纸箱摇盖的压痕线研究

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：0201型瓦楞纸箱上下摇盖的压痕线，有各种各样的形式。图5-4-5高低压痕线纸箱图5-4-6常见的0201型水平压痕线纸箱瓦楞纸箱抗压强度值是纸箱的关键性指标。首先，高低压痕线纸箱成型后的上下摇盖平整性较好，无明显包角，从受力角度分析，由于高低压痕线纸箱，上下摇盖之间有一定的高度差，因而折叠成型容易且回弹力较小，容易封箱。

0201型瓦楞纸箱上下摇盖的压痕线，有各种各样的形式。常用的是单对双压痕线，还有单对平、单对单、凸筋和高低压痕线等，后两种必须采用模切机加工成型。

单对双压痕线（见图5-4-1）：使用最普遍，在瓦楞纸板流水线复合纸板时就可直接加工成型，方便、成本低，双线的宽度，国家标准GB/T 6543—2008中规定不得超过17mm，由表5-2-3可知，双线的宽度大小，对纸箱的抗压强度影响很大；宽度越大，强度减弱越严重，但宽度减小后，摇盖折叠时常会发生爆线现象，尤其是在面纸等级较低、纸板含水率小、高配材纸板很硬、气候干燥等情况出现时，爆线就成大概率事件。因此，宽度的理想选择要把握“度”，应视纸箱的不同情况来确定。

单对平压痕线（见图5-4-2）：当瓦楞纸箱外表面需要满版印刷，或者印刷位置正好在压痕线上或压痕线附近时，就需要采用单对平压痕线，它也可以在纸板流水线上直接完成，它的缺点是纸箱摇盖折叠时比较困难，而且折后成型直角也不够美观，但是对抗压强度影响较小。

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图5-4-1　单对双压痕线

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图5-4-2　单对平压痕线

单对单压痕线（见图5-4-3）：对瓦楞压溃的区域比较小，深度大，所以当纸箱上印刷内容紧靠压痕线时，往往会将“单对双”压痕线改为“单对单”压痕线，有些异型箱折叠部分，有的需要往里折叠，有的则需往外折叠，这时也会采用单对单压痕线。模切加工时，一般都是单对单压痕线，它对抗压强度的影响也很小。

凸筋压痕线（见图5-4-4）：如果纸箱上的压痕线质量要求比较高，如成型要求美观、折叠要求容易，或者纸板比较硬，往往会采用凸筋压痕线，它需要在模切机上加粘压痕条，压痕条的材质大多数为硬质塑料，少数也有钢质的，而压痕条的高度与宽度，要根据纸板的不同楞型或具体需求来选择不同型号的压痕条。

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图5-4-3　单对单压痕线　

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图5-4-4　凸筋压痕线

高低压痕线（见图5-4-5）：高低压痕线是指纸箱内外摇盖压痕线不在同一条直线上，即纸箱内摇盖压痕线比外摇盖压痕线低。高低压痕线纸箱在成型过程中，上下摇盖不会重叠挤压，成型后外观平整美观，封箱时，外摇盖的回弹小，但加工时需模切，抗压强度比常规瓦楞纸箱（见图5-4-6）低。

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图5-4-5　高低压痕线纸箱　

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图5-4-6　常见的0201型水平压痕线纸箱

瓦楞纸箱抗压强度值是纸箱的关键性指标。影响瓦楞纸箱抗压强度的因素较多，一般有固定因素、变化因素两大类。固定因素主要包括；原纸性能、纸箱箱型、楞型、纸板厚度等。变化因素主要指制造过程中的因素，包括纸板的压线形式、含水率、开孔位置形状、印刷面积与位置、堆码方式、仓储及流通环境等。

目前瓦楞纸箱制造行业对变化因素研究较多，而对于纸箱制造成型过程中的不同压线方式鲜少关注。所以本节重点讨论当下比较时尚的“高低压痕线”对抗压强度的影响，以及纸箱抗压实验变形的过程分析。

1.纸箱尺寸与材料

瓦楞纸箱的尺寸设为400mm×300mm×350mm。楞型为BA楞，材质200g/m2 + 120g/m2 +120g/m2 + 120g/m2 + 200g/m2，纸板厚度7.43mm。均为市场上常见的产品。

2.试样的制备

采用最常见的0201型箱，长宽比1.3；用打样机制作“高低压痕线”纸箱56只（7×8），令高线与低线之间高度差分7组（1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm和7mm）各制作8个。

另外将单对双、单对单、单对平的对照纸箱也各制作8个作为对照比较。

由于纸箱含水率的差异会给测试结果带来较大影响，故在实验前，将纸箱放置在温度（23±2）℃、湿度（50±2）%的标准恒温恒湿箱中预处理24h，同时严格保证实验环境条件。

3.测试标准和方法

纸箱抗压强度值，是指在抗压试验机上均匀施加动态载荷，至箱体变形或压溃时的最大载荷，是瓦楞纸箱质量好坏的一个重要技术指标。

纸箱抗压强度值的测定，按照GB/T 4857.4—2008规定。

4.结果与讨论

（1）高低压痕线纸箱，不同高度差对瓦楞纸箱抗压强度的影响

高低压痕线不同高度差（1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm），空箱抗压测试结果，见图5-4-7（每组平均值）。随着高度差的逐渐增大，抗压强度逐渐降低，高度差在1～5mm，即小于或等于纸板厚度的2/3时，抗压强度下降相对缓慢，高度差在5～7mm，即与纸板厚度接近时，抗压强度急剧下降。

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图5-4-7　不同高度差对抗压强度的影响

本次实验材料的厚度为7.43mm，说明当高度差达5mm（材料厚度的2/3）时，抗压强度则显著变差，综合兼顾纸箱成型之后的回弹、平整、易折和美观，可以下这样结论：高度差在2/3纸板厚度时最佳。

当高线与低线之间的差值为5mm（2/3纸板厚度）时，抗压强度约降低10.5%，产生此种现象的主要原因是：

常规0201单对双纸箱成型之后，上下摇盖之间紧密贴合，四条压痕线在同一水平线上，上下摇盖之间紧密贴合，包角紧实，孔隙小。而高低压痕线纸箱成型后，上下摇盖之间有一定的高度差，四条压痕线不在同一条水平线上，当纸箱受到垂直压力后，常规0201纸箱四条边和四个角同时受力，而高低压痕线纸箱，只有两条边和两个角先受力，然后另外两条边和角才受力。

在纸箱的整个承压过程中，主要是四个角受力，约占整体受力总量的2/3，因而常规纸箱的抗压强度要高于高低压痕线纸箱。

（2）高低压痕线对瓦楞纸箱变形的影响

由图5-4-8和图5-4-9可知，瓦楞纸箱是否进行高低压痕线，对成型影响较大。首先，高低压痕线纸箱成型后的上下摇盖平整性较好，无明显包角，从受力角度分析，由于高低压痕线纸箱，上下摇盖之间有一定的高度差，因而折叠成型容易且回弹力较小，容易封箱。但从受力变形角度看，当纸箱承受的压力超过其抗压极限时，纸箱侧壁的四个垂直面便开始弯曲变形直至被压溃，进而纸箱垂直面出现折痕，而且越靠近纸箱垂直面中间位置变形越早、越严重，侧壁上靠近四个棱角的部位变形最晚、变形量最小。

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