瓦楞紙板和紙箱的箱常數(shù)與楞常數(shù)科學(xué)材料

1、瓦楞紙板和紙箱的箱常數(shù)與楞常數(shù)沒有好的原料造不出好紙，同理，沒有好的紙板與原輔料粘合劑，也不可能生產(chǎn)出好的瓦楞紙板和紙箱。以質(zhì)量與成本為核心，不同的瓦楞紙板和紙箱區(qū)別對待，既要保證質(zhì)量最好，又要強調(diào)成本最低。影響質(zhì)量的因素很多，有內(nèi)在因素，如所用的原材料是否合適；也有外在因素，如生產(chǎn)工序的多少，生產(chǎn)工藝的先進性等等，其中原輔材料合理利用的效果立竿見影，但是要求我們：一方面，須對紙張，瓦楞紙板和紙箱的質(zhì)量的性能了如指掌，尤其是強度性能，因為它是決定瓦楞紙板和紙箱質(zhì)量的主要因素；另一方面，須尋找合適的粘合劑等輔料，因為粘合劑的好壞直接決定著瓦楞紙板和紙箱的粘合強度，間接決定著耐破，戳穿和抗壓強度，

2、所以不容忽視。一、 瓦楞紙板和紙箱的主要性能標(biāo)準(zhǔn)1 定量（basis weight）定量又名“克重”，是指每平方米瓦楞紙板的重量，單位：克/平方米（g/）又作“gsm”，瓦楞紙板的定量決定著瓦楞紙板和紙箱的重量，一般可用下列公式估算：雙面單瓦楞紙箱定量=面紙定量+里紙定量+瓦楞紙定量楞率+黏合劑干重雙面雙瓦楞紙箱定量=面紙定量+里紙定量+夾芯紙定量+(第一層瓦楞紙定量相應(yīng)楞率)+(第二層楞紙定量相應(yīng)楞率)+黏合劑干重雙面單瓦楞紙板粘合劑干重一般為12 g/左右，雙面雙瓦楞紙板粘合劑干重一般為24 g/2 耐破強度（bursting strenght test）耐破強度是靜態(tài)破裂強度，單位千帕（

3、kpa）。耐破強度可由耐破度測試儀測定。瓦楞原紙和箱板紙等原料的耐破強度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，瓦楞紙板的耐破強度可以由所用的原料推測得出，它等于各層紙箱板紙的耐破度之和再乘以系數(shù)0.95，與瓦楞層無關(guān)，例如，單瓦楞紙和雙瓦楞紙板的耐破強度分別計算如下：單瓦楞紙板bst=（面紙bst+里紙bst）0.95雙瓦楞紙板bst=（面紙bst+夾芯bst+里紙bst）0.95因為瓦楞紙板各層箱板各層箱板之間有空隙，緩沖能力增加了，但是更容易被各個擊破，所以上述公式中，各層箱板紙的耐破度之和再乘以系數(shù)0.95得到的結(jié)果，才與實際情況相符。耐破度與瓦楞層無關(guān)，是因為：一方面，瓦楞層的耐破強度比箱板紙低得多，另一方面

4、，由于耐破強度是靜態(tài)耐破強度，瓦楞層的緩沖更大，從而大大降低其耐破值，以至于可以忽略不計。3.戳穿強度pet（puncture energr test）戳穿強度是動態(tài)破裂強度，單位焦耳（j）。它真實反映了瓦楞紙板的紙箱受沖擊的情況，戳穿強度確實比耐破強度復(fù)雜得多，因為它不僅與箱板紙有關(guān)，還與瓦楞層有關(guān)。戳穿強度與耐破強度線性相關(guān)。實際推測中，可以根據(jù)耐破強度得到大致的戳穿強度，計算公式如下：pet=0.00054bst+2.16354.邊壓強度ect（edge crush test of corrugated fiberboard）和環(huán)壓強度rct（ring crush test）邊壓強度即瓦

5、楞紙板的邊緣壓縮強度，單位牛/米（n/m），環(huán)壓強度rct主要是指瓦楞紙和箱板紙的橫向壓縮強度，單位（n/m）。瓦楞紙板的邊壓強度與箱板紙和瓦楞紙的環(huán)壓強度rct有關(guān)，計算公式如下：單瓦楞紙板ect(面紙rct+瓦楞紙rct)楞率雙瓦楞紙板ect=面紙rct+里紙rct+夾芯紙rct+第一層瓦楞紙rct楞率+第二層瓦楞紙rct楞率國外有一些包裝科研機構(gòu)通過大量研究工作,歸納出一系列的計算公式芬蘭一些包裝科研機構(gòu)做出了大量測試,得出的成果具有代表性非常符合實際情況.它認(rèn)為瓦楞紙板的邊壓強度可表示如下:a型單瓦楞紙板ect=1.0(面紙rct+里紙rct+瓦楞紙rct楞率)b型單瓦楞紙板ect=1

6、.1(面紙rct+里紙rct+瓦楞紙rct楞率)c型單瓦楞紙板ect=1.1(面紙rct+里紙rct+瓦楞紙rct楞率)ab型雙瓦楞紙板ect=面紙rct+1.1里紙rct+1.05夾芯紙rct+a瓦楞紙rct相應(yīng)楞率+b瓦楞紙rct相應(yīng)楞率5.平壓強度fct(flat crush test of corrugated fiberboard)平壓強度是指瓦楞紙板的平面壓縮強度,單位牛/米(n/m),瓦楞紙板的平壓強度與瓦楞紙的平壓強度即康克拉平面壓縮強度cmt(concora medium test)有密切關(guān)系, 瓦楞楞型不同,cmt亦不同, 從而瓦楞紙板的平壓強度與其他強度均有差別，比較見表

7、1表1 不同楞型瓦楞紙板強度比較楞型楞率楞高mm紙板厚度邊壓強度端壓強度平壓強度緩沖性能a型1.5-1.64.5-5.05.0-5.5最好最差最差最好c型1.4-1.53.5-4.04.0-4.5次之較差較差次之b型1.3-1.42.5-3.03.0-3.5較差次之次之較差e型1.1-1.21.1-2.01.6-2.5最差最好最好最差根據(jù)瓦楞紙板原料的環(huán)壓強度和平壓強度,可以得知瓦楞紙板原料的邊壓強度單瓦楞紙板ect=482.2(面紙rct+里紙rct+瓦楞紙cmt)+1560雙瓦楞紙板ect=482.2(面紙rct+里紙rct+夾心紙rct+瓦楞紙cmt)+15606.粘合強度ast(adh

8、esion strongth test of corrugated fiberboard)在瓦楞紙板的瓦楞層與面紙(或瓦楞層與里紙或瓦楞層與夾芯紙)之間分別施加一個垂直其表面的向外拉力,直至兩者分離為止,分享前粘合劑或粘合纖維的界面所能承受的最大負(fù)荷,就是瓦楞紙板的粘合強度,也稱為剝離強度,單位有:n/m,kgf(10cm楞).國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定粘合強度不低于6kgf/(10cm楞),即588n/(m楞).由于粘合強度試樣為橫向縱向=2.5cm8cm,在8cm縱向上,有a楞瓦楞9個,或b楞瓦楞13個,所以對a型瓦楞紙板來講,粘合強度不低于5889n/m,即5292n/m,對于b型瓦楞紙板來講,粘合強

9、度不低于58813n/m,即7644n/m;對于ab型瓦楞紙板來講,粘合強度平均不低于5292+7644/2=6468n/m.粘合強度的高低與輔料粘合劑種類及其制作工藝關(guān)系密切,與使用的原料也有關(guān)系.7.堆碼強度st(stack test)和抗壓強度ct(compression test)堆碼強度是指倉庫儲存的瓦楞紙箱包裝在靜態(tài)堆垛行將坍塌之前最底層紙箱所能承受的負(fù)荷;抗壓強度是指瓦楞紙箱包裝在動態(tài)壓力之下從最低層瓦楞紙箱的頂面到底面的平壓強度.堆碼強度計算如下:st=9.81g(nmax-1)式中:st瓦楞紙箱的堆碼強度（）單個瓦楞紙箱的毛重max最大堆碼層數(shù)抗壓強度的計算公式很多，最常用的

10、是凱里卡特（k.q.kellicutt）公式:ct=ext(4 ax2/z)2/3 zj式中：ct瓦楞紙箱的抗壓強度 ect瓦楞紙箱的邊壓強度（）ax2瓦楞常數(shù)z瓦楞紙箱的周邊長紙箱常數(shù)瓦楞常數(shù)ax2和紙箱常數(shù)j統(tǒng)稱凱里卡特常數(shù)，不同楞形不同各類的瓦楞紙箱，其凱里卡特常數(shù)也有變化，見表2,表3,表4表2雙面單瓦楞紙箱的凱里卡特常數(shù)常數(shù)楞形楞形楞形ax28.365.006.10j1.101.271.27表3雙面雙瓦楞紙箱的凱里卡特常數(shù)常數(shù)楞形aa楞形ab楞形cc楞形ab楞形bc楞形acax216.7210.0012.2013.3611.1014.46j0.941.081.091.011.0810

11、.02表4雙面三瓦楞紙箱的凱里卡特常數(shù)常數(shù)楞形aaa楞形bbb楞形ccc楞形aba楞形aca楞形bab楞形cac楞形bcb楞形cbc楞形abcax225.0815.0018.3021.7222.8218.3620.5616.1017.2019.46j0.891.021.030.930.940.980.981.021.020.98抗壓強度是在瞬間動態(tài)作用下壓壞紙箱時的負(fù)荷，而堆碼強度是在持久靜態(tài)作用下紙箱能承受的負(fù)荷抗壓強度比堆碼強度大得多，二者之間存在一個比例關(guān)系，這一比值就是安全系數(shù)，即：/安全系數(shù)取決于堆碼時間,堆碼尺寸,印刷開機狀況,產(chǎn)品價值,環(huán)境條件,裝卸與搬運次數(shù)以及工作態(tài)度等,一般

12、用下公式計算:1/（1-a）(1-)-(1-r)(1-) 式中a、r、等分別表示生產(chǎn)工藝和使用條件等因素影響導(dǎo)致瓦楞紙箱抗壓強度的降低率根據(jù)經(jīng)驗，對易碎的、貴重的物品安全系數(shù)取得比較高，如8.0-11.0；一般的物品，安全系數(shù)定為3.0-4.0；低檔的物品，安全系數(shù)較低，一般取1.5-2.5即可8.含水率（moisture）含水率是指瓦楞紙板和紙箱的水份含量，單位瓦楞紙板和紙箱的含水率受環(huán)境的溫度與濕度影響，一般情況下，其水分含量在5-25，含水率的變化造成瓦楞紙板和紙箱的強度發(fā)生復(fù)雜的變化，有資料表明：含水率為6.0（此環(huán)境相對濕度為40）的瓦楞紙板或紙箱在相對濕度為80的環(huán)境長久放置，其含水率變成14，再把它長久放置在相對濕度為40的環(huán)境下，最后測得其含水率為6.5-7.0，為什么會這樣呢？這是因為紙材內(nèi)部的無細管結(jié)構(gòu)造成瓦楞紙板和紙箱的水容易失水難，由此還導(dǎo)致瓦楞紙板和紙箱的尺寸發(fā)生微小的變化這種現(xiàn)象被稱為“滯后”。又有資料表明：當(dāng)含水率為6.0-7.0時（此時環(huán)境相