影响包装纸盒强度因素分析

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在目前广泛使用的四大类包装容器中，包装纸盒以其原材料丰富、价格较低、成型容易、质量轻和废弃后易于回收利用不会对环境造成污染等优点而得到了更为广泛的应用。

用来制作包装纸盒常用的包装材料有：白纸板、牛皮纸板、灰纸板和细瓦楞纸板等。

作为包装容器，包装纸盒要实现保护商品的功能，也就是要有足够的强度以抵抗来自包装纸盒外部和内部的力的作用。

纸盒受到的作用力必须依靠制作纸盒的纸板材料的强度来抵抗，所以纸板应具有足够的强度。

一、包装纸板及纸盒的机械强度
环压强度：纸板的环压强度是指一定尺寸的环形试样在一定的加压速度下平行受压，当压力增大至样品压溃所能承受的最大压力。

挺度纸板挺度：是指其抗弯曲的强度性能，是指在一定的条件下，弯曲３８ｍｍ宽的纸板至１５度角时弯曲力矩，以ｍｎ．ｎ表示。

抗压强度
二、影响包装纸盒强度因素
包装纸盒在设计、生产及使用过程中都要充分考虑影响包装纸盒强度的各种因素，以确保包装纸盒有足够的强度来保护内容物。

影响纸盒强度的因素很多，大致有以下四类因素。

（一）纸板材料因素
纸板材料的环压强度、挺度、戳穿强度、耐折度等机械强度特性和厚度、含水率等一般特性都会对包装纸盒强度有很大的影响。

如折叠纸盒的抗压强度均是白纸板挺度和厚度的函数，含水率又影响纸板环压强度、挺度等各项机械强度。

纸板材料的含水率是指纸板中水分含量，一般用百分比表示，其会随着纸盒所处流通环境温湿度的变化而改变，从而纸盒强度也会受到影响。

纸板的含水量和其所处的环境含水量是动态平衡的，即当周围环境湿度较高，大气中水分含量大于纸板水分含量时，纸板就从大气中吸收水分，直到二者水分含量达到平衡；反之当环境湿度较低时，大气中水分含量大于纸板含水量时，纸板就要释放一部分水分，使之含水量与大气含水量达到平衡。

（二）纸盒结构因素
包装纸盒的盒体几何尺寸、功能性结构（开窗、提手等）的位置和形式、纸板材料的纹向等因素都对纸盒强度有影响。

如高度在一定范围时，纸盒抗压强度随着纸盒的高度增加而稍有下降；～般情况下纸板纹向应垂直于折叠纸盒的主要压痕线，这样就可以提高纸盒面板的挺度。

所谓主压痕线就是指纸盒长、宽、高方向中，压痕线最多的那组压痕线。

（三）生产以及加工工艺因素
包装纸盒生产过程中的印刷、模切压痕等都会对纸盒的强度造成影响。

如经过印刷后的纸盒强度会下降约１０％一２０２。

（四）流通环境因素
在流通过程中包装纸盒的堆码方式、堆码时间、环境温湿度、所受到的震动等都会对纸盒强度造成影响。

如纸盒竖直方向承受的压力大大超过横向所能承受的力：纸盒强度随着堆码时间的延长而降低；环境湿度过高过低都会影响纸板材料的含水率，进而影响包装纸盒的强度。

上述诸多因素均对包装纸盒强度造成影响，有些因素是比较容易控制和避免的，但是其中有些因素是较难控制的。

如流通环境温湿度的控制，流通环境温湿度的变化会引起纸板材料含水率变化，含水率的变化会引起纸板强度变化，纸板强度变化最终会影响纸盒强度变化，由此可见，掌握纸板材料含水率变化而引起的纸盒强度的程度是十分有必要的。

三、含水率对白纸板强度影响实验
（一）实验材料
名称：３００９晨鸣白纸板
定量：３５２．７８９、３５３．９０９、３５２．８４９、平均值３５３．１７９
厚度：０．４９２２ｍｍ、０。

４８０５ｍｍ、Ｏ．４８０９ｍｍ、平均值０。

４８４５ｍｍ
原始含水率：１５％
（二）实验仪器
Ｍｅｔｔｌｅｒ电子分析天平、厚度测定仪、纸板撕裂度测定仪、ＰＴＡ纸板挺度仪、电脑测控耐折度仪、纸板戳穿强度测定仪、兰光纸箱抗压试验机。

（三）实验环境
恒温恒湿实验室、温度２３．５ｃｃ、湿度５０％、食品实验室、水槽（使材料含水率上升的环境）。

（四）实验说明
材料在实验室保存２４４＼时后，切好各个项目的试样并进行第一次测试，标记为Ａ：然后分三部分，第一部分远置水槽旁２４４＇，时，标记为Ｂ，实验前测定定量为３８６．３０９；第二部分近置水槽旁２４小时，标记为Ｃ，实验前测定定量为４１７．０２９；第三部分放置水槽内２４小时，标记为Ｄ，实验前测定定量为４４０．７８９。

（五）实验数据
材料的含水率变化如下
白纸板烘干后定量为：３５３．１７ｘ８５％＝３００．２９。

Ｂ部分含水后定量为３８６．３０９，则含水率为（３８６．３０—３００．２）／３８６．３ｘｉ００％＝２２％：Ｃ部分含水后定量为４１７．０２９，则含水率为（４１７．０２－３００．２）／４１７．０２ｘｌ００％＝２８％；Ｄ部分含水后定量参ｊ４４０．７８９，则含水率为（４４０．７８—３００．２）／４４０．７８９ｘｉ００％＝３２％。

四、压力及含水率对瓦楞纸盒的抗压强度影响实验（一）实验材料
５个相同的ＵＶ（Ｅ型）瓦楞纸板制作成的包装纸盒，高度１１．３ｃｍ，质量３２２９。

含水率１５％，未使用，未折叠成型，实验前折叠成型。

（二）实验环境
恒温恒湿实验室、温度２３．５ｃ｜：、湿度５０％；食品实验室、水槽（使材料含水率上升的环境）。

（三）实验内容（抗压试验机预设压力２０Ｎ）
采用兰光纸箱抗压试验机，压板以～定速度下降，纸盒受压，连接试验机的显示盘显出此时压力，当纸盒压至崩溃时示值最大，为该纸盒的抗压能力。

Ａ．１）设定压力５０．ＯｄａＮ，测变形量，结果为３．２ｍｍ。

２）得到上面数据之后，使用同一纸盒继续实验，设定变形量３．２ｒａｍ，测压力值，结果为４３．７ｄａＮ。

可以看出，在纸盒受过压力以后，变形量同样的情况下，纸盒的抗压强度有明显的下降。

Ｂ．１）设定变形量４．Ｏｍｍ，测压力值，结果为５８．２ｄａＮ。

２）得到上面数据之后，使用同一纸盒继续实验。

设定压力值５８．２ｄａＮ，测变形量，结果为４．６ｍｍ。

可以看出，在纸盒受过压力以后，受压力同样值的情况下，纸盒的变形量增加很多。

Ｃ．１）测最大压溃力，结果为：最大压力６６．８ｄａＮ，变形量５．１ｍｍｏ
２）使用另一纸盒Ｂ｛含水后质量为３６８９），继续测最大压溃力，结果为：最大压力４９．４ｄａＮ，变形量５．８ｍｍ。

３）使用最后一个纸盒Ｃ（含水后质量为３９３９），继续测最大压溃力，结果为：最大压力４１．４ｄａｎ，变形量６．３ｍｍ。

五、结论
在对含水率以及压力两个因素做实验验证时，其中自纸板的纵向耐折度和横向耐折度分别在含水率由１５％增大到２８％左右和２２％时，会有很大的增加，之后开始下降，原因是白纸板的纤维在一定的含水率范围内会变得更加柔韧，从而增加了其耐折度。

随着含水率进一步增加，纤维的强度下降，纸板的压合和粘合质量开始下降，从而使材料的耐折度在一定拉力下下降。

除此之外，材料的耐折度、戳穿强度、挺度、撕裂度、抗压强度都随含水率从１５％的增加逐渐减小，并且都会在２８％左右的时候变化加快，纸盒在受到压力之后，被压溃时的抗压强度会减小而变形量会有一定增大。

影响包装纸盒强度的因素研究，应该通过更多实验条件，更深入地验证其他因素，从而指导厂家生产和使用者使用包装纸盒，保证纸盒的强度，减少由于纸盒强度受影响而带来的损失。

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【４】康启来．对瓦楞纸箱强度有影响的若干因素ｆＪｌ．广东印刷，２００５：６【５１蒋智，蒋忠道．谈包装纸板的强度特性及有关因素【ＪＪ．黑龙江造纸．２００２：３０
【６】修澄．瓦楞纸和纸箱的强度试验和分析ｆＪ】．中国包装工业，２００３·９
影响包装纸盒强度因素分析
作者：吴敏， 詹磊， 段青山， 杨新艳
作者单位：广西大学
刊名：
包装世界
英文刊名：PACKAGING WORLD
年，卷(期)：2010，""(2)
被引用次数：0次
1.高德.刘壮.董静.常江瓦楞纸板包装材料的性能及其发展前景[期刊论文]-包装工程 2005(1)
2.陈瑞影响纸箱抗压强度的因素分析及解决方案[期刊论文]-包装世界 2005(5)
3.康启来纸箱生产因素与瓦楞纸箱强度的关系 2004(8)
4.康启来对瓦楞纸箱强度有影响的若干因素[期刊论文]-广东印刷 2005(6)
5.蒋智.蒋忠道.邓春景谈包装纸板的强度特性及有关因素[期刊论文]-黑龙江造纸 2002(1)
6.修澄瓦楞纸和纸箱的强度试验和分析[期刊论文]-中国包装工业 2003(9)
1.期刊论文吴敏.王睿.詹磊.段青山.杨新艳影响包装纸盒强度因素分析-中国包装2008,28(4)
包装纸盒是广泛使用的一类包装容器,要足有足够的强度来保护产品,在分析影响包装纸盒强度的各种因素基础上,通过实验来验证影响因素中较难控制的环境湿度影响纸板材料含水率,进而引起的纸盒强度的变化程度,以指导生产和使用包装纸盒企业的生产和使用.
2.期刊论文吴敏.詹磊.王睿影响包装纸盒强度因素分析-广东印刷2009,""(1)
在目前广泛使用的四大类包装容器中,包装纸盒以其原材料丰富、价格较低、成形容易、质量轻和废弃后易于回收利用,不会对环境造成污染等优点而得到了更为广泛的应用.用来制作包装纸盒常用的包装材料有:白纸板、牛皮纸板、灰纸板和细瓦楞纸板等.
3.学位论文刘慧折叠纸盒强度的理论分析与试验研究2008
折叠纸盒价格低廉，便于运输和使用，而且方便回收，是一种绿色包装容器，因此它在物资流通中深受人们的青睐，广泛应用于食品、药品、化妆品、烟酒等生活用品的包装。

在物流包装系统中，折叠纸盒主要用于销售包装，设计师往往更多地关注它的造型、结构与展示等销售功能。

然而，折叠纸盒的强度也是一个不可忽略的问题，首先，尽管折叠纸盒不是运输包装容器，但也需经过运输过程才能到达消费者手中，在运输过程中，折叠纸盒需承受堆码造成的压力：其次，作为一种刚性包装容器而言，折叠纸盒也应具有足够的抵抗变形和破坏的能力，才能对商品提供足够的保护和便于销售时对商品进行陈列和展示
；另外，研究折叠纸盒的强度，可以充分利用其强度，这样就可以减少其对外包装容器的要求，从而节省部分资源并有利于环境保护。

因而，折叠纸盒整体结构的机械强度是体现其整体质量的一个重要方面，研究其强度有着重要的实际意义。

本课题首先对折叠纸盒的常用原材料--白纸板的性能进行分析和试验，然后运用层合板理论分析折叠纸盒承受载荷时的挠度、屈曲和后屈曲性能
，找出影响折叠纸盒抗压强度的主要因素。

理论研究表明，原材料的挺度、环压强度以及盒型结构和结构参数是影响纸盒抗压强度的主要因素。

通过试验，研究了纸盒抗压强度的主要影响因素以及它们之间的交互效应。

最后，通过对美国纸盒纸板研究开发协会(BRDA)提出的折叠纸盒抗压强度经验公式的试验验证和分析，探讨了仪考虑原材料性能的折叠纸盒抗压强度计算模型和综合考虑原材料性能和纸盒结构参数交互影响的抗压强度计算模型。

运用SAS软件进行的试验数据分析表明，后者具有较高精度。

本文的研究结果，可以用于折叠纸盒的强度计算，并为折叠纸盒强度的后续研究提供一定的试验数据和经验方程，有一定的实践意义。

本文链接：/Periodical_bzsj201002003.aspx
授权使用：江南大学(wfjndx)，授权号：468b248d-2e2d-455a-ae62-9e4b011abc20
下载时间：2010年12月13日。