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影响瓦楞纸箱抗压强度的因素

影响瓦楞纸箱抗压强度的因素
1)瓦楞纸板的楞型对纸板抗压强度的影响
人们把发明的第一个瓦楞形状定为A型瓦楞,其次发明了B型瓦楞,后来又发明了介于A、B楞型大小之间的C楞,之后发明了E楞,而后又出现了较大的D楞、K楞。

近年来,人们又研发了微型瓦楞,有F、G、N、O等楞型。

目前最常用的瓦楞类型为A、B、C、E和K五种,国内外生产瓦楞纸箱最常用的是A、B、C三种楞型及其组合, 瓦楞纸板边压强度的高低依次为AB、BC、A、C、B,另外根据纸箱箱型选择合适的楞型也很关键,在人们的意识中,往往认为楞型越大,纸箱的抗压强度越高,而容易忽视楞型对变形量的影响。

实际上,楞型越大,纸箱的抗压强度越大,变形量越大;楞型越小,纸箱的抗压强度越小,变形量越小。

如果纸箱过大,楞型却很小,纸箱在抗压测试时就很容易被压溃;纸箱过小,楞型却很大,抗压测试时会造成变形量过大,缓冲过程长。

2)纸箱的周长、高度尺寸及长宽比对抗压强度的影响
纸箱的周长影响
在用料和楞型相同的情况下,纸箱周长的增长与抗压强度的增长会形成一种变化的曲线,开始纸箱的周长越长,抗压强度越高,但随着纸箱周长的加大,增加了纸箱的不稳定性,在纸箱周长达到一定阶段后,所能承受的抗压强度会呈现按一定比例的递减。

纸箱的高度影响
高度在100~350mm时,抗压强度随着纸箱的高度增加而稍有下降;高度在350~650mm 之间时,纸箱的抗压强度几乎不变;高度大于650mm时,纸箱的抗压强度随着高度增加而降低。

主要原因是随着纸箱的高度增加,其稳定性也会相应地增加。

纸箱的长宽比影响
一般情况下,纸箱的长宽比在1~1.8的范围内,长宽比对抗压强度的影响仅为±5%。

其中纸箱的长宽比RL=1.2~1.5时,纸箱的抗压强度最高。

纸箱的长宽比为2:1时,其抗压强度下降约20%,因此确定纸箱尺寸时,长宽比不宜超过2,否则会造成成本浪费。

(图1 纸箱的长宽比与抗压强度的关系)
图1
3)纸箱的放置方法对抗压强度的影响
装满货物的纸箱,可能有三个放置方向,即平放、横放和竖放。

平放是瓦楞垂直于地面,也是正确的放置。

横放和竖放均会导致不利结果。

如平放强度为100,则横放和竖放的强度分别为60和40。

这就要求在仓库堆码或在运输工具上都应该采取正确的放置方法。

纸箱的堆码方式对抗压强度的影响
纸箱竖楞方向承受的压力大大超过横楞方向,纸箱堆码时应保持竖楞方向受压。

在纸箱的整个承压过程中主要是四个角受力,约占整个受力总量的三分之二,箱角部位承受的压力最高,离箱角越远,承压力越低,因此应尽量减少对纸箱四个角周围瓦楞的破坏,在堆码时应尽量保持箱角与箱角对齐叠放。

(图2 抗压强度负荷的分布状态)
纸箱堆码方式很多,但总结起来可分为两种形式: 纵行堆码和交替堆码。

采用纵行堆码时,纸箱的抗压强度下降18%左右,而交替堆码的强度下降为55%左右,交替堆码不易侧倒。

下面几种堆码方式按abcdef顺序对纸箱抗压强度的降低依次加大。

(图4各种堆码方式)
图2
a重叠堆码b井字堆码c锁式回转堆码
d瓦形堆码e中间堆码f十字堆码
图4 各种堆码方式
4)纸箱的堆码时间对抗压强度的影响
纸箱的抗压强度随着装载时间的延长而降低,这种现象称为疲劳现象。

试验表明,在两个小时以后,纸箱的抗压强度减少是明显的,在长期载荷的作用下,只要经历一个月的时间,纸箱的抗压强度就会下降30%,90天的保管堆装就会造成大约45%的抗压强度降低,在经历一年后,其抗压强度就只有初始值的50%。

在设计纸箱材质时,对流通时间较长的纸箱应提高其安全系数。

(图5 纸箱的堆码时间与抗压强度的关系)
图5 纸箱的堆码时间与抗压强度的关系
安全系数设计方法:
一般情况下,国内的安全系数选3~5倍。

安全系数可以在各种各样的导致抗压强度的主要因素确定的前提下进行计算:
k=1/(1-a)(1-b)(1-c)(1-d) (1-e)…
a:温湿度变化导致的降低率
b:堆放时间导致的降低率
c:堆放方法导致的降低率
d:装卸过程导致的降低率
e:其他因素导致的降低率
其中降低率可以参考下表:
5)纸箱的印刷面积的大小及色数多少对抗压强度的影响
瓦楞纸箱作为一种外包装容器,运输包装一般要求以保护功能为主,宣传和美化功能为辅,影响纸箱质量的主要因素取决于纸箱承受的物理性能、尺寸是否准确、印刷是否符合客户要求。

箱面印刷对瓦楞纸箱搞压强度的影响;
抗压强度是检验、评价与瓦楞纸箱性能的重要指标。

如果纸箱的搞压强度达不到使用要求,在商品流通过程中就起不到保护作用,影响瓦楞纸箱搞压强度的因素主
要包括有原材料因素、流通环境因素(温度、湿度、贮存时间等)和纸箱设计因素印刷设计、长宽比、箱口周长等),其中印刷设计是影响瓦楞纸箱搞压强度的重要因素之一。

进行印刷设计应注意以下几点:
1、避免满版和带状印刷
一般瓦楞纸箱作全印刷时,其抗压强度约下降40%,同时须避免设计的纸箱印刷图案有一些横向带状印刷。

箱面如果横向带状印刷其作用和横压线一样,印刷压力将瓦楞压溃,在这一区域极易发生应力集中,因而最易腰折。

2、尽量减少套印次数:
在瓦楞纸箱的箱面印刷设计中要尽量减少套印次数。

套印次数越多,纸箱抗压强度下降越严重,实验表明:单色印刷后,纸箱抗压强度降低6%~12%,而三色套印后将降低17%~20% 。

3、气候会影响抗压与耐破:
影响抗压因素:气候变化、天气干燥与潮湿之影响,因纸受潮性较为严重。

4、尺寸准确:
尺寸精确度按国家检验标准及允许误差检验。

5、印刷:
印刷文字无误,颜色与样办或国际色标相符,套印准确。

邱腾、杜文波、李忠 2012年3月5日。

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