分析國產(chǎn)原紙環(huán)壓強度與瓦楞紙、高強瓦楞紙、紙箱抗壓強度之間關(guān)系

[文摘] 通過對國產(chǎn)瓦楞原紙、箱紙板環(huán)壓強度、瓦楞紙板邊壓強度和紙箱抗壓強度的測試、分析和研究,導出了國產(chǎn)原紙、瓦楞紙板、紙箱耐壓強度之間的關(guān)系公式,提出了瓦楞紙板邊壓強度修正系數(shù)fw及通過其和原紙環(huán)壓強度來估算瓦楞紙板邊壓強度、紙箱抗壓強度的方法。

關(guān)鍵詞: 瓦楞紙板、高強瓦楞紙、紙箱、環(huán)壓強度、邊壓強度、抗壓強度

   國外對瓦楞原紙、箱紙板環(huán)壓強度與瓦楞紙板的邊壓強度、紙箱的抗壓強度之間的關(guān)系研究較早,制造瓦楞紙板的原紙選定以后,可以利用一些關(guān)系式預測瓦楞紙板、瓦楞紙箱的邊壓強度和抗壓強度。然而這些公式在我國瓦楞紙箱生產(chǎn)管理過程中運用時,其估算數(shù)值跟實測結(jié)果往往存在較大的差別。為了探討國產(chǎn)原紙環(huán)壓強度對瓦楞紙板、紙箱抗壓性能的影響規(guī)律,在天津聯(lián)合包裝公司、天津外貿(mào)紙箱廠、天津紙板廠等單位的支持下,對這一課題進行了3年多的研究,取得了一些初步進展。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

實驗選用的瓦楞原紙、箱紙板、瓦楞紙板、紙箱均取自上述各廠。其瓦楞原紙和箱紙板分別由天津、上海、河北、山東、湖南的一些造紙廠生產(chǎn),其主要技術(shù)指標為表1所示。

1.2 試驗儀器

本次實驗儀器盡可能采用新型電子儀器,保證測試精度及數(shù)據(jù)的可靠性,其中主要儀器的型號和產(chǎn)地為:

電子式壓縮試驗機（HSD-A）   濟南辰馳試驗儀器有限公司

1.3 試驗方法

瓦楞原紙、箱紙板、瓦楞紙板和紙箱的預處理和測試均采用國家標準,即:

紙漿、紙和紙板試樣處理和試驗的標準大氣GB10739-89

紙板環(huán)壓強度的測定法        GB2679-81

瓦楞紙板邊壓強度的測定方法  GB6546-86

運輸包裝件壓力試驗方法      GB4857-92

2 結(jié)果與討論

2.1 國產(chǎn)原紙環(huán)壓強度與瓦楞箱紙板邊壓強度之間的關(guān)系

瓦楞紙板的邊壓強度取決于瓦楞原紙、箱紙板的環(huán)壓強度和楞型。理論上,瓦楞紙板的邊壓強度應為原紙環(huán)壓強度之和:

即

（ECT）S=R1+R2+αRm

（ECT）D=R1+R2+Rj+α1Rm1+α2Rm2

式中, （ECT）S、（ECT）D分別代表三、五層瓦楞紙板的邊壓強度,單位為N/cm;R1、R2、Rj、Rm分別代表瓦楞紙板面紙、里紙、夾層、芯紙的環(huán)壓強度,單位為N/cm;α為壓楞系數(shù)。

將表1中所列瓦楞原紙和箱紙制造的瓦楞紙板,經(jīng)過標準大氣預處理后測試其邊壓強度,獲得實測數(shù)據(jù);然后按瓦楞紙板的原紙質(zhì)量、楞型、楞數(shù),采用上述公式計算相應瓦楞紙板邊壓強度,結(jié)果如表2所示

由表中可以看出,實際測得的數(shù)據(jù)均低于理論計算所得的結(jié)果,表明國產(chǎn)原料生產(chǎn)的瓦楞紙板強度有著特殊的客觀規(guī)律。造成實測值與理論值偏差的原因除了設備工藝等因素外,更主要的是國產(chǎn)瓦楞原紙、箱板紙的原料構(gòu)成因素。受森林資源的制約,我國生產(chǎn)瓦楞原紙、箱紙板主要采用禾草、回收廢紙作原料,這些原料的纖維結(jié)構(gòu)和性能與木材纖維比較有較大的差別,即使使用進口木漿廢紙制造的箱紙板,由于纖維在前一周期使用過程中,其纖維素、半纖維素分子降解、斷裂和老化,纖維質(zhì)量劣化,重新制得的再生紙耐久性及品質(zhì)下降,若仍按上述公式計算、預測瓦楞紙板和紙箱的強度,其結(jié)果必須與實測數(shù)據(jù)不符,令:

fw=（ECT）P/（ECT）T

   fw稱為國產(chǎn)原紙板邊壓強度修正系數(shù),簡稱修正系數(shù),下標表示瓦楞紙板的楞型與結(jié)構(gòu),如fA、fB、fAB分別表示A楞、B楞、AB楞瓦楞紙板的修正系數(shù)。為了確定國產(chǎn)原修正系數(shù)大小,將表2中的有關(guān)數(shù)據(jù)帶入到上式中進行計算,結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3中的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),無論A楞還是AB楞瓦楞紙板,計算結(jié)果與實測值都存在差別,fw的平均值在0.814 ~ 0.826之間,表明用國產(chǎn)原紙制造的瓦楞紙板,在估算其邊壓強度時,其結(jié)果與實測值會相差17.

4% ~ 18.6%左右。由此得出國產(chǎn)原紙環(huán)壓強度與瓦楞紙板邊壓強度之間的關(guān)系式:

A楞瓦楞紙板

（ECT）A= 0.814（R1+R2+ 1.57Rm）

.   AB楞瓦楞紙板

（ECT）AB=0.826（R1+R2+Rj+ 1.38Rm1+ 1.57Rm2）

應用上述公式（fw）計算實驗中使用的瓦楞紙板邊壓強度,并將其與實測瓦楞紙板的邊壓強度值進行比較,結(jié)果如圖1所示,圖中試樣編號為1~8為A楞瓦楞紙板,9 ~ 16為AB楞瓦楞紙板。

   從圖中可以看出,國產(chǎn)原紙生產(chǎn)的瓦楞紙板邊壓強度實測值與運用fw計算的值非常接近。正偏差（即估算值大于實測值）不超過.6%,說明運用上述公式估算瓦楞紙板的邊壓強度可信度較高。

2.2 國產(chǎn)瓦楞紙板邊壓強度與紙箱抗壓強度之間的關(guān)系

根據(jù)上述研究,獲得國產(chǎn)原紙生產(chǎn)的瓦楞紙板邊壓強度有兩種途徑:即運用fw估算和通過實測得到。瓦楞紙板邊壓強度與瓦楞紙箱的抗壓強度之間的關(guān)系國外提出了多種計算公式,較為的有Killicutt公

司:

BCT=PX·F

   該式中的PX=∑Ri,類似于前述的瓦楞紙板邊壓強度;F稱為Killicutt簡易常數(shù),其大小取決于瓦楞紙板的楞型和紙箱的周長,可從有關(guān)資料中查得。將用fw處理后估算出來的邊壓強度及實際測得的邊壓強

度,分別經(jīng)Killicutt公式來計算瓦楞紙箱的抗壓強度,并將它們與實際測量的紙箱抗壓強度相比較,如果如表4所示。

   表中BCTS、BCTP、BCTt分別表示實際測量的、用實測邊壓強度估算的及用fw估算邊壓強度后計算出來的紙箱抗壓強度值。為了討論方便,用φ值來描述它們之間的差異,令φp=BCTs/BCTp、φt=BCTs/BCTt。若φ >1,表明理論估算值小于實際值或相等,估算結(jié)果在指導紙箱生產(chǎn)工藝技術(shù)管理中具有良好的可能性;如果φ<1,則表明理論估算值大于實測值。

由表4可看出:實際測得的瓦楞紙板邊壓強度和依據(jù)fw計算的瓦楞紙析邊壓強度經(jīng)Killicutt公司估算瓦楞紙箱的抗壓強度,φ平均值均大于1,表明其結(jié)果與國產(chǎn)原紙制造的瓦楞紙箱的實際抗壓強度值基本吻

合,可信度高。這樣,國產(chǎn)瓦楞紙板邊強度與紙箱抗壓強度之間的關(guān)系,可用下式表示:

BCT=fw（∑Ri）·F

3 結(jié)論

國產(chǎn)瓦楞原紙、箱紙板生產(chǎn)的瓦楞紙板和紙箱,其強度之間的關(guān)系與國外提出的公式存在著較大差別。

經(jīng)過研究,得出的結(jié)論是:

（1） 國產(chǎn)瓦楞原紙、箱紙板環(huán)壓強度與瓦楞紙板邊壓強度存在如下關(guān)系:

ECT=fw（∑Rj）

    （2） 國產(chǎn)瓦楞原紙、箱紙板制造的瓦楞紙箱抗壓強度可用下述公式計算:

BCT=fw（∑Ri）·F

   由于實驗中選擇的瓦楞原紙、高強瓦楞紙、箱紙板、箱板紙、瓦楞紙板和紙箱的局限性,上述研究結(jié)果尚需進一步驗證與完善。