不同湿度条件下瓦楞纸箱抗压强度的实验研究

包装 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 　ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１７　２０１２－０９ ６８　　　 收稿日期：２０１２－０７－０７ 作者简介：何理（１９８６－），男，湖北人，陕西科技大学硕士生，主攻包装工程。 通讯作者：丁毅（１９６３－），男，山东日照人，硕士，陕西科技大学教授、硕士生导师，主要研究方向是包装工艺和数字包装。 不同湿度条件下瓦楞纸箱抗压强度的实验研究 何 理，丁 毅，贾丽萍 （陕西科技大学，西安７１００２１） 摘要：通过实验研究得出了瓦楞纸箱的湿度与抗压强度的关系，即湿度越大，抗压强度损失越严重，所以在运 输环境湿度较大的情况下，应采取适当措施来提高瓦楞纸箱的抗压强度，避免因瓦楞纸箱强度随湿度降低后， 引起瓦楞内装商品损坏的情况出现。 关键词：湿度；抗压强度；瓦楞纸箱；实验 中图分类号：ＴＢ４８７；ＴＢ４８４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－３５６３（２０１２）１７－００６８－０２ Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　Ｂｏｘ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｕｎｄｅｒ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｈｕｍｉｄｉｔｙ ＨＥ　Ｌｉ，ＤＩＮＧ　Ｙｉ，ＪＩＡ　Ｌｉ－ｐｉｎｇ （Ｓｈａａｎｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ＇ａｎ　７１００２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｂｏｘｅｓ　ａｎｄ　ｈｕｍｉｄｉｔｙ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｅｘｐｅｒｉ－ ｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｂｏｘｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｅｎｖｉ－ ｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｈｕｍｉｄｉｔｙ．Ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｂｏｘｅｓ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｉｏｒ　ｇｏｏｄｓ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｕｍｉｄｉｔｙ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｂｏｘ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 　　在商品的堆放与运输过程中，瓦楞纸箱的抗压强 度是能否有效保护产品的一个重要指标，是衡量瓦楞 纸箱安全性和可靠性的重要参数之一［１］。考虑到湿 度对瓦楞纸箱抗压强度具有很大的影响，并综合全 国各地区的每月平均相对湿度为４０％～９０％之间， 笔者选择温度２５℃，相对湿度为４０％，６０％，８０％， ９０％作对比试验，研究湿度对瓦楞纸箱抗压强度的 影响。 １　试验 １．１　试样预处理 所选箱型为０２０１型箱，将打样好的纸箱按照 ＧＢ　４５７．２—２００５在恒温恒湿箱中进行处理，设定温 度为２５℃，湿度分别设为４０％，６０％，８０％，９０％， 每次试验将成型好的纸箱放入恒温恒湿箱中处理 ２４ｈ。 １．２　方法 压力实验可以快速测定出运输包装件在受到压 力的情况下的耐压强度和该包装对内装物所起的保 护作用。压力试验机在包装件上均匀施加一个由小 逐渐加大的力。 纸箱的抗压强度按照 ＧＢ／Ｔ　４８５７．４—９２ 测 定［２］。将处理的好样品拿出后放入压力试验机的２ 个压板之间的中心位置处，打开控制计算机中的相关 测试软件。 然后打开压力试验机，由于实验室中压力试验机 的传感器安装在下压板上，因此，先按下上压板开关 使其向下运动至快要接触纸箱则停止上压板的运动， 然后打开下压板开关，使其以６ｍｍ／ｍｉｎ的速度向上 运动［３］。 当瓦楞纸箱刚和上压板接触时，操作测试软件使 其开始绘图，直至纸箱压溃，图形呈现一直向下的趋 势，则停止压力试验机继续上压，停止软件并保存。 　何理等　不同湿度条件下瓦楞纸箱抗压强度的实验研究 ６９　　　 软件中记载了试验过程中，压板位移和施加载荷 的大小，通过试验得出瓦楞纸箱的载荷－变形曲线。 在压溃过程中施加的最大压力即为该瓦楞纸箱的抗 压强度。 ２　结果与讨论 常温下，相对湿度为４０％时［４］，瓦楞纸箱压力－位 移曲线见图１。 图１　４０％湿度下的压力－位移曲线 Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｉｎ　４０％ｈｕｍｉｄｉｔｙ 随着压力试验机下压板上升，瓦楞纸箱所能承受 的压力值逐渐增大，当增大到一定程度后，瓦楞纸箱 被压溃，出现瓦楞纸箱所能承受压力的最大值。压溃 后，随着下压板继续上升，瓦楞纸箱所能承受的压力 迅速减小［５－６］。 该瓦楞纸箱的抗压强度为压溃时纸箱所能承受 的最大压力值，即图１中的峰值所对应的压力值，由 图１曲线可以读出，在常温下，４０％相对湿度下，该瓦 楞纸箱的抗压强度为２．５２ｋＮ。 该种瓦楞纸箱在常温下，相对湿度分别为４０％， ６０％，８０％，９０％下的压力－位移曲线见图２－４，其抗 压强度分别为２．５２，２．０８，１．９３，１．７３ｋＮ，见图５。 图２　６０％湿度下的压力－位移曲线 Ｆｉｇ．２Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｉｎ　６０％ｈｕｍｉｄｉｔｙ 图３　８０％湿度下的压力－位移曲线 Ｆｉｇ．３Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｉｎ　８０％ｈｕｍｉｄｉｔｙ 图４　９０％湿度下的压力－位移曲线 Ｆｉｇ．４Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｉｎ　９０％ｈｕｍｉｄｉｔｙ 图５　不同湿度下瓦楞纸箱的抗压强度 Ｆｉｇ．５Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｂｏｘ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｈｕｍｉｄｉｔｙ ３　结论 在温度不变的情况下，瓦楞纸箱的抗压强度随着 湿度的增加而减小。相对湿度从４０％上升到６０％， 抗压强度下降了１７．５％；相对湿度从６０％上升到 ８０％，抗压强度下降了７．２％；相对湿度从８０％上升 到９０％，抗压强度下降了１０．４％。可以看出，相对湿 （下转第７８页） 包装工程　ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１７　２０１２－０９ ７８　　　 ２０１０，１３（２）：１３５－１４１． ［４］　ＡＨＭＥＤ　Ｎ　Ｓ　Ｅ，ＥＬ－ＳＨＩＳＨＴＡＷＹ　Ｒ　Ｍ ．Ｔｈｅ　Ｕｓｅ　ｏｆ Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎ　Ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｆｉｂｅｒｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，４５（５）：１１４３－１１５３． ［５］　ＹＵＳＵＦ　Ｇ　Ａ，ＮＯＲＴＨ　Ｃ　Ａ．Ｓｏｎｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００１，４０（２２）：４６８１－ ４７１５． ［６］　李春生，王金林，王志同，等．杨木单板染色染料上染率 研究［Ｊ］．中国人造板，２００８（１１）：９－１３． ＬＩ　Ｃｈｕｎ－ｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｊｉｎ－ｌｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｔｏｎｇ，ｅｔ　ａｌ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｄｙｅ　ｕｐ　Ｔａｋｅ　ｏｆ　Ｐｏｐｌａｒ　Ｖｅｎｅｅｒ　Ｄｙｅｉｎｇ［Ｊ］． Ｃｈｉａｎ　Ｗｏｏｄ－Ｂａｓｅｄ　Ｐａｎｅｌｓ，２００８（１１）：９－１３． ［７］　顾继友，韦双颖，孟黎鹏，等．染色单板 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 层耐水颜色稳 定性的研究［Ｊ］．木材工业，２００７，２１（５）：５－７． ＧＵ　Ｊｉ－ｙｏｕ，ＷＥＩ　Ｓｈｕａｎｇ－ｙｉｎｇ，ＭＥＮＧ　Ｌｉ－ｐｅｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ａ Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏｌｏｒ　Ｆａｓｔｎｅｓｓ　ｏｆ　Ｄｙｅｄ　Ｖｅｎｅｅｒ　ｔｏ　Ｗａｔｅｒ ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ｗｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００７，２１（５）：５－７． ［８］　ＴＳＯＣＨＡＴＺＩＤＩＳ　Ｎ　Ａ，ＧＵＩＲＡＵＤ　Ｐ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ，Ｓｉｚｅ　ａｎｄ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｃａｖｉｔａｔｉ－ ｏｎ　Ｂｕｂｂｌｅｓ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｐｈａｓｅ－Ｄｏｐｐｌｅｒ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００１，５６（５）：１８３１－１８４０． ［９］　ＡＫＡＬＩＮ　Ｍ，ＭＥＲＤＡＮ　Ｎ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ ｏｎ　ｔｈｅ　Ｗａｓｈ　Ｆａｓｔｎｅｓｓ　ｏｆ　Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｄｙｅｓ［Ｊ］．Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ， ２００４，４２（１－９）：１６１－１６４． ［１０］杨英贤，陈言芳，姜宜宽．不同频率的超声波对织物染色 性能的影响［Ｊ］．山东纺织科技，２００５（３）：８－９． ＹＡＮＧ　Ｙｉｎｇ－ｘｉａｎ，ＣＨＥＮ　Ｙａｎ－ｆａｎｇ，ＪＩＡＮＮＧ　Ｙｉ－ｋｕａｎ． Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｏｎ　Ｆａｂｒｉｃ’ｓ Ｄｙｅｉｎｇ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ［Ｊ］．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆ Ｔｅｃｈ－ ｎｏｌｏｇｙ，２００５（３）：８－９． ［１１］ＤＩＥＴＭＡＲ　Ｐ．Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　ｉｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９６，１０（６）：１６０５－ 檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺 １６１８． （上接第６９页） 度从４０％到６０％，或者从６０％到８０％，相对湿度增长 ２０％，相对湿度平均每上升１０％，瓦楞纸箱抗压强度降 低不超过１０％；而相对湿度从８０％到９０％，湿度同样 上升了１０％，而抗压强度的上升值达到１０．４％，所以， 瓦楞纸箱的湿度越大，抗压强度的损失也就越大。 在设计前，需要考虑到瓦楞纸箱的流通环境，特 别是流通环境中的湿度［７］。尤其是需要从北方运到 南方，或者需要水运的［８］，要特别考虑到湿度对瓦楞 纸箱的抗压强度的影响，采取适当增强瓦楞纸板的各 层原纸的质量来提高瓦楞纸箱的抗压强度，或者采用 涂防水涂层，防止湿气进入瓦楞纸箱，使瓦楞纸箱瘫 软，避免因瓦楞纸箱强度随湿度降低后引起的损坏瓦 楞内装商品的情况出现。 参考文献： ［１］　蔡梅琼．影响瓦楞纸箱质量的因素及解决措施［Ｊ］．广西 轻工业，２０１１（３）：２５－２７． ＣＡＩ　Ｍｅｉ－ｑｉｏｎｇ．Ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｈａｔ　Ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｐａｐｅｒ－ Ｂｏａｒｄ　ａｎｄ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｄｕｓ－ ｔｒｙ，２０１１（３）：２５－２７． ［２］　郭彦峰，付云岗，许文才，等．瓦楞纸板结构在运输包装 应用中的研究进展［Ｊ］．包装程，２００７，２８（８）：３３－３６． ＧＵＯ　Ｙａｎ－ｆｅｎｇ，ＦＵ　Ｙｕｎ－ｇａｎｇ，ＸＵ　Ｗｅｎ－ｃａｉ，ｅｔ　ａｌ．Ａｄ－ ｖａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　Ｐａｐｅｒ－ ｂｏａｒｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｎ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｐａｃｋａｇｉｎｇ［Ｊ］．Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，２８（８）：３３－３６． ［３］　刘乘，刘俊，张凯凯．新型包装压力试验机的设计［Ｊ］．包 装与食品机械，２０１０，２８（１）：２７－２９． ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇ，ＬＩＵ　Ｊｕｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｋａｉ－ｋａｉ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　Ｎｅｗｌｙ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｔｅｓｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｐａｃｋａｇｅ［Ｊ］．Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆｏｏｄ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１０，２８（１）：２７－２９． ［４］　邵孟，刘乘．基于ＬａｂＶＩＥＷ的压力试验机测试系统的设 计［Ｊ］．包装工程，２００８，２９（１０）：４６－５０． ＳＨＡＯ　Ｍｅｎｇ，ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔｅｓｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＬａｂＶＩＥＷ［Ｊ］． Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２９（１０）：４６－５０． ［５］　孙聚杰．瓦楞纸板承载能力疲劳损伤曲线研究［Ｊ］．包装 工程，２００８，２９（１２）：２６－２９． ＳＵＮ　Ｊｕ－ｊｉｅ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｆａｔｉｇｕｅ　Ｄａｍａｇｅ　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　Ｃｏｒ－ ｒｕｇａｔｅｄ　Ｃａｒｄｂｏａｒｄ［Ｊ］．Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２９ （１２）：２６－２９． ［６］　潘幸珍．复合瓦楞纸板结构性能的研究［Ｄ］．南京：南京 林业大学，２００７． ＰＡＮ　Ｘｉｎｇ－ｚｈｅｎ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　Ｃａｒｄｂｏａｒｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７． ［７］　张琴．瓦楞纸箱结构尺寸的优化设计［Ｊ］．今日印刷，２００９ （１２）：３５－３８． ＺＨＡＮＧ　Ｑｉｎ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｎ　Ｐａｐｅｒ－ｂｏａｒｄ　Ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅ　Ｓｉｚｅ［Ｊ］．Ｔｏｄａｙ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ，２００９（１２）：３５－３８． ［８］　杨传民，王心宇．温湿度及纸箱尺寸对堆码强度影响的 实验研究［Ｊ］．包装工程，２００９，３０（８）：１－３． ＹＡＮＧ　Ｃｈｕａｎ－ｍｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｘｉｎ－ｙｕ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａ－ ｔｕｒｅ，Ｈｕｍｉｄｉｔｙ　ａｎｄ　Ｃａｒｔｏｎ　Ｓｉｚｅ　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｂｙ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００９，３０（８）：１－３．