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紙箱抗壓強(qiáng)度的大小受哪些因素影響
隨著瓦楞紙箱應(yīng)用市場(chǎng)的擴(kuò)大，紙箱用戶對(duì)其質(zhì)量和性能愈發(fā)苛刻，要求瓦楞紙箱在各種環(huán)境下，應(yīng)具備足夠的承受外界載荷時(shí)的力學(xué)強(qiáng)度。其中，抗壓性能綜合反映了紙箱的基本特性，同時(shí)對(duì)流通中的貨品起到保護(hù)作用，因此是瓦楞紙箱質(zhì)量控制的首要指標(biāo)。
1、原紙的定量
定量，即為紙張克重。對(duì)于同纖維結(jié)構(gòu)和制造工藝的原紙來(lái)說(shuō)，其環(huán)壓強(qiáng)度等于該原紙的定量乘以環(huán)壓指數(shù)。
因此，同材質(zhì)的瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度，取決于實(shí)際應(yīng)用的原紙的定量，定量越大，成型紙箱的抗壓強(qiáng)度也越大。在此基礎(chǔ)上，原紙定量的穩(wěn)定性，即紙張各處的厚度是否均勻一致也是影響著成品紙箱抗壓性能穩(wěn)定性的重要原因。
2、原紙的緊度
緊度，是指每立方厘米的原紙的重量，是衡量原紙組織結(jié)構(gòu)緊密程度的指標(biāo)，決定著原紙的剛性、強(qiáng)度、透氣性和吸收性等特性。當(dāng)多種原紙利用粘合劑粘合后，緊度高的原紙由于自身纖維具有較強(qiáng)的互相牽拉力，從而與粘合劑的結(jié)合效果好，整體的粘合強(qiáng)度高。反之，粘合劑則容易被原紙吸收分散，相同的施膠劑量，單位面積的膠量減少，降低了原紙間的粘合強(qiáng)度，間接影響了成品瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度。
3、原紙的水分與施膠度
瓦楞紙箱所用的原紙一般由植物性纖維構(gòu)成，經(jīng)過(guò)一系列加工，會(huì)含有一定量的水分，正常應(yīng)控制在9%~12%，利于瓦楞成型。若原紙含水量低于9%時(shí)，施膠后原紙會(huì)吸濕而產(chǎn)生氣泡，減少了瓦楞與面紙/里紙的粘結(jié)面積。若原紙含水量過(guò)高，則施膠易擴(kuò)散，降低了粘合強(qiáng)度。
于此同時(shí)，施膠度也會(huì)對(duì)原紙的水分含量產(chǎn)生一定的影響。通常，在原紙生產(chǎn)中，施加一定量的耐水性的膠體物以提高原紙抗水性的工藝為施膠。這一工藝要求施膠度合理，才能使原紙不易吸濕，保持其含水量的穩(wěn)定，進(jìn)而保障成品紙箱的抗壓強(qiáng)度。但是，若施膠度過(guò)高，即水分含量較低，原紙纖維會(huì)變的松脆，影響成箱后的抗壓強(qiáng)度。若原紙的施膠度過(guò)低，則無(wú)法阻隔吸收外界的潮氣，造成原紙的含水量增高，纖維膨脹，環(huán)壓強(qiáng)度大幅降低。
環(huán)境因素——濕度影響
根據(jù)上述介紹，瓦楞紙箱因采用吸水性很強(qiáng)的纖維材料，極易吸收水分，引起抗壓強(qiáng)度的下降。除了加工過(guò)程中對(duì)材料含水量的控制外，生產(chǎn)環(huán)境、存放環(huán)境、使用環(huán)境、天氣、等因素都有可能造成瓦楞紙箱的高濕環(huán)境。
根據(jù)研究資料的分析，相對(duì)濕度從40%上升到60%，抗壓強(qiáng)度下降的幅度最大，達(dá)到17%；其次是相對(duì)濕度80%至90%區(qū)間，抗壓強(qiáng)度下降了10%；下降幅度最小的是60%至80%區(qū)間，為7%[3]。因此，可以看出，瓦楞紙箱周圍的濕度越大，抗壓強(qiáng)度的損失也就越大。
瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的精確測(cè)算
之前已經(jīng)介紹過(guò)經(jīng)典的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式——凱利卡特公式，雖然精確度已獲*，但不可否認(rèn)，這是一個(gè)基于靜態(tài)因素的測(cè)算公式，無(wú)法反映出成型工藝、印刷設(shè)計(jì)和環(huán)境因素的動(dòng)態(tài)影響，經(jīng)此公式測(cè)算的抗壓強(qiáng)度與實(shí)際仍有一定差距。因此，現(xiàn)代企業(yè)更多的是利用紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行精確測(cè)量。
抗壓試驗(yàn)的基本原理是將試驗(yàn)品放置于紙箱抗壓機(jī)的壓板之間進(jìn)行加壓，直至試樣損壞或達(dá)到預(yù)定載荷和位移值時(shí)為止。由此衍生為三種抗壓試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?ldquo;定壓力測(cè)形變”、“定形變測(cè)壓力”和“壓潰”。具體方法如下：
1、試樣溫濕度預(yù)處理。將樣品箱置于23℃，50%RH的環(huán)境下4小時(shí)進(jìn)行試樣調(diào)節(jié)。
2、將預(yù)處理后的試樣封裝好，放置在紙箱抗壓機(jī)的下壓板中心。若采用“定壓力測(cè)形變”模式，則需設(shè)置預(yù)定壓力(“定形變測(cè)壓力”模式則需預(yù)設(shè)形變量)、初始載荷值等參數(shù)，并調(diào)整高度參數(shù)至試樣高度值，其中初始載荷值的設(shè)定是為了使上壓板與試樣達(dá)到充分接觸，可參照表3進(jìn)行設(shè)置。啟動(dòng)試驗(yàn)，上壓板在系統(tǒng)的控制下以適當(dāng)?shù)乃俣认蛳逻\(yùn)行，當(dāng)試樣所受的壓力達(dá)到初始載荷值時(shí)，位移量自動(dòng)清零，當(dāng)壓力繼續(xù)增大至設(shè)定壓力值時(shí)，儀器自動(dòng)結(jié)束試驗(yàn)，并顯示試樣的變形量。而“壓潰”模式則無(wú)需壓力和位移量設(shè)置，試樣所承受的壓力值曲線不斷上升，在試樣壓潰的節(jié)點(diǎn)達(dá)到峰值后開(kāi)始下降，當(dāng)壓力值降到最大值的70%時(shí)，自動(dòng)結(jié)束試驗(yàn)。
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