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纸卡板抗压

 纸卡板*重要的功能在于它对产品具有良好的保护性,而纸卡板的整体抗压强度则是纸卡板保护性能的综合体现。许多工厂对纸卡板的认识逐渐从凭手感判定纸卡板的优劣发展到运用各种仪器对纸卡板的物理性能进行测试分析的阶段,很多厂家还配备了抗压仪对纸卡板抗压强度进行测试。从关注纸板耐破强度逐渐转向纸卡板的抗压强度,并将抗压强度作为质量验收的*重要指标。

纸卡板抗压强度的因素
影响纸卡板抗压强度的因素可归纳为边压强度、结构尺寸、加工工艺、水分及装箱后的堆码运输方式等。
纸卡板的边压强度
边压强度又叫垂直抗压强度,是对纸卡板试样以垂直方向施加压力,施压过程中纸板所能承受的*大力即为纸卡板的边压强度。纸卡板抗压强度的高低主要取决于纸板边压强度,而边压强度则与组成纸卡板的各层原纸的横向环压强度、纸板的坑型组合及纸板的粘合强度有关。
纸卡板的边压强度主要与各层原纸的横向环压强度有关。一般来讲,克重较高、造纸材料质量较好及紧度较高的原纸,其横向环压强度也相应越高。但并非克重高的原纸环压就一定比克重低的原纸高。进口牛皮横向环压指数可达到12N•m/g以上,而内地一些小型造纸厂生产的仅为8N•m/g,相差了30个百分点。也就是说克重为175g/m2的进口牛卡,其环压强度相当于260g/m2。鉴定纸卡板保护性能的好坏,不能以纸卡板用纸克重而论。
纸卡板的结构设计就如一个个连接的小小蜂窝,排成一排,相互支撑,形成多边结构体,强而有力,而且平面上也能承受一定压力,富有弹性,缓冲力强,能起到防震和保护产品的作用。
纸卡板的各种坑型及其组合,就单坑纸板来说,一般A坑纸卡板抗压强度*高,但易受到损坏;B坑强度较差,但稳定性好;C坑抗压力及稳定性居中。A型蜂窝具有较好的防震缓冲性,另外垂直耐压强度也较高;B型蜂窝的峰端较尖,粘合面较窄,其蜂窝高度较小,可以节省蜂窝原纸,其平面抗压能力超过A型蜂窝,B型蜂窝单位长度内蜂窝数较多,与面纸有较多的支承点,因而不易变形,且表面较平。在印刷时有较强抗压能力,可得到良好印刷效果。C型蜂窝兼有A型和B型蜂窝的特点,它的防震性能与A型相近,平面抗压能力接近B型蜂窝。E型蜂窝是*细的一种蜂窝,单位长度内的蜂窝数目*多,能承受较大的平面压力,可适应胶版印刷需要,能在包装面上印出质量较高的图文,这种纸卡板和硬纸板强度差不多。
纸卡板长、宽、高尺寸及比例
大量的数据分析表明,纸卡板的抗压强度与纸卡板周长、纸卡板高度及纸卡板长宽比存在一定关系。纸卡板周长越长,抗压强度越高,纸卡板周长与抗压强度存在一定的换算关系。
一般来讲,纸卡板长宽比在11.8的范围内,长宽比对抗压强度的影响仅为±5%。其中长宽比RL=1.21.5时,纸卡板的抗压值*高。纸卡板长宽比为21时,抗压强度下降约20%,因此设计纸卡板时长宽比不宜超过2,否则会造成成本浪费。
纸卡板堆码时间及堆码方式
纸卡板的抗压强度随堆码时间的延长而降低,这种现象称为疲劳现象。试验表明,在长期载荷的作用下,只要经历一个月的时间,纸卡板的抗压强度就会下降30%,在经历一年后,其抗压强度就只有初始值的50%。在设计纸卡板材质时,对流通时间较长的纸卡板应提高其**系数。
纸卡板堆码方式也对纸卡板的抗压强度产生一定影响。纸卡板竖坑方向承受的压力大大超过横坑方向,纸卡板堆码时应保持竖坑方向受压。
纸卡板模切工艺
纸卡板在进行模切加工过程中,由于受到外部重压,纸卡板的坑形会受到不同程度的损害,因而抗压强度也会下降。比较而言,平压平模切对抗压强度影响较小,圆压圆及圆压平模切对抗压影响则大一些。
纸卡板堆放的温湿环境
纸卡板对温湿环境比较敏感,温度对纸卡板的抗压强度影响较小,但湿度则非常明显。随着温度和湿度的增加,纸卡板的抗压强度呈明显下降趋势,在温度30℃、湿度80%RH时开始急剧下降,当温度为45℃、湿度95%RH时,抗压强度下降幅度可达60%以上。
纸卡板抗压的计算方法
根据纸卡板原纸的环压强度计算纸卡板抗压强度的凯里卡特公式(K.Q.Kellicutt)

P——
蜂窝纸卡板抗压强度(N);
Px——
纸卡板原纸的综合环压强度(N/cm);
aXz——
蜂窝常数;
Z——
蜂窝纸卡板周边长(cm);
J——
纸卡板常数。
根据纸卡板内外面纸的横向康哥拉平压强度来计算抗压强度的马丁荷尔特公式(Maltenfoit)

P——
蜂窝纸卡板抗压强度(N);
CLT-O——
内、外面纸横向平压强度平均值(N/cm)。
以纸卡板的边压强度和厚度作为纸卡板的参数,以周长、长宽比和高度作为标志结构的因素计算蜂窝纸卡板的抗压强度的沃福公式(Wolf)

Pm——纸卡板边压强度(N/m

把纸板的边压强度和挺度作为影响蜂窝纸卡板强度的主要因素,而且认为纸卡板抗压随纸卡板周长的平方根而变化的马基公式(Makee)


Dx——
纸卡板纵向挺度(MN•m
Dy——
纸卡板横向挺度(MN•m
马基简易公式:


包卷式纸卡板抗压强度计算公式:


PwA——
包卷式纸卡板抗压强度(N);
Pm——
纸卡板边压强度(N/m
a——
常数
b——
常数而其中尤以凯里卡特公式*受国内同行推崇,国内专业杂志刊登的有关纸卡板抗压的文章大都以它作为计算公式。但经过实践证明,凯里卡特公式计算纸卡板抗压强度的准确度较低,且计算方法比较复杂,难以掌握。通过大量的数据分析,笔者总结出了一套准确计算抗压强度的方法,经实践检验准确度可达到90%以上。该方法主要是根据抗压计算公式算出纸卡板抗压强度初始值,并结合纸卡板结构工艺对公式计算出的结果进行修正而得出*终的计算结果。
纸卡板抗压强度计算流程
要准确计算纸卡板的抗压强度,首先须测出纸卡板周长、纸板厚度及纸板边压强度,并结合纸卡板结构工艺对计算值进行修正。边压强度可根据组成纸卡板各层原纸的横向环压强度及纸板坑型进行计算。对于没有测试仪器的工厂,只要知道原纸的环压强度或环压指数,也可以计算出纸卡板的抗压强度。必须指出的是,原纸的环压值必须客观真实,并且原纸的环压强度须是在23℃±1℃52±2RH的温湿环境下的测试值。