包裝盒和印刷紙的可靠性測試

堅固、輕便又便宜的瓦楞紙是世界各地廣泛使用的可回收包裝材料。

瓦楞紙內(nèi)部由夾在襯板之間的波浪介質(zhì)組成，包含單層或多層的紙板，通常可將其制成紙箱。不管出于增強或絕緣為目的，大多數(shù)制造商都會對其產(chǎn)品以及制造紙板的材料進(jìn)行廣泛的測試。許多箱子會根據(jù)客戶需求進(jìn)行制造，這些測試的目的是提高紙版強度，同時地降低組件材料和重量帶來的成本。

與傳統(tǒng)的壓碎試驗設(shè)備不同，傳統(tǒng)的壓碎試驗設(shè)備只記錄試驗過程中的力，SMS質(zhì)地分析儀可以完整的記錄分析圖形并同步記錄測試過程視頻，并將其與圖形聯(lián)系起來。結(jié)合了精密的滾珠螺桿、堅固的設(shè)計和高精度的稱重傳感器，可進(jìn)行可重復(fù)的可靠性測試。此外，還可以在一臺儀器上對不同的紙張、紙板和箱子進(jìn)行擠壓、拉伸、刺穿和彎曲等測試。本文將詳細(xì)概述。

制造商執(zhí)行一組測試取決于成品中所需的特性。設(shè)計為可彼此堆疊的“壓縮箱”必須滿足一些基本條件：

1.     平整的外觀。

2.     高抗壓強度，以便在運輸和儲存過程中堆滿集裝箱。

3.     足夠堅固以保護(hù)內(nèi)容物。

4.     在滿足客戶需求的環(huán)境條件下在足夠長的時間內(nèi)保持其保護(hù)性能。

除了外觀之外，上述其余特性可采用模擬或基本方法進(jìn)行測試并量化。下列提供可用于為每種類型箱子和儲存條件試驗的方法。

箱子壓碎測試

示例標(biāo)準(zhǔn)：BS ISO 12048

大多數(shù)箱子設(shè)計用于壓縮狀態(tài)，并且必須能承受堆放在其他箱子下面而不會掉落或塌陷。箱子壓縮測試可以直接用于測試紙箱是否容易損壞。在該測試中，使用大的壓縮板在箱子上施加力，直到它變形為止。箱子的棱角通常是箱子抗壓強度的控制因素，確保棱角的可靠是保證箱體良好堆疊強度的途徑。

壓縮測試將有助于檢測不良的粘合劑滲透性、拼接產(chǎn)品的粘合性和低粘合強度的紙板。在壓縮測試期間，箱子在壓盤下承受的載荷不斷增加，直到箱子產(chǎn)生變形。可以對包裝箱進(jìn)行空壓測試，也可以將其裝滿預(yù)期的物品，稱為“原位測試”。當(dāng)箱子中裝有其他箱子或堅固的物品時，抗壓強度會提高。

另外，為了模擬真實的環(huán)境條件，通常要對制成的箱子進(jìn)行撞擊、振動和劇烈震蕩測試。

箱子蠕變測試

示例標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D7030

由于通常將箱子相互堆疊放置一段時間，因此底部包裝會不斷承受恒定的壓縮負(fù)荷。因此也可以蠕變性測試。在這測試中，質(zhì)地分析儀的壓縮板會對空容器施加靜載荷，形變量與時間的數(shù)據(jù)用于預(yù)測紙箱的抗壓時間。

平面壓碎測試

示例標(biāo)準(zhǔn)：TAPPI T809

凹槽結(jié)構(gòu)的剛性對于瓦楞紙至關(guān)重要，盡管不一定能夠從外部可見，但瓦楞紙結(jié)構(gòu)損壞會削弱成品箱的強度。抗壓強度是衡量凹槽結(jié)構(gòu)在瓦楞紙機和其他轉(zhuǎn)換設(shè)備上的抗變形能力，并將預(yù)測出凹槽在加工過程中是否會被損壞。較低的壓縮力值會影響樣品的抗彎曲剛度，反應(yīng)出包裝的性能無法達(dá)到預(yù)期。

該測試可以在任意平面上進(jìn)行，測試過程中使用壓板垂直于紙板表面施加力。該測試可適用于完整的瓦楞紙板或特殊的瓦楞介質(zhì)，將瓦楞紙制作成組合板之前對其進(jìn)行測試。

徑向強度–環(huán)壓碎和徑向壓碎

瓦楞紙產(chǎn)品在其使用壽命中會承受多種變化的應(yīng)力，主要是在搬運、儲存或運輸時的破碎力。因此，了解產(chǎn)品的徑向抗壓強度有助于優(yōu)化制造工藝。這種“斷裂強度”通常被認(rèn)為是控制箱子強度的最重要因素。

另外，徑向抗壓強度是用于確定紙板制成的成品箱的動態(tài)抗壓強度的主要參數(shù)，紙板的徑向抗壓強度以及抗彎剛度與垂直凹槽制成的紙板的抗壓強度有關(guān)。

測試組合板徑向強度的主要方法有兩種：環(huán)壓碎測試（也可單獨用于其組件）和徑向壓碎測試（僅用于整塊板）。

環(huán)壓碎測試

示例標(biāo)準(zhǔn)：TAPPI T822

在此測試中，將樣品以環(huán)形形式保存在專用樣品架中，并通過壓板在質(zhì)地分析儀的測試平臺上進(jìn)行壓縮。測試以恒定速度進(jìn)行，直到樣品被壓破裂。

由于可以通過增加襯板和介質(zhì)的環(huán)壓強度來估算板的橫向壓縮強度，因此該測試對制造商的研發(fā)過程特別有用。可以通過這種方式測試潛在的襯板和中型材料，并分類以估計不同材料組合的徑向強度。

徑向壓碎測試

示例標(biāo)準(zhǔn)：TAPPI T811

瓦楞紙板的徑向抗壓強度也可以使用一種專門的測試，徑向抗壓測試進(jìn)行測量。該測試對于快速評估成品中不同材料組合的強度特別有用，并且可以幫助包裝制造商使用“馬基公式”預(yù)測性能。（馬基公式用于估計箱子的抗壓強度，它需要輸入徑向壓碎測試值、卡尺測量的組合板寬度和成品的尺寸。）

徑向壓碎測試通常在一塊2“ x2”的木板上進(jìn)行瓦楞紙板。它可以固定在較低的拉力夾中，也可以固定在導(dǎo)向塊之間。