瓦楞紙板楞形及邊壓強(qiáng)度對(duì)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的研究

齊鋼

（大連金馬包裝制品有限公司，大連 116100）

瓦楞紙板楞形及邊壓強(qiáng)度對(duì)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的研究

齊鋼

（大連金馬包裝制品有限公司，大連 116100）

瓦楞紙箱是當(dāng)今應(yīng)用非常廣泛的一種綠色包裝材料，具有質(zhì)量輕、抗壓性強(qiáng)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。瓦楞紙箱具有較高的抗變形、抗破壞的性能，能夠滿足日常物流防護(hù)需求，因此，在瓦楞紙箱正式生產(chǎn)前，需要對(duì)其抗壓強(qiáng)度進(jìn)行分析。基于此，本文重點(diǎn)探究瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的分析與研究。

瓦楞紙箱；抗壓；強(qiáng)度；研究

瓦楞紙箱在當(dāng)今包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，對(duì)于瓦楞紙箱的抗壓性能來說，影響瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度非常多，包括含水率、紙箱高度、紙板質(zhì)量、周邊長、長寬比等。據(jù)有關(guān)學(xué)者表明，李春偉等人認(rèn)為手孔位置在箱寬度中線上方H/6內(nèi)，對(duì)紙箱抗壓強(qiáng)度影響最小；王俊麗等人表明了紙箱含水率和紙箱抗壓強(qiáng)度成反比例關(guān)系等，由此可見，對(duì)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度進(jìn)行分析和研究需要從多個(gè)角度進(jìn)行分析，這樣才能夠保障瓦楞紙箱強(qiáng)度的綜合性與實(shí)用性[1]。

1 瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

紙板性能是影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的重要因素，因此，加強(qiáng)瓦楞紙板變壓強(qiáng)度分析有著重要意義。最為常用的瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度公式為：

P=ECT｛4ax2/Z｝2/3·Z·J

在計(jì)算瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的公式當(dāng)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（in ）；P—紙箱抗壓強(qiáng)度（lb）。

從上述公式中可以看到，瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度主要與紙板邊壓強(qiáng)度有著直接關(guān)系，也稱之為垂直抗壓強(qiáng)度，通過對(duì)試樣以垂直的方向施壓，在施壓后紙板所能承受的最大力就是邊壓強(qiáng)度。從瓦楞紙板邊壓角度分析，邊壓強(qiáng)度主要取決于箱紙板強(qiáng)度，與生產(chǎn)工藝、紙板結(jié)構(gòu)、楞形、粘合劑有著直接關(guān)系[2]。

2 紙板楞形對(duì)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的影響

通常情況下，人們將第一個(gè)發(fā)明的瓦楞形狀設(shè)定為A瓦楞，其次是B瓦楞，之后出現(xiàn)了在A、B大小之間的C瓦楞、E瓦楞，后續(xù)又提出了D、K等大型瓦楞以及F、G、N等微型瓦楞。從日常應(yīng)用可以得知，瓦楞越大，紙箱強(qiáng)度就越大，變形量也會(huì)隨之增大。相反，如果紙箱楞形越小，紙箱的抗壓強(qiáng)度也會(huì)減小，變形量降低。如果紙箱大、楞形小，紙箱在抗壓測試過程中很容易被壓塌。紙箱小、楞形大，在測試過程中會(huì)出現(xiàn)變形量大、緩沖長的情況。由此可見，楞形的影響因素是多方面的，需要根據(jù)紙箱大小來選擇楞形。

3 紙箱周長、高度尺寸、長寬比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

3.1 紙箱周長

在楞形和用料一樣的情況下，紙箱的周長與抗壓強(qiáng)度會(huì)形成一種變化曲線，該曲線跟二次函數(shù)的類似。換言之，抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著前期紙箱的周長延長而不斷提高，但周長延長是有一個(gè)臨界值的，在超過周長臨界值的時(shí)候，其周長越常規(guī)，紙箱會(huì)變得越不穩(wěn)定，不穩(wěn)定性增強(qiáng)，其抗壓強(qiáng)度跟周長延伸成反比。圖1為二者的關(guān)系曲線。

3.2 高度和長寬比的關(guān)系

通過實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)紙箱高度位于100-350mm之間，紙箱抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著紙箱高度增加而下降；紙箱高度在350-650mm的范圍時(shí)，紙箱的抗壓強(qiáng)度比較穩(wěn)定；當(dāng)紙箱高度大于650mm時(shí)，紙箱抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著高度增加而降低，抗壓強(qiáng)度與高度成反比，這是因?yàn)殡S著紙箱的高度增加，其穩(wěn)定性也會(huì)有所提升。

對(duì)于長寬比來說，通常情況下，紙箱長寬比在1-1.8之內(nèi)時(shí)，其長寬比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響在-5～5%之間；如果紙箱的長寬比在1.2-1.5之間時(shí)，紙箱的抗壓程度呈現(xiàn)出最高值；如果紙箱的長寬比達(dá)到了2:1時(shí)，其抗壓強(qiáng)度會(huì)下降20%，達(dá)到了高峰值。由此可見，在確定瓦楞紙箱尺寸過程中，長寬比不能夠超過2，否則不僅會(huì)提高成本，同時(shí)也會(huì)降低抗壓強(qiáng)度。見圖2。

4 放置方法對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

圖1 周長和抗壓強(qiáng)度關(guān)系

圖2 長寬比和抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

由于瓦楞紙箱的不同放置方法也會(huì)產(chǎn)生不同的荷載力，一個(gè)裝滿貨物的瓦楞紙箱，可以采用三種不同的放置方法，包括平放、橫放、豎放。其中，平放就是將瓦楞垂直于地面，這也是瓦楞紙箱的正確放置方法，而橫放和豎方都會(huì)產(chǎn)生不良的效果。例如平放強(qiáng)度為100，則橫放的強(qiáng)度則為60、豎放的強(qiáng)度則為40。因此，要求在倉庫堆碼和運(yùn)輸工具裝貨時(shí)，都需要應(yīng)用平放的方法。

5 紙箱堆碼與抗壓強(qiáng)度的影響

紙箱豎楞方向的承受壓力要遠(yuǎn)高于橫楞的方向，因此需要在堆碼過程中保持豎楞方向受壓。由于紙箱在承受壓力過程中需要四個(gè)邊角受力，大約是整個(gè)荷載的60%，可見，紙箱的四個(gè)角位所承受的壓力最高，越離中心點(diǎn)高，其受力也就越小，這就需要降低對(duì)紙箱四個(gè)角的破壞程度，在堆碼過程中，需要保障箱角與箱角能夠?qū)R堆放。見圖3。

圖3 抗壓強(qiáng)度負(fù)荷的分布狀態(tài)

從實(shí)際應(yīng)用情況來分析，紙箱堆碼的方法非常多，但可以總結(jié)為兩種形式，一種是縱行堆碼；另一種是交替堆碼。其中，采用縱行堆碼過程中，紙箱抗壓輕度會(huì)下降18%左右，而交替堆碼的強(qiáng)度下降55%左右，但交替堆碼不容易出現(xiàn)側(cè)倒問題。同時(shí)，紙箱抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著裝載時(shí)間延長而降低，二者成反比例關(guān)系，也就是紙箱疲勞現(xiàn)象。通過有關(guān)實(shí)踐表明，如果紙箱堆碼時(shí)間超過2個(gè)小時(shí)，則其抗壓強(qiáng)度會(huì)明顯下降，在長期荷載條件下，一個(gè)月就會(huì)讓紙箱抗壓性能降低30%、90天降低45%、一年降低50%。因此，在設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)流通時(shí)間長的紙箱提高抗壓系數(shù)。

綜上所述，本文重點(diǎn)探究了瓦楞紙板的抗壓強(qiáng)度。其中紙板邊壓強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度成正比例關(guān)系；楞形需要根據(jù)紙箱大小而定；紙箱周長、高度尺寸、長寬比對(duì)不能夠超過臨界值；堆碼需要保持四角對(duì)齊并且要盡量保持平放。

[1] 李春偉，王桂英，陳春晟. 手孔對(duì)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的影響[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008 , 36 (06) :34-36.

[2] 楊林，楊虎山. 瓦楞紙箱檢驗(yàn)系列談之四:瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度的檢測[J]. 上海包裝, 2006 (7) :67-68.

Study on the Inf l uence of the Form and Edge Crush Test of Corrugated Board on the Compressive Strength of Corrugated Box

QI Gang

The corrugated box is the green packing material widely used nowadays, of which the advantages are light weight, strong resistance to pressure and low price, etc. The corrugated box, being of high anti-deformation and anti-damage, can meet the daily need for logistics protection. Therefore, it is necessary to analyze the compressive strength of the corrugated box before normal production. Based on this, this paper focuses on the analysis and study of the compressive strength of the corrugated box.

corrugated box; compressive strength; strength; study

TB484.1

A

1400 (2017) 10-0066-03

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.10.007

齊鋼（1978-），男（漢族），遼寧人，畢業(yè)于大連外國語學(xué)院，現(xiàn)任大連金馬包裝制品有限公司總經(jīng)理，是國內(nèi)最早從事紙質(zhì)包裝行業(yè)研究的企業(yè)家，主要從事瓦楞紙箱研究。