大，瓦楞紙箱搬運(yùn)手孔的拉伸強(qiáng)度就會(huì)變小；越接近瓦楞紙箱頂端和底端的壓痕線，瓦楞紙箱搬運(yùn)手孔的拉伸強(qiáng)度下降越明顯。endprint