家电产品瓦楞纸箱材料性能分析

汤志平

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070）

1 引言

目前，瓦楞纸箱已经非常普遍运用到家电产品包装设计中，瓦楞纸箱特有的良好的环保性、可印刷性以及一定的抗压、缓冲性能对商品的流通、销售起到了重要的作用；然而不可否认的是，纸类材质易受潮且受潮后强度性能下降明显，特别是在梅雨季节时包装产品在仓储堆码中常会发生外包装箱鼓包失效的现象，严重的甚至直接威胁产品的质量本身，此问题已经在家电包装产品流通领域内变得越来越突出，因此我们有必要对纸箱的材料性能变化特别是在梅雨季节温湿度条件下进行有效的分析和研究。

本文中我们主要是通过借助于实验室来模拟瓦楞纸箱在梅雨季节温湿度条件下的材料性能变化情况，最终为包装设计时纸箱材质选型、包装产品仓储堆码作业提供相关的数据支持和参考。

2 材料性能测试

我们在家电产品包装设计中常用的包装箱按材质主要可分为：双瓦楞牛卡BC坑纸箱、双瓦楞牛卡BE坑纸箱、单瓦楞牛卡纸箱；由于不同国家地区的客户对包装箱有不同的材质需求，因此会存在有客户化材质的纸箱，最典型的就是使用白卡箱，即材质为双瓦楞白卡BC坑纸箱、双瓦楞白卡BE坑纸箱。

据调查，外协纸箱厂在生产完成某批次包装箱后会出现有库存情况，若库存的包装箱在外协仓储过程中没有进行有效的防潮处理则很容易受潮；另外，包装箱来货后需要经道路运输、厂内周转、仓储堆码、物流运输环节以及物流目的地的仓储等等环节，包装箱都会与外界温湿度条件直接发生接触；显然，这更加有必要对瓦楞纸箱在不同温湿度变化条件下进行性能测试分析。我们经查阅相关研究资料，显示：纸箱抗压强度与含水率的数学关系如下：

式中：P——纸箱耐压强度（N）；a——水分为0%时的耐压强度，x——纸板含水率的100倍。

因此，我们特拟定本次材料性能分析试验方案，具体如下。

2.1 测试条件

室温（温度+25℃，湿度71%RH）以及经预处理（高温+55℃，相对湿度95%RH处理3小时；低温-20℃，相对湿度95%RH处理3小时）。

表1 试验样本边压测试值（单位：N/m）

表2 试验样本耐破测试值（单位：kPa）

表3 试验样本边压测试值（单位：N/m）

表4 试验样本耐破测试值（单位：KPa）

2.2 测试对象

(1)牛卡类：双瓦楞BE坑牛卡、双瓦楞BC坑牛卡、单瓦楞B坑牛卡；

(2)白卡类：双瓦楞BE坑白卡、双瓦楞BC坑白卡、XX双瓦楞BE/BC坑白卡、单瓦B坑白卡；（注：XX代表某某加强型材质，下同）。

2.3 测试方案

(1)预处理过程：将以上试验样本放入高低温实验箱进行预处理即模拟梅雨季节温湿度条件，先在高温+55℃，相对湿度95%RH处理3小时；再在低温-20℃，相对湿度95%RH处理3小时；

(2)再对实验样本分别进行边压测试、耐破测试，测试方法分别如下：

A边压测试：见图1a，将样本放置于压板的正中，使样本的短边垂直于两压板，启动试验仪，直至样本被压溃，记录样本所能承受的最大压力，该压缩试验仪能自动输出相关测试数据。试验样本规格：100×25mm；样本数量5件；

B耐破测试：将样本夹紧在两夹盘的中间，启动测试仪，以约170mL/min速度逐渐增加压力，在样本爆破时，读取压力表上的指示的数值。每种材质需进行试验6次。

2.4 测试分析

(1)我们先对在常温常湿条件下进行样本的边压、耐破测试数据进行分析，具体测试数据如表1、表2所示；

(2)我们再进行模拟梅雨季节温湿度条件下的材料测试，先将试验样本放在高温+55℃，相对湿度95%RH处理3小时；再在低温-20℃，相对湿度95%RH处理3小时后再进行样本的边压、耐破测试，具体测试数据如表3所示；

根据以上相关测试数据，我们绘制图2、图3对比数据关系曲线图。

3 测试结论

(1)从材料楞型方面来看，在正常测试条件下，普通材料BE坑与BC坑边压性能强度相当，但耐破强度BE坑要优于BC坑，这主要与BE坑材料中E型瓦楞的高度、宽度有一定关系，E楞型瓦楞高度为1.1-2.0/mm,宽度3.0-3.3/mm，C楞型瓦楞高度为3.5-4.0/mm,宽度7.5-8.3/mm，从而E楞型压楞系数为1.30

(2)在温度保持不变，湿度增加的情况下，牛卡、白卡的材料性能都会发生下降。

(3)单瓦楞牛卡的材料性能要优于单瓦楞白卡。

(4)从以上数据分析可知，各种纸箱材料经过同等条件的高低温预处理后即在模拟梅雨季节温湿度条件下，各种材料的边压强度、耐破强度值都会出现明显地下降，且BE坑的各项性能强度指标下降程度要高于BC坑。

(5)本试验中我们选用了最优材质的XX规格BE坑白卡纸，从模拟梅雨季节温湿度条件的测试数据来看，BE坑白卡纸瓦楞纸箱受潮后强度会明显下降，可见，在同等条件下平口型BE材质白卡包装箱发生鼓包失效的风险最大，这主要与白卡纸面纸容易受潮，抗潮湿的能力差有关。

4 结语

通过对上述瓦楞纸箱的材质进行针对性性能分析研究后，这将有效地指导我们的纸箱检验、仓储作业、包装设计、包装测试等各个方面的工作，具体如下：

(1)针对包装箱受潮性能指标下降的情况，这就首先需要严控外协来料的质量。

(2)由于纸箱在产品流通过程中需要经历各种温湿度条件的变化，特别是在梅雨季节时，若防潮过程稍有不慎就会导致纸箱受潮从而不同程度的影响包装产品的整体堆码强度，因此需要仓储部门重点做好仓库的防潮防雨工作，规范和提升仓储堆码作业的环境。

(3)将平口型瓦楞纸箱材料性能选型分析结论纳入到相应的产品包装设计规范中，做好经验的推广运用。

(4)由于纸箱受潮后性能变化较大，因此还需要对现有的整机包装产品堆码测试标准进行进一步的研究，以此来提升产品在开发测试阶段堆码时的可靠性和稳定性。

(5)当然如何对瓦楞纸箱本身进行有效的防潮性处理，既能有效的达到防潮的目标，又能具备良好的成本控制优势，此点必将是瓦楞纸箱发展的一大趋势。

[1]韩永生 王建清.包装材料学.国防工业出版社,2004年6月版