影響瓦楞紙箱強度的相關因素分析

瓦楞紙箱強度是包裝容器質(zhì)量檢驗的重要技術指標，這些指標的高低，一方面反映了原材料質(zhì)量的優(yōu)劣程度，另一方面也反映了加工工藝的質(zhì)量狀況。生產(chǎn)工藝情況表明，要提高瓦楞紙箱的強度，僅僅只靠采購好的原材料是不夠的，做好生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，也是提高瓦楞紙箱強度的重要一環(huán)。所以，正確了解和認識影響瓦楞紙箱強度的有關情況，對于更好地進行生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量具有十分重要的意義。

一、原紙技術指標的概念及其與瓦楞紙箱強度的關系

1.定量。定量又稱為克重，它是指每平方米紙的重量，用g/㎡表示。定量的計算公式為：試樣稱量/試樣的面積。定量是衡量紙張物理性能的重要指標，一般來說，紙的定量高，它的抗張強度、環(huán)壓強度、撕裂度、挺度和厚度指標相對就高。用高定量的紙材制作瓦楞紙箱，其抗壓強度相對就高些。所以，要制作強度高的瓦楞紙箱，選擇高定量的紙材，往往是客戶的基本要求之一。

2.緊度。它是指每立方厘米紙張的重量，用g/cm³來表示。其計算公式為：

定量

緊度=—————-

厚度×1000

紙的緊度如何，反映了它的纖維組織結構的疏密的程度。箱板紙和瓦楞紙的緊度值高，它們的耐破度、環(huán)壓強度、耐戳穿和抗張性能相對就好，那么，紙箱的整體強度相對也就高。但是，若緊度過大，紙材容易脆裂，尤其是白板紙，緊度值若明顯大于標準，其耐折度性能將會有所下降。所以，用白板紙作面層裱合的瓦楞紙板，不宜采用緊度過高的白板紙，以免影響紙箱搖蓋的耐折度。

3.環(huán)壓強度。將標準試樣長（縱向）152±0.2mm，寬12.7±0.1mm，取10片進行檢測，其中5片正面朝外進行檢測，另外5片反面朝外裝入環(huán)形托盤中檢測，之后，通過公式換算就可以求出原紙的環(huán)壓強度。一般來說，用環(huán)壓強度好的紙制作出來的紙箱強度相對就高。

環(huán)壓強度計算公式為： R=F∕152。式中的R表示環(huán)壓強度，單位KN/m；F是試樣壓潰時讀取的力值，單位N；152是試樣的長度，單位mm。國標中的環(huán)壓指數(shù)的標準數(shù)值，是衡量原紙的抗壓性能的重要指標，它是指原紙的環(huán)壓強度與定量的比值，單位為單位N•m∕g 。該指標的計算公式為：Rd=1000R∕W。式中的Rd表示環(huán)壓指數(shù)，R表示環(huán)壓強度，W是試樣的定量，單位g∕㎡。原紙的環(huán)壓指數(shù)如何，很大程度上影響著紙箱的整體強度，尤其是對紙箱的抗壓強度影響較大。

4.施膠度。紙張、紙板在生產(chǎn)時，施加一定量的松香膠等耐水性的膠體物后，使紙面增加抗水性，這種生產(chǎn)加工工藝稱為施膠。施膠度是衡量膠量大小的質(zhì)量指標，按照國家標準，可采用墨水劃線法和表面吸收重量法進行檢測。工廠也可因陋就簡，用“滴水法”檢測紙面的施膠度。其做法是：在紙面滴一點水，若水滴洇滲速度快，說明施膠度不好。若水滴不易出現(xiàn)洇滲現(xiàn)象，說明施膠度就好。制作瓦楞紙箱的原紙，要求施膠度要好，這樣不易吸濕，紙箱的含水率穩(wěn)定，可較好地保證紙箱的強度。

5.含水率。所謂含水率是指紙或紙板中水分的含量，用百分比表示。其檢驗的計算公式為：

　試樣原重－烘干后重量 

含水率=————————————-

試樣原重

含水率對紙箱箱體強度，有著很大的影響作用，所以，這也是含水率成為紙箱的三個重缺陷檢驗項目之一的主要原因。當紙箱的含水率偏高時，其耐戳穿、抗壓強度和耐破強度等性能將相對下降。瓦楞紙具有一定的耐壓、抗張、抗戳穿和耐折性能，若水分含量過高的話，紙質(zhì)就顯得柔軟，挺度差，壓楞和粘合質(zhì)量也差。如果，水分明顯低于下極限標準值時，壓楞時就容易出現(xiàn)破裂現(xiàn)象。如果瓦楞紙和箱板紙的水分含量懸殊過大時，單面機加工出來的瓦楞紙板，就容易出現(xiàn)卷曲，下工序裱合時，就容易出現(xiàn)起泡和脫膠現(xiàn)象，使紙箱的強度明顯下降。

6.耐折度。紙箱作為一種包裝容器，其搖蓋需經(jīng)常作開啟活動，這就要求紙材應具有一定的耐折能力。紙的橫向耐折度是測定紙在一定的張力、速度和角度條件下，對150×15mm規(guī)格的試樣，作135º角的往復性折疊試驗，當紙樣斷裂時，即為耐折度的檢驗次數(shù)。制造箱板紙和白板紙的漿料特性、紙的含水率、緊度、纖維長度和結合力的牢度以及原紙受存放時間和溫度等因素的影響，很大程度上決定著原紙的耐折度。所以，要提高紙箱的耐折度性能，做好原材料的質(zhì)量把關是重要的一環(huán)。

二、生產(chǎn)設計、瓦楞紙板特性與瓦楞紙箱強度的關系

1.箱體形狀、結構與紙箱強度的關系。紙箱的結構不同，其抗壓強度也將截然不同。紙箱的支撐力最大的應該是：箱體中四個邊角和緊鄰邊角的側邊?？梢?，正方形紙箱的支撐力相對就比較大一些。此外，箱體周長越長，高度越高，其抗壓強度相應就越低；開孔面積越大，且越靠近邊角的，箱體的抗壓性能就越下降，所以，設計時應注意這些情況。

2.瓦楞楞型的定義、特點及其與紙箱強度的關系。按照GBT6544—1999標準規(guī)定，UV形瓦楞紙板分為A、C、B和E型四種。

A楞型的楞高為4.5mm～5mm，300mm長度單位內(nèi)楞數(shù)32個～36個；C楞型的楞高為3.5mm～4mm，300mm長度單位內(nèi)楞數(shù)36個～40個；B楞型的楞高為2.5mm～3mm，300mm長度單位內(nèi)楞數(shù)48個～52個；E楞型的楞高為1.1mm～2mm，300mm長度單位內(nèi)楞數(shù)92個～100個。A楞型的瓦楞高而寬，故有大楞型之稱。A楞型的紙箱承受平面壓力性能比B和C楞型差，但其承受垂直壓力性能較高，所以，較適合于制作盛裝不耐壓物品的紙箱，使用比較普遍。C楞型紙箱的楞高和單位長度內(nèi)的楞數(shù)，以及它的性能，介于A和B楞型之間，其又有細楞型之稱，適用于盛裝一般物品。B楞型的瓦楞低又密，故耐垂直壓力性能較差，但平面耐壓性能較高，所以，用B楞型紙板制作的紙箱，適用于盛裝瓶裝類的食品等。E楞型紙板瓦楞低矮而又細密，故又稱為微型楞。E楞型的紙板具有重量輕、緩沖性能好、平面抗壓強度好等特點，利于于直接進行印刷。A、C、和B這三種楞型的瓦楞紙板，還可以組合成雙瓦楞和三瓦楞的紙板，使紙箱的強度得到大幅度的提高。香煙、玻璃容器等類不耐壓的產(chǎn)品，大多數(shù)采用抗壓、耐沖擊性強的多層結構的瓦楞紙箱包裝。

3.瓦楞波形的特點及其與紙箱強度的關系。瓦楞的波形是指瓦楞上下兩個頂端及其相連線的形狀。瓦楞紙板的波形對紙箱的抗壓強度有著一定的影響作用。瓦楞的波形有U形、V形和UV形三種。U形楞呈圓弧形狀，這種瓦楞紙板緩沖性、彈性好，瓦楞輕微的變形可迅速復原，楞頂不易斷裂。但其所承受的壓力，比V形楞的紙板差，且芯紙和粘合劑的用量較多。V形楞呈三角形狀，楞形由直線組成，兩條直線相交構成的楞角為60º。V形楞紙箱具有芯紙和粘合劑的用量少，且有堅固耐用的良好特性，它的平面耐壓強度明顯高于U形楞的紙箱，但是它的楞形一旦受壓變形，就難以恢復原狀。UV形楞兼容了U、V形的優(yōu)點，彌補了各自的缺陷，能承受較高的壓力，使紙箱的強度得到較大的提高。[next]

三、紙板生產(chǎn)工藝、設備不良因素與瓦楞紙箱強度的關系

單面機生產(chǎn)的瓦楞紙板質(zhì)量如何，對瓦楞紙箱強度的影響很大。而單面機產(chǎn)品的質(zhì)量，主要體現(xiàn)在紙板的硬度、平整度、粘合強度和瓦楞成型效果等方面。生產(chǎn)工藝情況表明,瓦楞紙板的強度如何,箱板紙和瓦楞紙的質(zhì)量固然是具有影響作用的因素,但是,如果生產(chǎn)工藝控制不當,就是再怎么好的紙質(zhì),也生產(chǎn)不出高強度的瓦楞紙板。我們實驗室在檢測對比和分析中發(fā)現(xiàn)，有時用定量、環(huán)壓強度等指標值高的紙材，制作出來的瓦楞紙板的硬度,反而不如用定量和環(huán)壓指數(shù)都低的紙制作的瓦楞紙板，究其原因，主要有：

1.沒有正確進行選紙和用紙。瓦楞紙板是由箱板紙和瓦楞紙粘合組成的，如果它們之間的含水率高低懸殊過大時，那么，在吸收膠水和加熱以后，紙的伸縮變化也將明顯差異，這就很容易造成紙板的卷曲，使紙箱的強度下降。所以，紙卷上機之前，最好先對原紙的含水率進行檢測，盡量選擇含水率相接近的箱板紙和瓦楞紙配套進行生產(chǎn)，以防止紙板出現(xiàn)卷曲現(xiàn)象。

2.機器速度不適。若單面機的速度過快或過慢，都將影響紙板的硬度和粘合強度。尤其是當原紙水分偏高時，機器的生產(chǎn)速度過快的話，容易因預熱時間短，以及瓦楞楞峰上的“吃膠”時間短，使紙板的粘合效果和成型硬度降低。要是機器速度太慢的話，紙板受熱的時間相對就加長，紙板就容易變脆，并且過熱的溫度會使粘合劑過早固化，影響粘合效果，所有這些都會降低紙板的強度。所以，機器的生產(chǎn)速度應根據(jù)原紙含水率的高低、預熱面積和溫度大小等情況，綜合考慮合理掌握，才能較好地保證瓦楞紙板的生產(chǎn)質(zhì)量。根據(jù)生產(chǎn)工藝總結的經(jīng)驗，機器速度的掌握可參照下表：

單面機速度與蒸氣壓力和溫度的關系 

3.粘合不良。紙板粘合質(zhì)量如何，直接影響到紙箱的抗壓強度。而影響粘合質(zhì)量的，主要取決于粘合劑特性和操作工藝，如粘合劑的粘度、PH值、固體含量和糊化溫度等理化指標，以及粘合劑的調(diào)配操作。為保證紙板的粘合強度，必須使用好的原輔材料，要根據(jù)生產(chǎn)實際情況，調(diào)整好粘合劑的配比，控制好攪拌時間，將粘合劑攪拌均勻，并盡量使用好的水質(zhì)。在生產(chǎn)過程中，要注意控制好適度的涂膠量，掌握好機器速度與蒸氣壓力、溫度和粘合劑涂布量的關系，防止起泡、假膠、脫膠不良現(xiàn)象的發(fā)生，這樣，才能較好地提高紙箱的強度。

4.機器零部件存在不良情況。當瓦楞輥軸頭、軸承出現(xiàn)磨損或損壞，造成瓦楞輥松動、平行度差以及楞齒損壞等現(xiàn)象時，則容易出現(xiàn)扁楞、塌楞、高低楞、脫膠、起泡及瓦楞紙板厚度減少等質(zhì)量問題。此外，老式單面機，導紙片出現(xiàn)磨損和臟污，以及與瓦楞輥間隙存在過大時，容易因瓦楞紙出現(xiàn)跳動情況，而造成粘合不良和高低楞現(xiàn)象。所有這些不良現(xiàn)象的存在，都會降低紙箱的抗壓強度，對此，應根據(jù)出現(xiàn)故障現(xiàn)象的部位，采取相應的措施進行處理。

5.瓦楞輥粘附雜質(zhì)。當瓦楞輥楞槽上粘附異物時，則會使瓦楞紙板出現(xiàn)偏斜楞、倒楞或塌楞現(xiàn)象，這樣，容易出現(xiàn)粘合不良情況，同時又會降低紙箱的強度。對此，應將瓦楞輥楞槽的雜物清理干凈，才能較好地解決問題。

6.印刷壓力不當。采用對瓦楞紙板正面進行直接印刷的生產(chǎn)工藝，如果印刷壓力過重的話，容易對瓦楞產(chǎn)生破壞作用，而影響紙箱的強度。所以，即印的瓦楞紙板，必須掌握好適度的印刷壓力，才能確保紙箱的抗壓強度。

綜上所述，影響紙箱強度指標的因素是多方面的，原材料質(zhì)量狀況，生產(chǎn)設備狀況，以及生產(chǎn)工藝控制的合適與否，都會影響著紙箱的強度，所以，正確了解和認識這些情況，采取相應的措施從原材料到生產(chǎn)過程，進行認真的控制，才能有效的提高紙箱的產(chǎn)品質(zhì)量，滿足客戶的需求。