第四课 瓦楞纸板箱陕西科技大学.doc

第四课 瓦楞纸板箱4.1历史回顾目前，瓦楞纸箱是在商业上应用最广泛的一种货运容器1856年，第一个有关生产瓦楞纸的专利在英国诞生了1871年，阿尔伯特·琼斯发明了无挂面瓦楞纸用于包装灯罩和诸如此类易脆的产品而获得了美国第一个包装用瓦楞纸的专利权第一个用双挂面瓦楞纸板箱体作为货运包装的人是一个粮食生产商，1903年，美国法定货运分类组织接受瓦楞纸箱这类的包装容器为运输包装容器在第一次世界大战末期，大概有20%的箱体是瓦楞或者密实纤维板，80%是由木箱组成到了第二次世界大战末期，这个数字颠倒过来了，80%货运容器是由组合纸板组成现在美国大概有770厂生产了总值超过了173亿美元的瓦楞包装容器其中，很多是从其他的厂买组合纸板，自己仅仅做印刷和裁切的sheet plant货运容器合适的名字是箱体，而不是“纸盒”或者“箱子”，虽然这三个术语通常用于描述同一个类型的货运容器铁路是最早的陆路货运方式由于普通的运输工具不可避免的造成产品的损耗和破坏，他们最开始着眼于货运容器的质量问题最早的关于瓦楞货运容器的构成规则是由美国铁路货运分类委员会于1906年制定的这些规则经过了许多次的更新，仍然以统一货运分类的41条规则在使用。

卡车运输业也应用了类似的规则作为国家机动车货运分类222项一般来说，这个分类系统要求由铁路或者公路运输的箱体必须符合某些特定的构成要求简单地说，这些规则假设用于构建箱体的指定板等级取决于目标箱 体的重量和尺寸箱体的结构将在箱体的底部戳印出来早期规则中最重要的一点就是根据耐破度测试来确定瓦楞纸板的等级这导致了五层面纸的克重从本质上建立起来，为此瓦楞纸板能够建立直到现在这些规则仍然指导着瓦楞纸箱的设计最后，运输方式和材料处理方法都改变了纸箱的抗压强度成为首要考虑对象耐破度测试是纸板的耐破能力的衡量方法，这个试验和纸张的抗拉伸强度有一定的关系，但是它和货运容器的堆码能力没有直接的联系纸生产技术的进步使得我们有能力生产抗弯强度更大的纸张，但是这些并不一定需要符合现行的耐破度试验标准边压测试被提为一种确定瓦楞纸板等级的更合理的测试方法，因为它能够有你过来计算货运容器的预应力经过多轮磋商，1991年，一套双重的等级评定系统正式生效，这套系统能够使得设计的瓦楞纸箱技能满足早期的耐破度测试标准，也能满足新的边压强度的标准4.2瓦楞纸板1. 结构瓦楞组合板有两个主要的部分：面纸和芯纸它们都是由一种叫货运容器纸板的特殊的厚纸加工而成。

挂面纸板是黏附在芯纸上的平整的面纸芯纸是在面纸之间的呈波纹型、有楞的纸板如图4.1）图4.1瓦楞组合板以下的阐述将说明四种不同的组合板：2. 单面瓦楞纸板一层瓦楞芯纸粘在一层纸板（图4.2）图4.2 单面瓦楞纸板 图4.3单楞双面瓦楞纸板3. 三层瓦楞纸板由一层芯纸和两层面纸贴合在一起而形成的瓦楞纸板（图4.3）也被称为三层瓦楞纸板4. 五层瓦楞纸板由三层面纸和中间两层瓦楞芯纸组合而成（图4.4）图4.4 双楞双面瓦楞纸板 图4.5 三楞双面瓦楞纸板5. 七层瓦楞纸板由四层瓦楞面纸和中间的三层芯纸组成（图4.5）面纸一般是用牛皮纸在双流浆箱的长网纸机生产瓦楞芯纸是单坑纸板，它一般包括硬木和回收纤维瓦楞机把芯纸加工为波纹型并且用淀粉类粘结剂将它与面纸粘结起来只有一层面纸的材料在一个轴方向是易弯曲的，常用于保护性的包装材料6. 楞型早在几千年前，建筑师就明白利用合适曲度的拱形是建造跨度桥最有效的办法瓦楞纸板的发明者们把芯纸制成拱形也是利用相同的原理这些拱形被称为瓦楞，如果用淀粉类黏合剂将它粘结在面纸上，它们就能抵抗各个方向的弯曲和压力如果我们把一块多层纸板粘合在芯纸的端部，瓦楞纸就能成为承载量很大的刚柱。

当我们给纸板面施压时，瓦楞之间的空隙就相当于保护包装容器内部产品的缓冲器当产品遭受急剧的温度变化，瓦楞也能充当保护产品的绝热器同时垂直的面纸给产品提供更大的强度，避免损坏瓦楞形成了许多标准形状或者楞型（A,B,C,E,F,等）A-楞是最早产生，也是最大的通用楞型B-楞紧接着A-楞而产生，但是变得更小了C-楞紧随其后也出现了，但是尺寸介于A和B之间E-楞比B-楞更小，但是F-楞更小除了上述的五种最常用的类型，既有在尺寸上比它们大或者比它们小的新型的专用纸板也出现了一般来讲，尺寸大的瓦楞能够传递更大的抗压强度和缓冲小型瓦楞能够提高它们结构和外观上的表现，以便于销售不同楞型的瓦楞能在一块多层纸板中同时使用例如，在七层瓦楞纸板中，有可能其中一层芯纸是A楞，但是其他的两层可能是C-楞混合楞型允许设计者根据抗压强度、缓冲强度和总厚度来设计纸板图4.6列出了通用的楞型图4.6 通用楞型（A,B,C,E,F,等）表4.1标明了四种标准楞型（例如，A-,B-,C-和E-楞）的尺寸A是较好的楞，称为F楞或者微型楞，只有少许的厂家生产压楞系数是压楞前的芯纸长度与压楞后瓦楞芯纸的长度之比；例如，生产1米长的A-楞纸板需要1.54米的瓦楞芯纸。

表4.1 标准楞外形特征楞型楞数/米楞数/英尺厚度压楞因子A100~12030~364.67mm(0.184in.)1.54B145~16544~502.46mm(0.097in.)1.32C120~14036~423.63mm(0.142in.)1.42E280~31086~941.19mm(0.047in.)1.27注意：不包含面纸成品纸板是由面纸开始的各部分的克重来描述的最外层的瓦楞纸是更平滑的成品从瓦楞辊出来的内部凸起线通常是可见的描述为205/127C/161的瓦楞纸板有下面一些部分：面纸=205克芯纸=127克，C-楞型里纸=161克7. 组合纸板等级可以用任何克重和厚度的材料生产面纸和瓦楞芯纸旧的北美货运法规要求促进了传统的等级的标准化（表4.2）面纸和芯纸用公制的克重来规定：没平方米的克重质量克重”指的是磅/每平方英尺的质量有时候我们缩写为lb/MSF最常用的芯纸重量如表4.2所示表4.2 最通用的面纸板等级，以耐破度为基础这些逐渐淘汰，被边压测试替代北美等级欧洲等级克重/克克重/lb重量/g127261251613315018638-20542200--225--25033769300其他等级-400--440新型的高性能的面纸板的产生必须符合边压强度测试而不是耐破度测试和克重要求。

由于替换的货运法规要求纸板满足由边压测试所确定的刚度值，但是在旧的耐破度测试和克重系统却没有此类的标准用户们发现了对他们有利的情况，那就是在许多情况下他们用低等级的高性能纸板也能满足性能要求表4.3 最常用的瓦楞芯纸重量克重/克克重/磅12726147301613319540许多材料都可以做作为面纸的生产原料，天然的牛皮纸是最为通用的一种利用在第二个流浆箱里的漂白纤维可使得面纸的表面更白，从而使得外观看起来更好由于漂白纤维层很薄，使得牛皮纸底色显露出来，外表看起来稍微有些杂色这类箱纸板在商业上通常被叫做“灰白纸”和“oysterboard”高质量的外观需要固体漂白的白牛卡纸，但是需要相当高的成本它一般用于预印不同数量的回收或者二次纤维被用于生产面纸和芯纸，这种实践预计随着回收的增加而不断增长回收纸板与原始的纸板有相同的技术规格，所以拥有相近的刚度和耐破度值回收的纸板通常会比回收纤维更厚一点来弥补纤维的弱性其他的性质取决于纤维的源头和质量回收纸板一般拥有更平滑的表面光洁度和更低的摩擦系数比原牛皮纸好的回收纸板拥有优良的印刷适性一些回收纸板没有原始牛皮纸的刚度好，但会死更容易上诸如裹包式装箱机这样的设备。

裹包式装箱机是把围绕着产品的一张瓦楞纸板裹包起来而不是将产品放在预先生产好的箱子里8. 瓦楞粘合剂标准的瓦楞纸板是由每平方米涂布10~14克的淀粉类的粘合剂淀粉不能忍受高湿并且很快的失去强度由于瓦楞纸板会在50%~90%的相对湿度下会失去50%的抗压强度，这不会造成局限当需要更高的阻抗性时，可以通过改良或者增加淀粉中的各种聚合物材料耐风化的粘合剂在比较恶劣的条件下在很长时间内能保持箱子的属性在成品箱需要和水在某段时间内需要实际接触时情况下，需要应用防水性粘合剂这些比防风化粘合剂更贵并且只会应用于涂蜡或者其他的处理的纸箱9. 纸板生产瓦楞机是由许多的操作位组成，采用合适的面纸板和芯纸板，成形瓦楞，将瓦楞芯纸连接面纸上单面纸位（图4.7），用高温和蒸汽预处理芯纸使得它柔软并且能够形成瓦楞型图4.7 单瓦楞机是压楞处并连接到里纸上面板也预处理成和芯纸同样的温度和湿度芯纸进入瓦楞形状吻合的齿形辊被压楞在成型辊中，老式的机器用铜导纸片抓住瓦楞芯纸直到它能够与面纸连接这些相隔几英寸的导纸片刮走了一些粘合剂并且把芯纸轻压痕新型的无导纸片的单面机利用真空系统保证芯纸进入成型辊用无导纸片瓦楞机生产的纸板被认为有更好的抗压属性。

黏合剂被涂布到楞顶，预处理的面纸板被压到已经利用高温和压力把黏合剂胶化的芯纸反面这些面纸通常表面会有一些可见线，纸箱通常会把这种面纸作为箱体内部因此，我们称它为里纸单面材料在一个方向上是自由的并被送入天桥当材料送入双面机时，它会在天桥处堆积起皱天桥的作用是使瓦楞机的两个末端隔离在双面机段，黏合剂被涂布到芯纸的另外一边楞顶，外面纸与单面纸板连接连接后的瓦楞纸板在任何方向上都没有柔性了，在两个长而平的压力带的作用下完成最后的加热和冷却将纸的边缘对齐，并且将成型板按指定的宽度和长度切开完成的单张堆垛准备进入下一道操作图4.8）图4.8 瓦楞机的双面机部分，把从单面机过来的材料和面纸粘合起来大部分瓦楞纸板都能生产成平衡结构：面纸和里纸有相同的克重出于某些目的，一些不平衡的结构也会出现例如，一个用205克（42磅）的面纸与337克（69磅）面纸组合，另一个可用的平衡结构是一个大幅度加快速度一些人为了在性能上一点点的提升会选择更新仅仅一张纸板不平衡的结构会有更多的纸板变形问题，但是由于它的经济性，我们不应该限制它的使用为了更好的印刷适应性，克重大的纸板用做成型盒的面板为了更好的抗压强度，克重大的作为里纸。

4.3 性能和测试许多纸特性测试被用于描述瓦楞纸厂的纸的基本性能、纸的不同程度、为了设计输入和质量控制目的的随后的操作这里只提到最常用的大部分的纸板测试方法是根据美国纸浆与造纸工业技术协会（Technical Association of the Pulp and Paper Industry）提供的办法1. 耐破度测试(TAPPI T810)简而言之，耐破度测试是指在面纸板的反面形成一层橡胶膜[图4.9（a）]直到面纸爆裂耐破度测试或者耐破强度值是以磅每平方英寸或千帕（千帕，1千帕=6.865磅每平方英寸）来输出的耐破度值跟芯纸的影响不大 但是耐破度测试是对设计值来说作用有限，因为从一个瓦楞纸箱用户的观点上看，它与瓦楞纸板的关键属性没有关系耐破度测试与紧度有关，但是纸箱用户通常更关心硬度和抗压强度布匹有很高的耐破度但是没有抗压强度2. 边压强度(TAPPI T811)在边压强度测试中，一个小的样品（2英寸×2英寸）放在抗压强度测试仪的两个压板之间，加。