纸箱相关指标测试方法

5.纸箱开封力测试 为了便于开封，开封力也需控制。开封撕裂方法有两种：一种是以胶带为媒 介的撕裂法；一种是拉封开口法。前者开封力较大而且在流通中易产生破损。为 了解决这些问题，首先要测定撕裂部的开封力，从而取得适宜的拉封口形状，改 变 间 距 宽 度 等 。 瓦 楞 纸 箱 撕 裂 开 封 力 测 试 方 法 如 图8所 示 。 6.纸板粘结强度测试 纸板粘结力测试又称剥离强度测试。这项测试是对瓦楞纸板的面、里纸与瓦 楞原纸粘结牢度的测试。用两排金属杆插入瓦楞纸板的空档里，上下以相反方向 施加拉力，直到剥落为止，指针读数即为剥离强度，其单位为牛顿（N） 。 测试方法如图 9 所示。这种测试方法可用小型环压试验机测试。测试有两种 做法：一种是测试单边的粘结力；另一种是测定表、里两边的粘结力。两种方法 的区别只是杆的插入位置不同。 瓦楞纸板粘着力固然重要，但粘着强度高未必质量就一定好。因为过高粘着 强度， 往往用的粘合剂过多， 粘着面积过大， 甚至粘合剂流入楞内影响瓦楞变形， 致使瓦楞纸箱压缩强度降低。如图 10 所示，最理想的瓦楞纸板的受胶面积，应 在楞峰上粘胶 1.5mm，不得超过 2mm，此外还有肖伯型拉力试验机，以肖伯型 拉力试验测定。其剥落强度A 型为 147N 以上； B 型为 225.4N 以上。 7.刚度测试方法 纸箱刚度是纸箱抵抗变形的能力，纸箱受压缩载荷或装满物品后，侧面刚度 不足很容易变形甚至破裂。而纸箱的刚度主要取决于箱板纸的挺度。 ①抗弯刚度 根据力学的定义，抗弯刚度为弹性模量与截面惯矩的乘积（ EI） ，可以用弯 曲的方法求得，如图11所示。 惯矩 I 是由截面几何性质所决定的， 只要截面形状一定， I 总是可以计算出来 的，因此弹性模量 E 可以根据 I、P、L、d 由公式得出。 箱纸板弹性模量的求法很多，归纳有以下几种： a.利用应力应变法 E=σ/ε.(4) 因为纸板的弹性和塑性范围不易区分，受塑性的影响，这种方法求得的结果 不太准确。 b.利用弯曲的方法 如上所述 这种方法应用广泛，方法简单而实用。 c.共振法 利用此方法是对于细长的试样进行激振，使其产生共振，根据共振频率求弹 性系数。 这种方法是利用材料内部的声音传播速度与弹性模量的关系求得弹性模 量，如下式 式中： f——共振频率； l——试样有效长度； ρ——材料密度； A——试样截面积； K——弹性常数。 ②纸板挺度测试方法 挺度是指在一定条件下弯曲38mm 宽的纸板至 15°角时的弯矩，单位为 （N.m） 。挺度是纸箱刚度的重要性能指标，目前国内外测试方法很多，主要有 以下三种：其一是柯拉克（Clak）挺度测定法，以试样受自重作用的弯曲程度表 示，主要用于纸张；其二是葛莱 (Gurlcg)或挺度测定法，以弯曲试样至一定程度， 用力毫克表示。主要用于纸张；其三是泰伯(Taber)式挺度测定法，以弯曲 38mm 宽的试样至 15°角时的弯矩（g.cm）表示，主要用于纸板挺度的测量。 对于普通纸板挺度的测量，泰伯式仪器具有操作方便、计算简单的特点，并 在国际上已日趋标准化，它已列入我国的测试标准。其仪器结构原理示意图如图 12 所示。 ①工作原理 仪器的工作原理是根据挺度的概念及采用力矩对转轴中心平衡原理设计的。 当角度盘转动时， 小辊开始运动， 纸夹装在摆上， 摆亦随之而动。 两个方向不同、 大小不等的力作用在一个旋转中心， 如图 13 所示， F 和 N 两力对旋转中心平衡。 OA=R，加重铊转动半径； OK=r，小辊给试样弯曲力矩的作用半径。 仪器未开动之前试样没有受弯曲力矩作用，摆由于砝码重力的作用处于垂直 位置。当开动仪器转盘时，角度盘顺时针方向转动，试样开始受弯曲力矩作用， 随同圆辊同向弯曲， 由于试样的耐弯曲刚度作用， 纸夹和重铊转到图中 OA 位置， 小辊转到 OK 位置时停车，此时组成了一个平衡力系。 即 F.r=N.R ∵N=W.sina ∴F.r=R.W.sina 根据挺度的定义，当 α=15°时，M=F.r,即是试样的挺度： S=R.w.sina(6) 这就是挺度的原理公式。 泰伯式挺度仪试样的挺度值与纸条宽度有关，仪器设计时把试样纸条宽度 1cm 作为标准宽度。当α=15°做为测量常数，即在摆上加9.8×10-2 N 砝码，取宽 度为 1cm 的试样进行测定，当 α=15°时所需的力矩，即为试样的标准挺度。 仪器 的刻度就是按标准挺度条件计算的，计算按正弦函数关系。 但在实际测量时允许在 15~40mm 范围内切取纸样，砝码重量也可以根据试 样挺度强弱确定，分别为 0.49 N、0.98 N、1.96N。在这种情况下，测定的数值 需要经过换算，即换算成标准挺度表示，考虑宽度的影响将原式（6）乘一个宽 度系数。 式 中B1 、 B2分 别 为 试 样 的 标 准 宽 度 和 实 际 宽 度 。 换算方法： 式中：G--指针读数；K--砝码系数。 对于 0.098N、0.49N、0.98N 的砝码，K 分别为 1、5、10。 ②试验步骤及结果计算 先将仪器调节至水平，再调节角度盘，使摆的中心刻度、角度盘的零点及负 荷盘零点重合；然后调整灵敏度，当测定范围为 0~9.8×10-3J 时，移动摆至 15° 角，然后放松，这时摆的自由摆动不得少于 20 次；角度盘转速用秒表及角变尺 测定，要求在 200±20 度/min；力度盘指示精度用专用杠杆测定，相对应的数值 误差应小于 3%（国外资料为 5%） 。 a.切取长 70±1mm，宽 38.0±0.1mm 的试样，纵横向各不少于 5 条。 b.将试样的一端垂直地夹于固定夹上，试样的另一端插于仪器下面的两小辊 之间，然后用固定螺丝把试样固定，注意要使试样与摆的中心刻线重合。用小辊 调距装置把试样和两小辊之间的距离之和调节成 0.33±0.05mm。 c.按试样的不同挺度，通过更换重铊选择测定范围，使试样在负荷度盘上所 测定的读数在 20~70 之间，打开开关，弯曲试样至摆的中心线与角度盘上的15° 刻线重合时（如试样挺度过大或弯曲至 15°角时折裂，可弯曲至 7.5°角，测定结 果乘 2 可得出一个近似值，要在报告中注明）立即关闭开关，记下摆的中心线所 指的负荷度盘读数，精确至半个分度。上述操作分别向左右方向进行，即分别测 定试样向正面弯曲和反面弯曲 15°角时的读数。 d.挺度 S(J)按下式计算： S=G.R（10） 式中：G--向正反面弯曲试样至 15°角时的读数平均值（指针读数 J） ； R--所用测定范围的换算系数。 R值见表 1 每一包装单位中，从取出的不同式样上切取纵横向各 5 条进行测定，分别以 纵横向所有测定值的算术平均值、最大值和最小值作为测定结果。