瓦楞纸板楞形及边压强度对瓦楞纸箱抗压强度的研究

齐钢

（大连金马包装制品有限公司，大连 116100）

瓦楞纸板楞形及边压强度对瓦楞纸箱抗压强度的研究

齐钢

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瓦楞纸箱是当今应用非常广泛的一种绿色包装材料，具有质量轻、抗压性强、价格低等优点。瓦楞纸箱具有较高的抗变形、抗破坏的性能，能够满足日常物流防护需求，因此，在瓦楞纸箱正式生产前，需要对其抗压强度进行分析。基于此，本文重点探究瓦楞纸箱抗压强度的分析与研究。

瓦楞纸箱；抗压；强度；研究

瓦楞纸箱在当今包装领域中的应用非常广泛，对于瓦楞纸箱的抗压性能来说，影响瓦楞纸箱的抗压强度非常多，包括含水率、纸箱高度、纸板质量、周边长、长宽比等。据有关学者表明，李春伟等人认为手孔位置在箱宽度中线上方H/6内，对纸箱抗压强度影响最小；王俊丽等人表明了纸箱含水率和纸箱抗压强度成反比例关系等，由此可见，对瓦楞纸箱抗压强度进行分析和研究需要从多个角度进行分析，这样才能够保障瓦楞纸箱强度的综合性与实用性[1]。

1 瓦楞纸板边压强度对抗压强度的影响

纸板性能是影响瓦楞纸箱抗压强度的重要因素，因此，加强瓦楞纸板变压强度分析有着重要意义。最为常用的瓦楞纸箱抗压强度公式为：

P=ECT｛4ax2/Z｝2/3·Z·J

在计算瓦楞纸箱抗压强度的公式当中，ECT—纸板边压强度（lb / in）；ax2—瓦楞常数；J—楞型常数；Z—纸箱周长（in ）；P—纸箱抗压强度（lb）。

从上述公式中可以看到，瓦楞纸箱抗压强度主要与纸板边压强度有着直接关系，也称之为垂直抗压强度，通过对试样以垂直的方向施压，在施压后纸板所能承受的最大力就是边压强度。从瓦楞纸板边压角度分析，边压强度主要取决于箱纸板强度，与生产工艺、纸板结构、楞形、粘合剂有着直接关系[2]。

2 纸板楞形对瓦楞纸箱抗压强度的影响

通常情况下，人们将第一个发明的瓦楞形状设定为A瓦楞，其次是B瓦楞，之后出现了在A、B大小之间的C瓦楞、E瓦楞，后续又提出了D、K等大型瓦楞以及F、G、N等微型瓦楞。从日常应用可以得知，瓦楞越大，纸箱强度就越大，变形量也会随之增大。相反，如果纸箱楞形越小，纸箱的抗压强度也会减小，变形量降低。如果纸箱大、楞形小，纸箱在抗压测试过程中很容易被压塌。纸箱小、楞形大，在测试过程中会出现变形量大、缓冲长的情况。由此可见，楞形的影响因素是多方面的，需要根据纸箱大小来选择楞形。

3 纸箱周长、高度尺寸、长宽比对抗压强度的影响

3.1 纸箱周长

在楞形和用料一样的情况下，纸箱的周长与抗压强度会形成一种变化曲线，该曲线跟二次函数的类似。换言之，抗压强度会随着前期纸箱的周长延长而不断提高，但周长延长是有一个临界值的，在超过周长临界值的时候，其周长越常规，纸箱会变得越不稳定，不稳定性增强，其抗压强度跟周长延伸成反比。图1为二者的关系曲线。

3.2 高度和长宽比的关系

通过实验研究表明，当纸箱高度位于100-350mm之间，纸箱抗压强度会随着纸箱高度增加而下降；纸箱高度在350-650mm的范围时，纸箱的抗压强度比较稳定；当纸箱高度大于650mm时，纸箱抗压强度会随着高度增加而降低，抗压强度与高度成反比，这是因为随着纸箱的高度增加，其稳定性也会有所提升。

对于长宽比来说，通常情况下，纸箱长宽比在1-1.8之内时，其长宽比对抗压强度的影响在-5～5%之间；如果纸箱的长宽比在1.2-1.5之间时，纸箱的抗压程度呈现出最高值；如果纸箱的长宽比达到了2:1时，其抗压强度会下降20%，达到了高峰值。由此可见，在确定瓦楞纸箱尺寸过程中，长宽比不能够超过2，否则不仅会提高成本，同时也会降低抗压强度。见图2。

4 放置方法对抗压强度的影响

图1 周长和抗压强度关系

图2 长宽比和抗压强度的关系

由于瓦楞纸箱的不同放置方法也会产生不同的荷载力，一个装满货物的瓦楞纸箱，可以采用三种不同的放置方法，包括平放、横放、竖放。其中，平放就是将瓦楞垂直于地面，这也是瓦楞纸箱的正确放置方法，而横放和竖方都会产生不良的效果。例如平放强度为100，则横放的强度则为60、竖放的强度则为40。因此，要求在仓库堆码和运输工具装货时，都需要应用平放的方法。

5 纸箱堆码与抗压强度的影响

纸箱竖楞方向的承受压力要远高于横楞的方向，因此需要在堆码过程中保持竖楞方向受压。由于纸箱在承受压力过程中需要四个边角受力，大约是整个荷载的60%，可见，纸箱的四个角位所承受的压力最高，越离中心点高，其受力也就越小，这就需要降低对纸箱四个角的破坏程度，在堆码过程中，需要保障箱角与箱角能够对齐堆放。见图3。

图3 抗压强度负荷的分布状态

从实际应用情况来分析，纸箱堆码的方法非常多，但可以总结为两种形式，一种是纵行堆码；另一种是交替堆码。其中，采用纵行堆码过程中，纸箱抗压轻度会下降18%左右，而交替堆码的强度下降55%左右，但交替堆码不容易出现侧倒问题。同时，纸箱抗压强度会随着装载时间延长而降低，二者成反比例关系，也就是纸箱疲劳现象。通过有关实践表明，如果纸箱堆码时间超过2个小时，则其抗压强度会明显下降，在长期荷载条件下，一个月就会让纸箱抗压性能降低30%、90天降低45%、一年降低50%。因此，在设计过程中，需要对流通时间长的纸箱提高抗压系数。

综上所述，本文重点探究了瓦楞纸板的抗压强度。其中纸板边压强度与抗压强度成正比例关系；楞形需要根据纸箱大小而定；纸箱周长、高度尺寸、长宽比对不能够超过临界值；堆码需要保持四角对齐并且要尽量保持平放。

[1] 李春伟，王桂英，陈春晟. 手孔对瓦楞纸箱抗压强度的影响[J]. 东北林业大学学报, 2008 , 36 (06) :34-36.

[2] 杨林，杨虎山. 瓦楞纸箱检验系列谈之四:瓦楞纸板边压强度的检测[J]. 上海包装, 2006 (7) :67-68.

Study on the Inf l uence of the Form and Edge Crush Test of Corrugated Board on the Compressive Strength of Corrugated Box

QI Gang

The corrugated box is the green packing material widely used nowadays, of which the advantages are light weight, strong resistance to pressure and low price, etc. The corrugated box, being of high anti-deformation and anti-damage, can meet the daily need for logistics protection. Therefore, it is necessary to analyze the compressive strength of the corrugated box before normal production. Based on this, this paper focuses on the analysis and study of the compressive strength of the corrugated box.

corrugated box; compressive strength; strength; study

TB484.1

A

1400 (2017) 10-0066-03

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.10.007

齐钢（1978-），男（汉族），辽宁人，毕业于大连外国语学院，现任大连金马包装制品有限公司总经理，是国内最早从事纸质包装行业研究的企业家，主要从事瓦楞纸箱研究。