影响瓦楞纸箱强度的若干因素(上)

时间:2007-10-26 11:33:28来源:科印传媒《印刷技术》作者:康启来

  瓦楞纸箱强度是包装容器质量检验的重要技术指标,这些指标的高低,一方面反映了原材料质量的优劣程度,另一方面也反映了加工工艺的质量状况。生产工艺情况表明,要提高瓦楞纸箱的强度,仅靠采购好的原材料是不够的,做好生产过程的质量控制,也是提高瓦楞纸箱强度的重要一环。所以,正确了解和认识影响瓦楞纸箱强度的有关因素,对于更好地进行生产,提高产品质量具有十分重要的意义。

  原纸技术指标的影响
  1.定量
  定量是指每平方米纸的重量,单位是g/m2。定量的计算公式为:试样称量/试样的面积。定量是衡量纸张物理性能的重要指标,一般来说,纸的定量高,它的抗张强度、环压强度、撕裂度、挺度和厚度指标相对就高。用高定量的纸材制作瓦楞纸箱,其抗压强度相对就高些。所以,要制作强度高的瓦楞纸箱,选择高定量的纸材,往往是客户的基本要求之一。
  2.紧度
  紧度是指每立方厘米纸张的重量,单位是g/cm3
  其计算公式为:
  纸张的紧度如何,反映了其纤维组织结构的松紧程度。箱板纸和瓦楞芯纸的紧度值高,它们的耐破度、环压强度、耐戳穿和抗张性能相对就好,那么,纸箱的整体强度相对也就高。但是,若紧度过大,纸材容易脆裂,尤其是白板纸,紧度值若明显大于标准值,其耐折度将会有所下降。所以,用白板纸作面纸裱合瓦楞纸板时,不宜采用紧度过高的白板纸,以免影响纸箱摇盖的耐折度。
  3.环压强度
  将长(纵向)(152±0.2)mm,宽(12.7±0.1)mm的标准试样,取10片进行检测,其中5片正面朝外进行检测,另外5片反面朝外装入环形托盘中检测,之后,通过公式换算就可以求出原纸的环压强度。一般来说,用环压强度好的纸张制作出来的纸箱强度相对就高。环压强度计算公式为:R=F/152。式中的R表示环压强度,单位是kN/m ;F是试样压溃时读取的力值,单位N ;152是试样的长度,单位mm。
  国家标准中的环压指数标准数值,是衡量原纸的抗压性能的重要指标,它是指原纸的环压强度与定量的比值,单位为N·m/g 。该指标的计算公式为:Rd=1000R/W。式中的Rd表示环压指数,R表示环压强度,W是试样的定量,单位g/m2。原纸的环压指数如何,很大程度上影响着纸箱的整体强度,尤其是对纸箱的抗压强度影响较大。
  4.施胶度
  纸张、纸板在生产时,施加一定量的松香胶等耐水性的胶体物后,使纸面增加抗水性,这种生产加工工艺称为施胶。施胶度是衡量胶量大小的质量指标,按照国家标准,可采用墨水划线法和表面吸收重量法进行检测。工厂也可因陋就简,用“滴水法”检测纸面的施胶度。方法是:在纸面滴一点水,若水滴洇渗速度快,说明施胶度不好;若不易出现洇渗现象,说明原纸的施胶度好。制作瓦楞纸箱的原纸,要求施胶度要好,这样不易产生吸潮现象,使纸箱的含水率保持相对稳定,可较好地保证纸箱的强度。
  5.含水率
  含水率是指纸或纸板中水分的含量,用百分比表示。
  含水率的计算公式为:
  含水率对纸箱箱体强度有着很大的影响作用,所以,这也是含水率成为纸箱的三个重要缺陷检验项目之一的主要原因。当纸箱的含水率偏高时,其耐戳穿、抗压强度和耐破强度等性能将相对下降。瓦楞纸板需要具有一定的耐压、抗张、抗戳穿和耐折性能,若水分含量过高的话,纸质就显得柔软,挺度差,压楞和黏合质量也差。如果水分明显低于下限标准值时,压楞时就容易出现破裂现象。瓦楞纸和箱板纸的水分含量悬殊过大时,单面机加工出来的瓦楞纸板,就容易出现卷曲,下工序裱合时,就容易出现起泡和脱胶现象,使纸箱的强度明显下降。
  6.耐折度
  纸箱作为一种包装容器,其摇盖需经常作开启活动,这就要求纸材应具有一定的耐折能力。纸的横向耐折度是测定纸在一定的张力、速度和角度条件下,对150mm×15mm规格的试样,做135°角往复性折叠试验,当纸样断裂时,即为耐折度的检验次数。制造箱板纸和白板纸的浆料特性、纸的含水率、紧度、纤维长度和结合的牢度以及原纸受存放时间和温度等因素的影响,很大程度上决定着原纸的耐折度。所以,要提高纸箱的耐折性能,做好原材料的质量把关是重要的一环。

  生产设计对瓦楞纸板特性的影响
  1.箱体形状、结构与纸箱强度的关系
  纸箱的结构不同,其抗压强度也将截然不同。纸箱的支撑力最大的部位是箱体中四个边角和紧邻边角的侧边。可见,正方形纸箱的支撑力相对较大一些。此外,箱体周长越长,高度越高,其抗压强度相应就越低;开孔面积越大,且越靠近边角处,箱体的抗压性能下降得就越多,所以,设计时应注意这些情况。
  2.瓦楞楞型与纸箱强度的关系
  按照GBT6544-1999标准规定,UV形瓦楞纸板分为A、C、B和E型四种楞型。
  A楞型的楞高为4.5-5mm,300mm长度单位内楞数32-36个;C楞型的楞高为3.5-4mm,300mm长度单位内楞数36-40个;B楞型的楞高为2.5-3mm,300mm长度单位内楞数48-52个;E楞型的楞高为1.1-2mm,300mm长度单位内楞数92-100个。
  A楞型的瓦楞高而宽,故有大楞型之称。A楞型的纸箱承受平面压力的性能比B和C楞型差,但其承受垂直压力性能较高,所以,较适合于制作盛装不耐压物品的纸箱,使用比较普遍。C楞型纸箱的楞高和单位长度内的楞数,以及它的性能,介于A和B楞型之间,其又有细楞型之称,适用于盛装一般物品。B楞型的瓦楞低又密,故耐垂直压力的性能较差,但平面耐压性能较高,所以,用B楞型纸板制作的纸箱,适用于盛装瓶装类的食品、饮品等。E楞型瓦楞低而又细密,故又称为微型瓦楞,E楞型的纸板具有重量轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点,利于直接进行印刷。
  A、C、和B这三种楞型的瓦楞纸板,还可以组合成双瓦楞和三瓦楞的纸板,使纸箱的强度得到大幅提高。香烟、玻璃容器等不耐压的产品,大多数采用抗压、耐冲击性强的多层结构的瓦楞纸箱包装。
  3.瓦楞的形状与纸箱强度的关系
  瓦楞的楞形是指瓦楞上下两个顶端及其相连线的形状。瓦楞纸板的楞形对纸箱的抗压强度有着一定的影响作用。瓦楞的楞形有U形、V形和UV形三种。
  U形楞呈圆弧形状,这种瓦楞纸板缓冲性、弹性好,瓦楞轻微的变形可迅速复原,楞顶不易断裂,但其所承受的压力比V形楞纸板差,且芯纸和黏合剂的用量较多。V形楞呈三角形状,楞形由直线组成,两条直线相交构成的楞角为60°。V形楞纸箱具有芯纸和黏合剂的用量少,且坚固耐用的良好特性,它的平面耐压强度明显高于U形楞的纸箱,但是它的楞形一旦受压变形,就难以恢复原状。UV形楞兼容了U形和V形的优点,弥补了各自的缺陷,能承受较高的压力,使纸箱的强度得到较大的提高。

(未完待续)

  链接:课堂笔记
  本堂课的主要内容是原纸技术指标、生产设计、瓦楞纸板特性对瓦楞纸箱强度的影响。
  介绍了瓦楞纸板原纸的各项技术指标的定义以及其对强度的影响情况;了解了瓦楞楞型和楞形的基础知识,及其对瓦楞原纸强度的影响情况。


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