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      紙箱抗壓強度的大小受哪些因素影響

      發布日期: 2022-05-05
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        隨著瓦楞紙箱應用市場的擴大,紙箱用戶對其質量和性能愈發苛刻,要求瓦楞紙箱在各種環境下,應具備足夠的承受外界載荷時的力學強度。其中,抗壓性能綜合反映了紙箱的基本特性,同時對流通中的貨品起到保護作用,因此是瓦楞紙箱質量控制的首要指標。
        1、原紙的定量
        定量,即為紙張克重。對于同纖維結構和制造工藝的原紙來說,其環壓強度等于該原紙的定量乘以環壓指數。
        因此,同材質的瓦楞原紙的環壓強度,取決于實際應用的原紙的定量,定量越大,成型紙箱的抗壓強度也越大。在此基礎上,原紙定量的穩定性,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,是衡量原紙組織結構緊密程度的指標,決定著原紙的剛性、強度、透氣性和吸收性等特性。當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的互相牽拉力,從而與粘合劑的結合效果好,整體的粘合強度高。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度,間接影響了成品瓦楞紙箱的抗壓強度。
        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成,經過一系列加工,會含有一定量的水分,正常應控制在9%~12%,利于瓦楞成型。若原紙含水量低于9%時,施膠后原紙會吸濕而產生氣泡,減少了瓦楞與面紙/里紙的粘結面積。若原紙含水量過高,則施膠易擴散,降低了粘合強度。
        于此同時,施膠度也會對原紙的水分含量產生一定的影響。通常,在原紙生產中,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,保持其含水量的穩定,進而保障成品紙箱的抗壓強度。但是,若施膠度過高,即水分含量較低,原紙纖維會變的松脆,影響成箱后的抗壓強度。若原紙的施膠度過低,則無法阻隔吸收外界的潮氣,造成原紙的含水量增高,纖維膨脹,環壓強度大幅降低。
        環境因素——濕度影響
        根據上述介紹,瓦楞紙箱因采用吸水性很強的纖維材料,極易吸收水分,引起抗壓強度的下降。除了加工過程中對材料含水量的控制外,生產環境、存放環境、使用環境、天氣、等因素都有可能造成瓦楞紙箱的高濕環境。
        根據研究資料的分析,相對濕度從40%上升到60%,抗壓強度下降的幅度最大,達到17%;其次是相對濕度80%至90%區間,抗壓強度下降了10%;下降幅度最小的是60%至80%區間,為7%[3]。因此,可以看出,瓦楞紙箱周圍的濕度越大,抗壓強度的損失也就越大。
        瓦楞紙箱抗壓強度的精確測算
        之前已經介紹過經典的抗壓強度計算公式——凱利卡特公式,雖然精確度已獲公認,但不可否認,這是一個基于靜態因素的測算公式,無法反映出成型工藝、印刷設計和環境因素的動態影響,經此公式測算的抗壓強度與實際仍有一定差距。因此,現代企業更多的是利用紙箱抗壓試驗機進行精確測量。
        抗壓試驗的基本原理是將試驗品放置于紙箱抗壓機的壓板之間進行加壓,直至試樣損壞或達到預定載荷和位移值時為止。由此衍生為三種抗壓試驗模式,即“定壓力測形變”、“定形變測壓力”和“壓潰”。具體方法如下:
        1、試樣溫濕度預處理。將樣品箱置于23℃,50%RH的環境下4小時進行試樣調節。
        2、將預處理后的試樣封裝好,放置在紙箱抗壓機的下壓板中心。若采用“定壓力測形變”模式,則需設置預定壓力(“定形變測壓力”模式則需預設形變量)、初始載荷值等參數,并調整高度參數至試樣高度值,其中初始載荷值的設定是為了使上壓板與試樣達到充分接觸,可參照表3進行設置。啟動試驗,上壓板在系統的控制下以適當的速度向下運行,當試樣所受的壓力達到初始載荷值時,位移量自動清零,當壓力繼續增大至設定壓力值時,儀器自動結束試驗,并顯示試樣的變形量。而“壓潰”模式則無需壓力和位移量設置,試樣所承受的壓力值曲線不斷上升,在試樣壓潰的節點達到峰值后開始下降,當壓力值降到最大值的70%時,自動結束試驗。
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