一、耐破強(qiáng)度基礎(chǔ)知識(shí)
1定義:耐破強(qiáng)度是指在實(shí)驗(yàn)條件下,紙或紙板在單位面積上所能承受的垂直于試樣表面的均勻增加的*大壓力。
單位:耐破強(qiáng)度常用單位有kPa、Lbf/in2、kgf/cm2。三者之間的轉(zhuǎn)換為:
1kgf/cm2=98.066 kPa=14.223Lbf/in2
說(shuō)明:耐破強(qiáng)度的單位是一個(gè)壓力單位,不是一個(gè)質(zhì)量單位。所以我們平常通俗講的如“耐破強(qiáng)度20公斤、耐破強(qiáng)度14磅”等等,從嚴(yán)格意義上來(lái)講是不確切的,應(yīng)該稱為耐破強(qiáng)度20公斤力每平方厘米、14磅力每平方英寸。
意義:耐破強(qiáng)度是紙、紙板之基本強(qiáng)度。數(shù)十年來(lái),紙和紙板的品質(zhì),均以耐破強(qiáng)度表示,并以此作為其價(jià)格基準(zhǔn)。耐破強(qiáng)度是靜態(tài)試驗(yàn),其測(cè)試結(jié)果,只能顯示紙板的耐脹破強(qiáng)度,它體現(xiàn)出紙箱對(duì)流通過(guò)程中搬運(yùn)、裝卸、撞擊、撕扯力量的承受能力,是紙箱綜合性能的評(píng)價(jià)方法之一。此外,不同的地區(qū)和不同的紙箱廠對(duì)耐破強(qiáng)度的稱謂也不盡相同,除耐破強(qiáng)度外,還有爆破強(qiáng)度、破裂強(qiáng)度之稱,有些地方耐破強(qiáng)度俗稱為“打磅”。用于測(cè)試紙板耐破強(qiáng)度的儀器稱之為“耐破度儀”。
2、耐破強(qiáng)度測(cè)試原理
耐破強(qiáng)度測(cè)試基本原理是將試樣置于膠膜之上,將試樣夾緊,然后均勻地施加壓力,使試樣在膠膜的頂壓下凸起,直至試樣破裂為止,此時(shí)儀器顯示液壓的*大值即為試樣耐破值。
3、耐破強(qiáng)度的推算
說(shuō)明:越來(lái)越多的紙箱客戶在下訂單時(shí)都對(duì)紙板的耐破度作出了明確規(guī)定,如果不能對(duì)紙箱的耐破強(qiáng)度作出準(zhǔn)確預(yù)測(cè),就容易造成退貨或質(zhì)量過(guò)剩,兩者都會(huì)給我公司帶來(lái)巨大損失。大量的實(shí)踐已經(jīng)證明,我們可以通過(guò)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)紙箱的耐破強(qiáng)度作出比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
經(jīng)驗(yàn)公式:P=A×∑B
式中: P=瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度;
A=經(jīng)驗(yàn)系數(shù);
B=平鋪原紙的單張耐破強(qiáng)度;
∑=求和;
即:三層瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度=(面紙的耐破強(qiáng)度+底紙的耐破強(qiáng)度)×A
五層瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度= (面紙的耐破強(qiáng)度+中紙的耐破強(qiáng)度+底紙的耐破強(qiáng)度)×A
對(duì)上述公式的幾點(diǎn)說(shuō)明:
A、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)A的取值,日本工業(yè)規(guī)格(JIS)取為0.95,而大陸一般取為0.92,此經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的取定,是為了給耐破強(qiáng)度值留出一定的冗余量。因?yàn)橛绊懩推茝?qiáng)度的因素較多,單純理論累加值往往與實(shí)測(cè)值有較大的出入,故為保險(xiǎn)起見,建議經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取值為0.92;
B、瓦楞芯紙自身的耐破強(qiáng)度值是客觀真實(shí)存在的,但其對(duì)紙板耐破強(qiáng)度的影響很小,一般均忽略不計(jì);
C、因原紙批次間差異、堆放時(shí)間及存儲(chǔ)環(huán)境都會(huì)對(duì)耐破強(qiáng)度造成一定影響,所以推算值與真實(shí)值會(huì)存在一定誤差,經(jīng)測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析﹐一般其誤差在±1.0Kg以內(nèi)。我們?cè)谕扑隳推茝?qiáng)度及進(jìn)行用紙配置時(shí)也應(yīng)將這一誤差列入考量范圍。
4、影響耐破強(qiáng)度的幾點(diǎn)因素
A 瓦楞紙箱的耐破強(qiáng)度由構(gòu)成紙板之內(nèi)層﹑外層及中隔原紙本身的耐破強(qiáng)度決定,與瓦楞芯紙無(wú)關(guān)。
B 原紙本身的耐破強(qiáng)度主要由原紙纖維決定。耐破度與纖維長(zhǎng)度和纖維間的結(jié)合力有關(guān)﹐纖維長(zhǎng)度增加﹐纖維間結(jié)合力增大﹐都使耐破度提高。原木漿抄造的紙張耐破較回收漿高,針葉林木漿抄造的紙張耐破較闊葉漿高。此外,在抄造原紙的過(guò)程中適當(dāng)加入一些助劑也有助于提高原紙的耐破強(qiáng)度。
C 紙板水份含量在5%~6%時(shí),耐破值*大。水份含量8~14%范圍內(nèi)變化時(shí),耐破值變化不超過(guò)5%,但水份含量達(dá)到18%時(shí)耐破值下降幅度可達(dá)10%左右。也就是說(shuō)瓦楞紙箱在相對(duì)濕度為50%RH~80%RH的環(huán)境存放,其耐破強(qiáng)度變化幅度很小,因此可以免去試樣溫濕平衡處理過(guò)程,從而大大縮短測(cè)試時(shí)間。
D 原紙或紙箱存貯環(huán)境以25 ± 5℃,55 ± 5%RH環(huán)境為宜。
E 卷筒紙?jiān)趥}(cāng)庫(kù)長(zhǎng)時(shí)間堆放會(huì)造成原紙纖維疲勞,造成耐破下降。實(shí)驗(yàn)表明:原紙堆放時(shí)間超過(guò)3個(gè)月,其耐破值會(huì)下降5~8%;堆放時(shí)間超過(guò)6個(gè)月,耐破強(qiáng)度損失將達(dá)到10%以上。
PS:所謂耐破強(qiáng)度的推算,是在已知紙板、紙箱的材質(zhì)配比情況下,對(duì)其進(jìn)行理論估算。依上述幾節(jié)所談到的,每批原紙的進(jìn)廠數(shù)值不同、外界條件對(duì)耐破強(qiáng)度存在影響等。
故,耐破強(qiáng)度的推算值,與實(shí)際理論值肯定是存在誤差的,甚至同樣的紙板,在不同的外界條件下,所實(shí)測(cè)出來(lái)的耐破值都不盡相同。但即便是這樣,我們?nèi)钥赏ㄟ^(guò)上述的經(jīng)
驗(yàn)公式對(duì)紙板的耐破強(qiáng)度進(jìn)行推算,這樣對(duì)于我們掌握了解該紙板的耐破強(qiáng)度特性是極有幫助的。推算的數(shù)值具有參考價(jià)值,但不能成為紙板耐破數(shù)值的據(jù)對(duì)依據(jù)。
二、邊壓強(qiáng)度
1、定義:邊壓強(qiáng)度,也稱之為豎壓強(qiáng)度。將瓦楞紙板垂直放置,單位長(zhǎng)度上所能承受的垂直均勻增加的壓力,稱為瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度。
單位:紙板邊壓強(qiáng)度的單位是 N/m
2、試驗(yàn)原理
測(cè)試儀器由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和電測(cè)控制系統(tǒng)兩部分組成。當(dāng)試驗(yàn)開始使,下壓板受傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用,以規(guī)定速度勻速上升,并對(duì)試樣施加逐漸增大的壓力。力傳感器將試樣所受壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸入電路,經(jīng)電路處理后顯示。
3、邊壓強(qiáng)度的計(jì)算
將瓦楞紙板取樣取好后,其樣品長(zhǎng)度尺寸為100mm,豎立在電腦測(cè)控壓縮儀上測(cè)試,所測(cè)出的數(shù)值為N,這時(shí)需要進(jìn)行單位的換算。
R=F(N)/0.1(m)=10× F(N/m)
例如:某材質(zhì)需測(cè)試邊壓強(qiáng)度,試驗(yàn)完畢后,數(shù)顯讀數(shù)為680N,則該材質(zhì)的邊壓強(qiáng)度為6800N/m。
3、邊壓強(qiáng)度的推算
在已知材質(zhì)配比的情況下,我們同樣可以利用紙板各層原紙環(huán)壓值對(duì)紙板的邊壓強(qiáng)度進(jìn)行理論推算,具體推算公式如下:
P=Rx÷ 0.152×(1+σ)
P:紙板邊壓強(qiáng)度
Rx:各層原紙環(huán)壓強(qiáng)度累加(芯紙需乘瓦楞率)
σ:楞型系數(shù)之和,參考值如下: A楞:一般為:0.12;
C楞:一般為:0.10; B楞:一般為:0.08;E楞:一
般為:0.06
三、環(huán)壓強(qiáng)度
環(huán)壓強(qiáng)度是指將一定尺寸的試樣,插在試樣座內(nèi)形成圓環(huán)形,在上下壓板之間施壓,試樣被壓潰前所能承受的*大力。環(huán)壓強(qiáng)度表征紙板邊緣承受壓力的性能,是箱紙板和瓦楞原紙重要的強(qiáng)度指標(biāo)。紙板環(huán)壓強(qiáng)度影響瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度,而瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度將對(duì)紙箱的整體抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響。
將一定尺寸的試樣插入圓形托盤內(nèi),使試樣側(cè)邊形成圓環(huán)形,然后放人壓縮儀的壓板上進(jìn)行電動(dòng)勻速壓縮,當(dāng)試樣壓潰時(shí)所顯示的數(shù)值,即為環(huán)壓強(qiáng)度。
該標(biāo)準(zhǔn)試樣規(guī)格應(yīng)為:長(zhǎng)(縱向)152mm±0.2mm,寬12.7mm±0.1mm,取10片進(jìn)行檢測(cè),為了提高檢測(cè)的**度,應(yīng)注意認(rèn)真檢測(cè)好定量指標(biāo),因?yàn)槎繖z測(cè)數(shù)值的大小,與環(huán)壓指數(shù)換算后的結(jié)果有直接的影響。所以,定量的檢測(cè)試樣應(yīng)有一定的代表性,*好從紙筒橫向不同部位取10個(gè)試樣用于檢測(cè),求其平均值,這樣檢測(cè)相對(duì)較準(zhǔn)確一點(diǎn)。
以下是環(huán)壓強(qiáng)度和環(huán)壓指數(shù)的換算公式:
①環(huán)壓強(qiáng)度:R=F/0.152。式中:R表示環(huán)壓強(qiáng)度,單位N/m;F是試樣壓潰時(shí)讀取的力值,單位N;0.152是試樣的長(zhǎng)度,單位m。
②環(huán)壓指數(shù):Rd=R/W。式中:Rd表示環(huán)壓指數(shù),單位N·m/g;R表示環(huán)壓強(qiáng)度,單位N/m:W是試樣的定量,單位g/m2。
四、粘合強(qiáng)度
1、定義:瓦楞紙板的面、里、芯紙和波形瓦楞、紙的楞峰粘合程度,在一定單位長(zhǎng)度內(nèi)經(jīng)施壓測(cè)試所能承受的*大剝離力。
單位:粘合強(qiáng)度的單位是:N/m楞
說(shuō)明:瓦楞紙板的粘合強(qiáng)度,是指瓦楞紙板各層之間的粘著程度,通俗來(lái)講就是測(cè)試紙板間脫膠現(xiàn)象的程度,對(duì)于瓦楞紙板而言,也是一個(gè)十分重要的特性,因?yàn)榧埌迦绻z著**,會(huì)極大地影響到它的邊壓和抗壓等性能。但對(duì)于客戶來(lái)講,一般情況下對(duì)粘合強(qiáng)度沒(méi)有明確的要求,所以這里就不做詳細(xì)討論。它的測(cè)試,同樣也是使用電腦測(cè)控壓縮儀。
分別計(jì)算各粘合層分離力的平均值,然后按以下公式計(jì)算各粘合層的粘合強(qiáng)度,*后以各粘合層粘合強(qiáng)度的*小值作為瓦楞紙板的粘合強(qiáng)度,結(jié)果約為至三位有效數(shù)字。
P=F/(n-1)×L
式中:P---粘合強(qiáng)度,單位為N/m;
F---試樣分離時(shí)所需的力,單位為N;
n---插入試樣的針根數(shù);
L---試樣短邊的長(zhǎng)度,即0.025m
PS:1Kg=9.8N=2.2046Lb