瓦楞抗压能力分析

影响瓦楞纸箱抗压力的若干因素分析

慧聪网 2005年9月21日9时22分信息来源：深圳市美盈森环保包装技术有限公司

【hc360慧聪网印刷行业频道】瓦楞纸箱厂有时会遭遇到因纸箱的抗压力不够而退货的困惑。那么，抗压力不够到底是什么原因?影响瓦楞纸箱的抗压力有哪些因素?根据所用的原纸能否预测瓦楞纸箱的抗压力?瓦楞纸箱在流通过程中需要有多大的抗压力?如果已经知道瓦楞纸箱在流通过程中所需要的抗压力，应如何选择瓦楞纸板的原纸构成?这些问题就是本文想要解决的问题，同样也是瓦楞纸箱厂所关心的问题。

在GB／T 6543—1986《瓦楞纸箱》》的附录C中对瓦楞纸箱的抗压力作了如下的规定：

C.1 瓦楞纸箱抗压强度值P(kgf／cm2)不应小于

按下式所得的计算值：

单位：kgf／cm2

式中：K-强度保险系数：

G-瓦楞纸箱所装货物的质量，kg；

H-堆码高度，cm；

h-箱高，cm；

S-箱底面积，cm2。

C.2 强度系数K根据纸箱所装货物的贮存期和贮存条件决定：

贮存期小于30天 K=1.6

贮存期30天～100天 K=1.65

贮存期100天以上 K=2

上述这个规定存在有三个问题：

①式中的P称之为瓦楞纸箱的抗压强度，其单位kgf／cm2亦是强度的单位，抗压强度的大小当然与纸箱箱底的面积S有关。但是，实际上我们平时所用的是瓦楞纸箱的抗压力，其单位N或kgf是力的单位，抗压力的大小与纸箱箱底的面积S无关。

SN／T 0262—1993《出口商品运输包装瓦楞纸箱检验规程》注意到这个问题，并对此作了纠正。

②式中的G是瓦楞纸箱所装货物的质量，严格来讲应该是瓦楞纸箱所装货物和瓦楞纸箱及箱内所有衬垫材料的总质量，但这可能是为便于瓦楞纸箱的设计而作的简化。

③强度系数K规定得偏低。至于这个强度系数K应等于多少才合适，这是下面所要讨论的问题。要解决这个问题首先要了解瓦楞纸箱的抗压力与哪些因素有关。

影响瓦楞纸箱抗压力的因素分基本因素和变化因素。所谓基本因素即瓦楞纸板的本身对瓦楞纸箱抗压力影响的因素，包括有：原纸的环压强度，楞型(A、B、C型等)，瓦楞纸板的种类(单瓦楞、双瓦楞、三瓦楞等)，瓦楞纸板的含水率。

在瓦楞纸箱的设计、制作和流通时，还有一些变化的因素会对瓦楞纸箱的抗压力产生很大的影响：

基本因素对瓦楞纸箱抗压力的影响是显而易见的，是瓦楞纸箱设计时所必须考虑的问题。在这些变化的因素当中，纸箱的箱型、尺寸及其均衡性、印刷设计及印刷面积是用户方面所要研究的问题；纸箱制作技术、制箱机械和制作时的质量管理是瓦楞纸箱生产企业所必须解决的问题；而流通时的这些变化因素则是流通所涉及的部门所应该注意的问题，同时也是设计时所必须考虑的问题。

一. 影响瓦楞纸箱抗压力的基本因素

1. 原纸环压强度的影响

瓦楞纸箱的抗压力与瓦楞纸板所用的箱板纸、瓦楞原纸以及它们的组合结构关系甚为密切，其关系可以由环压强度(原纸)、边压强度(纸板)、抗压力(纸箱)乃至集装化堆码强度(托盘化)构成-连续的特性来表示，如图1所示。

图1 原纸的环压强度与瓦楞纸箱的抗压力

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至于原纸环压强度对瓦楞纸箱抗压力的影响的量化，可参阅后面介绍的凯里卡特公式。

2. 瓦楞纸板楞型的影响

瓦楞纸板的楞型对瓦楞纸箱抗压力的影响，主要是因为不同的楞型其纸板的厚薄不同。不单是由于瓦楞纸板的厚度越小，纸板能承受载荷的材料就越少，而且就是从结构力学的角度来讲，板材能承受垂直于其厚度方向的压缩载荷本来就和板材的厚度有很大的关系。所以，纸板越薄，其纸箱的抗压力越小，即受到压力后，更容易弯曲变形、压垮。正是由于这些原因，在材质等相同的情况下，不同楞形纸箱抗压力大小的顺序为：A楞>C楞>B楞>E楞。

但是，瓦楞纸板的“最大强度”，在纸箱包装上，有时候并不是最主要的因素，最重要的应该是考虑纸板受到载荷后，其所产生的变形。图2是各种瓦楞承受载荷时的变形情况。从图中可以看出在载荷大小相同的情况下，变形最大的是A楞，其次是C楞，再其次是B楞。使用瓦楞纸箱包装某一产品之后，总不希望瓦楞纸箱发生变形从而影响到箱内之产品。所以，如果B楞纸箱的抗压力已经足够，就不一定非要采用A楞以争取最大的抗压力，而是应该采用B楞，因为它的变形比A楞小得多。

图2 各种瓦楞承受载荷后的变形

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因此，考虑瓦楞纸箱的抗压力时，应该是最大载荷要大、纸箱的个体差异要小、纸箱受压后其变形量要小等等。

3. 瓦楞纸板种类的影响

与瓦楞纸板楞型的影响一样，同样是承载材料的多少和瓦楞纸板厚度的问题。在其他条件相同的情况下，纸箱抗压力大小的顺序当然是：三瓦楞>双瓦楞>单瓦楞。

4. 瓦楞纸板含水率的影响

图3是通过试验找到的瓦楞纸箱抗压力与其含水率的关系。

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瓦楞纸箱的抗压力与其含水率的关系可用下式表示

P=a·0.9x

式中：P-瓦楞纸箱的抗压力，N；

a-含水率为O时的抗压力，N；

x-瓦楞纸箱的含水率，%。

只要知道某种含水率时瓦楞纸箱的抗压力，无论多大含水率时的抗压力都可以利用这个关系式算出个大概来。

例如，某瓦楞纸箱的抗压力测得为2400N，这时瓦楞纸箱的含水率为13%，问瓦楞纸箱的含水率为10%时，其抗压力大概是多少?

解：先根据已知条件算出含水率为0时的抗压力a（当然，这只是理论上的数据，实际上是无法达到的）：

因为，P=a·0.9x，所以a=P/O.9x

a=240O／O.913=2400／0.254=9449(N)

瓦楞纸箱的含水率为10%时的抗压力：

P=99449×O.349=3298(N)

从以上的计算可以看出瓦楞纸箱的含水率从13%降到10%时，其抗压力大约可以提高40%。差别相当大。这种关系也可以从图3看得出来。所以，对瓦楞纸箱的抗压力进行比较时，纸箱的含水率必须保持一致。

二、瓦楞纸箱的设计对瓦楞纸箱抗压力的影响

1. 瓦楞纸箱的箱型与纸箱抗压力的关系