瓦楞紙板的物理強(qiáng)度指標(biāo)主要包括瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度和粘合強(qiáng)度以及瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度。
首先談一下影響瓦楞紙板及瓦楞紙箱強(qiáng)度指標(biāo)的原紙的兩個(gè)決定性技術(shù)指標(biāo)：耐破指數(shù)和橫向環(huán)壓指數(shù)。
1箱板紙的耐破指數(shù)
箱板紙的耐破指數(shù)是箱板紙的耐破度與箱板紙的定量之比，即：X＝Bur／W．
式中：X－耐破指數(shù)(kpa·m2／g)
Bur—耐破度(kpa)，指試樣破裂時(shí)，儀器的壓力表上指示的讀數(shù)。
W—定量(g／m2)
箱板紙的耐破指數(shù)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CBl3024—2003中要求的重要技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于瓦楞原紙，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CBl3023—91中并不要求耐破度指標(biāo)，而生產(chǎn)雙瓦楞紙板時(shí)芯紙一般都采用瓦楞原紙，芯紙影響到雙瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度，這就要求對(duì)用在芯紙上的瓦楞原紙耐破度進(jìn)行測(cè)試，建立瓦楞原紙耐破度質(zhì)量表。
2橫向環(huán)壓指數(shù)
橫向環(huán)壓強(qiáng)度是指將12．7x152mm的試樣插入一試樣座內(nèi)，形成圓環(huán)形，然后在兩測(cè)量板之間進(jìn)行壓縮，在壓潰前所能承受的最大壓力。橫向環(huán)壓指數(shù)是橫向環(huán)壓強(qiáng)度與定量之比，即：r=R／W=N／L·W
式中：r—橫向環(huán)壓指數(shù)(N·m／g)
R—橫向環(huán)壓強(qiáng)度(N／m)，R=N／L
N—橫向環(huán)壓力
L—試樣長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為0．152m
W—定量(g／ms)
根據(jù)顧客對(duì)瓦楞紙箱各項(xiàng)物理強(qiáng)度指標(biāo)的要求，逐項(xiàng)計(jì)算出符合質(zhì)量要求所選擇的箱板紙和瓦楞原紙技術(shù)指標(biāo)，最后取最高項(xiàng)，以便能夠滿足全部物理強(qiáng)度要求，根據(jù)原紙的技術(shù)指標(biāo)即可選擇對(duì)應(yīng)的箱板紙和瓦楞原紙。
3瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度(Kpa)
在試驗(yàn)條件下，瓦楞紙板在單位上所能承受的垂直于試樣表面的均勻增加的最大壓力，就是瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度。耐破強(qiáng)度的試驗(yàn)方法是從三個(gè)樣箱中的每個(gè)樣箱上各取四塊規(guī)格為100mmx1OOmm無(wú)印刷、無(wú)水印、無(wú)折痕或明顯損傷的耐破試驗(yàn)樣塊共計(jì)12塊，開啟試樣的夾盤，將試樣夾緊在兩試樣夾盤的中間，然后開動(dòng)測(cè)定儀，以(170±15)mL／min的速度逐漸增加壓力。
在試樣爆破時(shí)，讀取壓力表上指示的數(shù)值，然后松開夾盤，使讀數(shù)指針退回到開始位置。當(dāng)試樣有明顯滑動(dòng)時(shí)應(yīng)將數(shù)據(jù)舍棄。以正F反面各10個(gè)貼向膠膜的試樣進(jìn)行測(cè)定，以所有測(cè)定值的算術(shù)平均值來(lái)表示。
耐破強(qiáng)度是衡量瓦楞紙板質(zhì)量的重要指標(biāo)，早期，全部瓦楞紙板的規(guī)范主要以耐破強(qiáng)度為基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)表明瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度只與面里紙、中層墊紙有關(guān)，坑紙對(duì)耐破強(qiáng)度影響不大，估算瓦楞紙板耐破強(qiáng)度可用下式計(jì)算：
B＝∑Bi*0.95
式中：B—瓦楞紙板耐破度
Bi—面里紙、中層墊紙的耐破度
0.95為劣化系數(shù)
4瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度(N／m)
在瓦楞方向上，一定厚度(25mm)的瓦楞紙板，單位長(zhǎng)度所能承受的垂直均勻增大的力即為瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度。
邊壓強(qiáng)度的試驗(yàn)方法是從三個(gè)樣箱中的每個(gè)樣箱無(wú)機(jī)械壓痕印刷痕跡和損壞的部位各取三塊瓦楞方向?yàn)槎踢?25x100)mm試驗(yàn)樣塊共計(jì)9塊(這是強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，對(duì)邊壓強(qiáng)度的試驗(yàn)樣塊，要嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)取樣器來(lái)取樣，否則對(duì)測(cè)試結(jié)果影響極大)，將試樣置于試驗(yàn)儀下壓板正中間，使試樣的瓦楞方向垂直于兩壓板，用導(dǎo)塊支持試樣，使試樣的表面垂．直于壓板，開動(dòng)試驗(yàn)儀施加壓力。
當(dāng)加壓接近50N時(shí)移開導(dǎo)塊，直至試樣壓潰，記錄試樣所能承受的最大壓力，對(duì)測(cè)試結(jié)果，求出算術(shù)平均值，并按下列公式計(jì)算出邊壓強(qiáng)度：
ECT＝F*1000／L
式中：ECT—邊壓強(qiáng)度(N／m)
F—試樣承受最大壓力(N)
L—試樣長(zhǎng)邊尺寸(mm)
當(dāng)試樣為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度L=100mm，則P=1OF
瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度基本取決于箱紙板和瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度，并且與瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝、瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)、楞形、粘合劑的質(zhì)量等因素有關(guān)，計(jì)算公式為：
瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度(N／m)ECT=各層原紙的環(huán)壓強(qiáng)度值之和×（1+δ）
式中：δ—楞型系數(shù)之和，參考值如下：
A型瓦楞一般為：0．12
B型瓦楞一般為：0．08
C型瓦楞一般為：0．10
原紙的環(huán)壓強(qiáng)度值：環(huán)壓指數(shù)x定量
由于面里紙的定量通常比瓦楞原紙的定量高，所以面里紙的橫向環(huán)壓強(qiáng)度也比較高，因此，邊壓強(qiáng)度主要由面里紙的定量所決定的，雖然如此，但提高邊壓強(qiáng)度最容易和最經(jīng)濟(jì)的方法是增加瓦楞原紙的定量。
5瓦楞紙板的粘合強(qiáng)度(N／m·楞)
粘合強(qiáng)度是指瓦楞芯紙與面紙或里紙的結(jié)合程度，是保證瓦楞紙板成為整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要因素。粘合強(qiáng)度測(cè)試方法是：從三個(gè)樣箱中每個(gè)樣箱上取四塊規(guī)格為25mmx80mm的粘合試驗(yàn)樣共計(jì)12塊，將專用的針形附件上、下分別插入試樣的楞紙與面里紙(或楞紙與芯紙之間)，然后將插入針形附件的試樣放人壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)儀中施壓，使其做相對(duì)作用，直至試樣剝離為止。
增加粘合劑涂量一般可提高粘合強(qiáng)度，原則上只要粘合強(qiáng)度等于原材料纖維自身結(jié)合強(qiáng)度即可。過高的粘合強(qiáng)度往往是在楞頂上涂布過多粘合劑的結(jié)果，它將導(dǎo)致瓦楞楞峰與面紙粘結(jié)面過大，使瓦楞楞峰由U形變成矩形，降低了楞高，出現(xiàn)“搓板”狀外型，結(jié)果使瓦楞紙板的其它性能惡化。
正常情況下，瓦楞楞峰面上粘膠寬度為1．5mm，最多不超過2mm為宜，淀粉粘合劑用量約為10—15g／m2。粘合強(qiáng)度取樣規(guī)則是取楞長(zhǎng)為25mm，寬度為80mm的瓦楞紙板，這就要求在計(jì)算粘合強(qiáng)度值時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
首先把80mm寬度中有多少個(gè)楞算準(zhǔn)，同時(shí)乘以每個(gè)楞的長(zhǎng)度值25mm，把它變成被測(cè)瓦楞紙板試樣所具有的楞的總的長(zhǎng)度值。
按下列公式求出所測(cè)試樣楞型所具備的實(shí)際楞數(shù)(取整數(shù))：
X＝L2xQ／L1式中
X：—一定長(zhǎng)度單位內(nèi)試樣的實(shí)際楞數(shù)，個(gè)
LI：—標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同楞型檢驗(yàn)的單位長(zhǎng)度(300mm)
L2：—試樣長(zhǎng)度值(80mm)
Q：—標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定單位長(zhǎng)度內(nèi)楞型的數(shù)量(個(gè))
對(duì)測(cè)試結(jié)果，求出算術(shù)平均值，并按下列公式計(jì)算出粘合強(qiáng)度。
A＝F／Xxl
式中：A：—粘合強(qiáng)度，N／m楞
F：—試樣被全部分離時(shí)所需的力；N
L：—試樣楞方向長(zhǎng)度(m)，為0．025m
6瓦楞紙板的戳穿強(qiáng)度(J)
戳穿強(qiáng)度是指在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，用特定形狀的角錐穿過紙板所需的功，即包括穿刺、拉伸、撕裂、彎折成孔所需的能量。
戳穿強(qiáng)度反映瓦楞紙板抗拒外力破壞的能力，與耐破度表現(xiàn)的靜態(tài)不一樣，戳穿強(qiáng)度所表達(dá)的是瓦楞紙板動(dòng)態(tài)強(qiáng)度，比較接近紙箱在運(yùn)輸、裝卸時(shí)的實(shí)際受力情況，因此各國(guó)更加重視檢驗(yàn)瓦楞紙板的戳穿強(qiáng)度。
戳穿強(qiáng)度的試驗(yàn)方法是從三個(gè)樣箱的每個(gè)樣箱的箱壁上各取四塊規(guī)格為175x175nun的試樣戳穿試驗(yàn)樣塊共計(jì)12塊，將所取試樣分別以正反面縱向和下、反面橫向依次放在具有固定力(250N—1000N)的帶透孔的夾板中間，選擇和測(cè)試相適應(yīng)的測(cè)量范圍，調(diào)整零位，把指針撥到最高刻度值，然后啟動(dòng)釋放裝置，使擺臂推動(dòng)角錐穿透試樣，讀取實(shí)測(cè)值，對(duì)測(cè)試的結(jié)果，求出算術(shù)平均值。
7瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度
瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度僅適用于對(duì)封閉式瓦楞紙箱空箱檢測(cè)，其是作為一完整包裝而言，目前有許多瓦楞紙箱采用底托盤包裝，瓦楞紙箱僅為箱體的一部分。
即瓦楞紙箱底部為敞開式，這類包裝方式在抗壓方面主要是內(nèi)裝產(chǎn)品及襯墊來(lái)支撐起作用，不必要要求瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度，如果一味的強(qiáng)調(diào)瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度，一方面保證不了測(cè)定的抗壓強(qiáng)度穩(wěn)定性，又造成成本的浪費(fèi)。瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度應(yīng)特別適用于奶制品類的軟包裝瓦楞紙箱
瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度是指瓦楞紙箱空箱立體放置時(shí)，對(duì)其兩面勻速施壓，箱體所能承受的最大壓力值N。
抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的檢測(cè)方法是將樣箱立體合好，用封箱膠帶上、下封牢，放人抗壓試驗(yàn)機(jī)下壓板的中間位置，開機(jī)使上壓板接近空箱箱體，然后啟動(dòng)加壓標(biāo)準(zhǔn)速度，直至將紙箱壓潰，讀取實(shí)測(cè)值，即為抗壓強(qiáng)度，同一批次紙箱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的偏差越小抗壓性能就越穩(wěn)定。
抗壓測(cè)試過程分四個(gè)階段：第一是預(yù)加負(fù)荷階段，以保證瓦楞紙箱與抗壓試驗(yàn)機(jī)壓板接觸；第二是橫壓線被壓下階段，此時(shí)負(fù)荷略有增加變形量變化就會(huì)很大；第三是瓦楞紙箱側(cè)壁受壓階段，此時(shí)負(fù)荷增加快，變形量增加緩慢；第四是瓦楞紙箱被完全破壞時(shí)為瓦楞紙箱的壓潰點(diǎn)。
瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度分為有效值與最終值，在進(jìn)行抗壓測(cè)試時(shí)，力值的變化有時(shí)有一定的緩沖，既當(dāng)力值與變形量增加到一定階段以后，力值停止而變形量繼續(xù)增加，經(jīng)過一段時(shí)間后，力值繼續(xù)增加，直至紙箱的潰點(diǎn)，在緩沖前的力值為有效值，緩沖前的變形量為有效變形量，緩沖以后，力值雖然繼續(xù)增加。
但紙箱開始變形，已達(dá)不到紙箱本身的使用要求，一般情況下，單瓦B瓦變形量在7以前、單瓦C瓦變形量在9mm以前、單瓦A瓦變形量在10mm以前、雙瓦BC楞箱變形量在18mm以前，雙瓦AB楞箱變形量在20mm以前，測(cè)試力值應(yīng)達(dá)到抗壓強(qiáng)度的有效值。紙箱質(zhì)量越好，抗壓強(qiáng)度的有效值越高，有效值和最終值的偏差就越少。
根據(jù)客戶產(chǎn)品堆碼高度或堆碼層數(shù)要求，計(jì)算出瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度的預(yù)定值：
P=KxC(H／h—1)x9．8或P=KxC(C一1)x9．8式中：P：—抗壓力值，N；
K：—劣變系數(shù)(強(qiáng)度系數(shù))；
C：—單件包裝毛重；kg
H：—堆碼高度；m
h：—箱高；m
H／h：取整位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后面無(wú)論大、小都加1。
C：—堆碼層數(shù)
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貯存期 |
劣變系數(shù)K |
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小于30天 |
1.6 |
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30天～100天 |
1.65 |
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100天以上 |
2 |
注：劣變系數(shù)（強(qiáng)度系數(shù)）K根據(jù)紙箱所裝貨物的貯存期和貯存條件決定。
預(yù)定了瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度以后，即可選擇合適的箱板紙、瓦楞原紙來(lái)生產(chǎn)瓦楞紙板，確保達(dá)到瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度。
影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的因素較多，這些因素交互發(fā)生作用，只有充分認(rèn)識(shí)弄清這些因素影響的規(guī)律，才能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度值，以滿足顧客的需求。
瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響
計(jì)算瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度最常用的是采用Kellicutt凱里卡特公式：
P=ECT｛4ax2/Z｝2/3·Z·J
式中ECT—紙板邊壓強(qiáng)度（lb/in）；ax2—瓦楞常數(shù)：J—楞型常數(shù)；Z—紙箱周長(zhǎng)（in）；P—紙箱抗壓強(qiáng)度（lb）
比較簡(jiǎn)易的計(jì)算公式是：
P=5.874×ECT×√T×C
式中P—抗壓強(qiáng)度，N
ECT—邊壓強(qiáng)度，N/m
T—紙板厚度，m
C—紙箱周長(zhǎng)，m
從瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的計(jì)算公式可以看出，瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度主要取決于紙板邊壓強(qiáng)度，又稱為垂直抗壓強(qiáng)度，是對(duì)瓦楞紙板試樣以垂直方向施加壓力，施壓過程中紙板所能承受的最大力即為紙箱的邊壓強(qiáng)度。
瓦楞紙板的楞型對(duì)紙板邊壓強(qiáng)度的影響:
人們把發(fā)明的第一個(gè)瓦楞形狀定為A型瓦楞，其次發(fā)明了B型瓦楞，后來(lái)又發(fā)明了駕于A、B楞型大小之間的C楞，之后發(fā)明了E楞，而后又出現(xiàn)了較大的D楞、K楞。近年來(lái)，人們又研發(fā)了微型瓦楞，有F、G、N、O等楞型。
目前最常用的瓦楞類型為A、B、C、E和K五種，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)瓦楞紙箱最常用的是A、B、C三種楞型及其組合,瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度的高低依次為AB、BC、A、C、B，另外根據(jù)紙箱箱型選擇合適的楞型也很關(guān)鍵，在人們的意識(shí)中，往往認(rèn)為楞型越大，紙箱的抗壓強(qiáng)度越高，容易忽視楞型對(duì)變形量的影響。
楞型越大，紙箱的抗壓強(qiáng)度越大，變形量越大；楞型越小，紙箱的抗壓強(qiáng)度越小，變形量越小。如果紙箱過大，楞型卻很小，紙箱在抗壓測(cè)試時(shí)就很容易被壓潰；紙箱過小，楞型卻很大，抗壓測(cè)試時(shí)會(huì)造成變形量過大，緩沖過程長(zhǎng)。
紙箱的周長(zhǎng)、高度尺寸及長(zhǎng)寬比對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響：
