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瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的計(jì)算與原紙測試

瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的計(jì)算與原紙測試
瓦楞紙箱是由各層面的瓦楞原紙構(gòu)成,瓦楞紙箱的抗壓公式是根據(jù)紙板原紙的物理性能計(jì)算瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度,我們可以根據(jù)預(yù)定的瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度要求選擇一定的瓦楞紙板原紙。而只有明確的了解了原紙的各種性能,才能在下一步工序中,根據(jù)生產(chǎn)的需要,對各種類型、各種規(guī)格的紙張進(jìn)行組合配置,生產(chǎn)出符合用戶需求的產(chǎn)品。

   
事實(shí)上,瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,因?yàn)闃?gòu)成瓦楞紙板的箱板原紙和瓦楞原紙是各向異性的,不均勻的,而且纖維材料還具有粘彈性質(zhì),在制成箱板的過程中,原紙受到不同溫度、黏合劑和外力的作用,自身已經(jīng)發(fā)生了很多變化,所以從原紙到瓦楞紙板,以及到瓦楞紙箱的物理性能之間的變化是不定向的,而如何從原紙物理性能計(jì)算紙板以及紙箱的物理性能,一直是紙箱研究和制造行業(yè)探討的課題。為了更好的生產(chǎn)各類紙箱產(chǎn)品,我們有必要來了解一些原紙紙張性能檢測方面的知識。
 
抗壓強(qiáng)度計(jì)算
現(xiàn)有的抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式很多,但大多是沿用國外的,不易理解和記憶,很難使中國現(xiàn)有的瓦楞紙箱設(shè)計(jì)人員掌握。而在各企業(yè)當(dāng)中,因抗壓設(shè)計(jì)的難度往往使價(jià)格設(shè)計(jì)與紙箱抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)脫離開,容易造成原料的浪費(fèi)或抗壓不夠的質(zhì)量問題。而抗氏公式在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的銜接中,避免了設(shè)計(jì)中的盲目性,增加了生產(chǎn)之初對紙箱抗壓強(qiáng)度的可預(yù)測性。
瓦楞紙箱是由各層面的瓦楞原紙構(gòu)成,抗氏公式是根據(jù)紙板原紙的物理性能計(jì)算紙箱的抗壓強(qiáng)度,看其能否滿足要求;也可以根據(jù)預(yù)定瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度要求,選擇一定的瓦楞紙板原紙。
P=Px·K
P—瓦楞紙箱的空箱抗壓強(qiáng)度(單位N),
Px—瓦楞紙板原紙的橫向綜合環(huán)壓強(qiáng)度(單位N/cm)。
其中,三層瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為:
Px=(R1+R2+RmC)15.2
五層瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強(qiáng)度的計(jì)算公式為:
Px=(R1+R2+R3+Rm1C1+Rm2C2)15.2
Rn---面紙橫向環(huán)壓強(qiáng)度的測試力值(N/0.152m)
Rmn---楞紙橫向環(huán)壓強(qiáng)度的測試力值(N/0.152m)
C---瓦楞收縮率,即瓦楞芯紙與面紙的長度之比。(CA=1.532,CC=1.477,CB=1.361)
K—綜合環(huán)壓在紙箱空箱抗壓強(qiáng)度中的有效值,計(jì)算公式為:
KA=30.3+0.275Z-0.0005Z2
KC=27.9+0.265Z-0.0005Z2
KB=24.6+0.235Z-0.0005Z2
KAA=41.7+0.355Z-0.0005Z2
KBB=33.2+0.305Z-0.0005Z2
KCC=38.1+0.345Z-0.0005Z2
KAB=38.2+0.335Z-0.0005Z2
KAC=40.2+0.355Z-0.0005Z2
KBC=35.7+0.325Z-0.0005Z2
A---三層A楞箱,三層箱周長的取值范圍:70-200cm
AC---五層AC楞箱,五層箱周長的取值范圍:70-300cm
各企業(yè)在生產(chǎn)過程中只會(huì)涉及到部分楞型,所以只需根據(jù)本企業(yè)的所用楞型選擇相對應(yīng)的抗氏公式。根據(jù)楞型與原紙的環(huán)壓力值計(jì)算出綜合環(huán)壓,再將紙箱周長帶入與楞型相對應(yīng)的K值的計(jì)算公式,綜合環(huán)壓與K值的乘積即為紙箱的抗壓強(qiáng)度。我們也可以根據(jù)預(yù)定的紙箱的抗壓強(qiáng)度與周長選擇合適的紙板原紙,同時(shí)還可以利用計(jì)算出的抗壓強(qiáng)度對各生產(chǎn)工序進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)。
在大多的抗壓計(jì)算公式中,多是利用原紙環(huán)壓強(qiáng)度來進(jìn)行計(jì)算,而事實(shí)上影響紙箱抗壓的不單單是原紙的環(huán)壓強(qiáng)度,影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的因素有很多,但就紙張來說,應(yīng)該包括紙張的環(huán)壓強(qiáng)度,抗張強(qiáng)度,緊密度,以及紙張的防水性和吸水性等等。
長網(wǎng)紙機(jī)與圓網(wǎng)紙機(jī)纖維排列不同,圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)的紙張由于機(jī)械工藝的原因纖維的排列規(guī)則成有序狀,紙漿不容易掛勻,紙張透過強(qiáng)光看上去成棉絮狀,質(zhì)地不勻,容易出現(xiàn)透光現(xiàn)象;而長網(wǎng)紙機(jī)恰好相反,纖維的排列錯(cuò)綜復(fù)雜,趨于無序狀,掛漿均勻,紙張透過強(qiáng)光看上去質(zhì)地均勻,無明顯的透光現(xiàn)象,由于纖維排列的不同,影響了長網(wǎng)原紙與圓網(wǎng)原紙的各項(xiàng)物理指標(biāo)。
 
原紙測試
環(huán)壓測試,瓦楞原紙的環(huán)壓測試分縱向的環(huán)壓強(qiáng)度和橫向的環(huán)壓強(qiáng)度,在環(huán)壓測試取樣測試時(shí)需要注意一點(diǎn),縱向的環(huán)壓強(qiáng)度取樣時(shí)需要與紙幅幅寬方向一致,橫向的環(huán)壓強(qiáng)度取樣時(shí)需要與紙幅長度方向一致,在測試過程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn),盡管長網(wǎng)紙機(jī)的纖維的排列趨于的無序狀,橫向環(huán)壓強(qiáng)度總是會(huì)比縱向環(huán)壓強(qiáng)度低,而作為0201型瓦楞紙箱來說,橫向的環(huán)壓強(qiáng)度才是和瓦楞的受力方向是一致的,也就是說在進(jìn)行紙張的等級判定或進(jìn)行抗壓計(jì)算時(shí),瓦楞原紙橫向的環(huán)壓強(qiáng)度為測試的有效強(qiáng)度。長網(wǎng)紙機(jī)在進(jìn)行了纖維的無序排列的同時(shí)增加了橫向環(huán)壓測試時(shí)纖維的承受數(shù)量,從而增強(qiáng)了瓦楞原紙的橫向環(huán)壓強(qiáng)度,同時(shí)由于纖維的無序排列,增強(qiáng)了纖維間的牢固度,進(jìn)而保證了瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的穩(wěn)定性,使得單體紙箱之間的抗壓力值的落差減小。
關(guān)于抗壓公式中的環(huán)壓取值我們應(yīng)該遵循標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的測試結(jié)果,以減少因測試環(huán)境的改變帶來的測試值之間的誤差。我們都知道,空氣的濕度對于瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度以及紙箱的抗壓都會(huì)帶來一定的影響,如果我們在測試原紙時(shí)的環(huán)境過于干燥,環(huán)壓測試時(shí)力值會(huì)比實(shí)際上高,而如果使用環(huán)境過于潮濕,我們用這種高出的力值進(jìn)行抗壓設(shè)計(jì),勢必會(huì)造成不**的質(zhì)量隱患;反之,如果測試環(huán)境過于潮濕而使用環(huán)境過于干燥,紙張的環(huán)壓測試時(shí)力值會(huì)很低,而我們用這種很低的力值進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì),勢必會(huì)造成原材料的浪費(fèi)。在利用測試值進(jìn)行抗壓計(jì)算的時(shí)候,我們首先需要在自己公司內(nèi)部進(jìn)行驗(yàn)證,一般情況下,我們應(yīng)該保證一個(gè)計(jì)算值的**系數(shù),一般選擇1.2,即計(jì)算值為1,而實(shí)際抗壓應(yīng)該能夠達(dá)到計(jì)算值的1.2倍,以防止紙箱個(gè)體之間的差異或一些外部環(huán)境的改變造成的抗壓不夠。
抗張強(qiáng)度,瓦楞原紙的抗張強(qiáng)度取決原紙的纖維結(jié)構(gòu)和以及纖維之間的粘結(jié)力,抗張強(qiáng)度的好壞不但影響原紙?jiān)谑褂眠^程中在機(jī)械中的耐拉力,同時(shí)也會(huì)影響到紙箱成型以后的抗壓質(zhì)量,通常情況下,如果紙張的環(huán)壓強(qiáng)度很好,而裂斷長及抗張強(qiáng)度不好時(shí),往往會(huì)造成紙箱在抗壓測試時(shí)的變形量大,*終邊形如手風(fēng)琴狀,這是因?yàn)橛捎诶w維的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)或者是纖維間的連接力差,而當(dāng)紙箱進(jìn)行抗壓測試時(shí),先是壓線邊緣的纖維受力,而這種疏松無力的纖維不能很好地將紙箱受到的力傳達(dá)到紙箱的整體,只是被動(dòng)的局部在承壓,隨著邊緣的局部塌潰,受力部位再逐步的朝箱體中間移動(dòng),就形成了變形如手風(fēng)琴狀的測試現(xiàn)象。而抗張強(qiáng)度如果很好的話,則不會(huì)出現(xiàn)此類情況,紙箱會(huì)在變形量很小的情況下承受很大壓力,如果再加碼,紙箱會(huì)因整體不能承受壓力而從箱面中心坍塌。
紙張的緊密度測試原紙?jiān)谏a(chǎn)過程中壓榨效果,緊密度的優(yōu)劣會(huì)影響到纖維之間的牢結(jié)度進(jìn)而影響到原紙的環(huán)壓強(qiáng)度及抗張強(qiáng)度,而*終影響到紙箱的抗壓強(qiáng)度,而由于紙張的緊密度不夠,還會(huì)影響到紙箱吸潮性,使得紙箱在使用或存放過程中過度吸潮而降低紙箱本身的抗壓強(qiáng)度。
判定紙張優(yōu)劣的不是單一從某一項(xiàng)物理指標(biāo)來判定,紙張的物理性能應(yīng)該是一個(gè)綜合的指標(biāo)。有時(shí)候紙箱使用客戶為了防止紙箱企業(yè)偷工減料,在對于紙箱的抗壓指標(biāo)提出要求的同時(shí),又對原紙的搭配提出了過高的克重要求,而紙箱企業(yè)為了應(yīng)付客戶的要求,只有增加紙張克重降低紙張檔次來保證成本。客戶的這種要求已經(jīng)將低克重高強(qiáng)度的瓦楞原紙拒之門外,其實(shí)從綜合性能上來考慮,低克重高強(qiáng)度的瓦楞原紙要比低檔次高克重的瓦楞原紙穩(wěn)定的多,而且由于原紙的穩(wěn)定性減少了紙箱物理性能個(gè)體間的差異,增加了紙箱使用的**性,而低檔次高克重的紙張很難達(dá)到這種效果。在抗壓設(shè)計(jì)當(dāng)中由于低檔次原紙的不穩(wěn)定性,很難準(zhǔn)確地進(jìn)行抗壓估算,紙箱完成后物理性能個(gè)體之間的差異很大,而其中摻雜的劣質(zhì)品,在紙箱的使用或運(yùn)輸過程中將成為*先的破損點(diǎn)影響整批紙箱的使用。
在紙箱的抗壓當(dāng)中,原紙起著決定性的作用,我們需要付出一定的努力對各種原紙進(jìn)行檢測與判定,對各類紙張進(jìn)行合理的配置,才能生產(chǎn)出符合物理性能要求的紙箱。而紙箱抗壓是一個(gè)綜合的控制過程,在生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)盡量減少因工藝的不合理造成的對紙箱抗壓的影響,損失紙箱抗壓強(qiáng)度就相當(dāng)于浪費(fèi)原紙,這是*大的隱性浪費(fèi),勢必造成一種惡性循環(huán),將大大增加紙箱的制作成本,于生產(chǎn)之初就對各種原紙的性能了如指掌,在實(shí)際生產(chǎn)中才能按需配紙。

轉(zhuǎn)載自:行業(yè)技術(shù)(紙箱)
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