耐破強度的測試方法和計算

一、耐破強度定義：

    耐破強度是指在實驗條件下，紙或紙板在單位面積上所能承受的垂直于試樣表面的均勻增加的zui大壓力。耐破強度體現(xiàn)出紙箱對流通過程中搬運、裝卸、撞擊、撕扯力量的承受能力，是紙箱綜合性能的評價方法之一。此外，不同的地區(qū)和不同的紙箱廠對耐破強度的稱謂也不盡相同，除耐破強度外，還有爆破強度、破裂強度之稱，有些地方耐破強度俗稱為“打磅”。本文將對瓦楞紙板的耐破強度測試、推算及運用等方面作簡要介紹。

二、耐破強度的測試方法 ：

試驗原理：
    耐破強度測試基本原理是將試樣置于膠膜之上，將試樣夾緊，然后均勻地施加壓力，使試樣在膠膜的頂壓下凸起，直至試樣破裂為止，此時儀器顯示液壓的zui大值即為試樣耐破值
試樣的采取與制備:
    試樣面積必須比耐破度測定儀的夾盤大﹐試樣不得有水印﹑折痕或明顯的損傷。在試驗中不得使用曾被夾盤壓過的試樣。
    試樣的預(yù)處理:測試試樣須按GB10739-89規(guī)定進行處理。
耐破度測試過程:
    將試樣放在儀器夾盤中間，以不少于690Kpa的夾持力夾緊試樣。開動測試儀，以（170±15）ml/min的速度逐漸加壓，待試樣破裂時，讀取壓力表上指示的數(shù)值。
    測試時須注意事項:
1.測試前對儀器進行校正，確保上下夾盤同心（誤差不超過0.25mm）且平行；
2.膠膜的上表面zui高位比下夾環(huán)的頂面低；
3.測試時取十個試樣，正反面各測五次；
4.試樣須比夾環(huán)面積大。

三、耐破強度的推算及應(yīng)用方法
    越來越多的紙箱客戶在下訂單時都對紙板的耐破度作出了明確規(guī)定，如果不能對紙箱的耐破強度作出準(zhǔn)確預(yù)測，就容易造成退貨或質(zhì)量過剩，兩者都會給紙箱廠帶來巨大損失。大量的實踐已經(jīng)證明，我們可以通過運用經(jīng)驗公式對紙箱的耐破強度作出比較準(zhǔn)確的預(yù)測。經(jīng)驗公式的原理是瓦楞紙板的耐破強度等于里紙﹑面紙及中隔紙的耐破強度之和乘以一定的系數(shù)﹐而與瓦楞芯紙的耐破強度無關(guān)。
紙板耐破強度推算經(jīng)驗公式﹕
p=0.92∑σb
式中：
p為瓦楞紙板的耐破強度
σb為里紙﹑面紙及中層隔紙的耐破強度
∑表示總和
因原紙批次間差異、堆放時間及存儲環(huán)境都會對耐破強度造成一定影響，所以推算值與真實值會存在一定誤差，經(jīng)測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析﹐一般其誤差在±1.0Kg以內(nèi)。我們在推算耐破強度及進行用紙配置時也應(yīng)將這一誤差列入考量范圍。
耐破強度的推算方法：
要準(zhǔn)確地進行瓦楞紙板耐破強度的推算，除了推算經(jīng)驗公式外，還須有一套原紙耐破強度表來配合進行推算。原紙耐破強度表是各種規(guī)格和品牌原紙耐破強度的匯總表，其測試值越真實，瓦楞紙箱耐破強度推算值就會準(zhǔn)確。原紙耐破強度表由紙箱廠內(nèi)部測試并總結(jié)得出，沒有測試儀器的紙箱廠也可將試樣統(tǒng)一收集起來送到專門測試機構(gòu)測試后再制成參數(shù)表。具體推算方法

例一：客戶C一款貨號為G1525P的K334K的瓦楞紙板用紙配置如下﹕理文250K/VISY112F/A-JIN112F
/VISY112F/Interstate250K 試推算其zui小耐強度值。
題解﹕
測得理文250K耐破值8.3﹔ A-JIN112F耐破值2.1﹔Interstate250K耐破值9.8。
根據(jù)公式p=0.92∑σb=0.92（8.3+2.1+9.8）=18.6kgf
考慮其誤差在±1.0Kg﹐則其zui小耐破強度推算值為18.6-1.0=17.6kgf

對于客戶有明確規(guī)定耐破強度要求的訂單，如果是后續(xù)交貨，我們自可以沿用以前的用紙配置，但如果是打樣生產(chǎn)或者需對原有的配置作出變更，我們就需要通過推算公式來進行耐破強度的用紙搭配了。用紙搭配的方法是根據(jù)訂單耐破強度要求，利用推算公式反推出瓦楞紙箱面、中、里紙耐破強度的總和，再依照原紙耐破強度參數(shù)表確定應(yīng)選用的用紙規(guī)格及品牌。

例二：客戶D有一款貨號為59-012228-00的瓦楞紙板要求其耐破不小于20kgf﹐且已知其紙板規(guī)格為K332K﹐請進行合理用紙配置。
題解﹕
考慮其誤差在±1.0g﹐根據(jù)公式算出的瓦楞紙板的耐破強度值應(yīng)為 20+1.0=21.0kgf
根據(jù)推算公式，則p=0.92∑σb
∑ σb=p/0.92
∑ σb =21.0/0.92
∑ σb =22.8kgf
?根據(jù)耐破強度參數(shù)表選出面、中、里耐破強度總和為22.8kgf的用紙組合。

四、影響耐破強度的因素
    1、瓦楞紙箱的耐破強度由構(gòu)成紙板之內(nèi)層﹑外層及中隔原紙本身的耐破強度決定，與瓦楞芯紙無關(guān)。
    2、原紙本身的耐破強度主要由原紙纖維決定。耐破度與纖維長度和纖維間的結(jié)合力有關(guān)﹐纖維長度增加﹐纖維間結(jié)合力增大﹐都使耐破度提高。原木漿抄造的紙張耐破較回收漿高，針葉林木漿抄造的紙張耐破較闊葉漿高。此外，在抄造原紙的過程中適當(dāng)加入一些助劑也有助于提高原紙的耐破強度。
    3、紙板水份含量在5%~6%時，耐破值zui大。水份含量8~14%范圍內(nèi)變化時，耐破值變化不超過5%，但水份含量達到18%時耐破值下降幅度可達10%左右。也就是說瓦楞紙箱在相對濕度為50%RH～80%RH的環(huán)境存放，其耐破強度變化幅度很小，因此可以免去試樣溫濕平衡處理過程，從而大大縮短測試時間。 
    4、 原紙或紙箱存貯環(huán)境以25±5℃，55 ±5%RH環(huán)境為宜。
    5、卷筒紙在倉庫長時間堆放會造成原紙纖維疲勞，造成耐破下降。實驗表明：原紙堆放時間超過3個月，其耐破值會下降5~8%；堆放時間超過6個月，耐破強度將達到10%以上。因此，紙箱廠在原紙使用時應(yīng)盡量做到先進先出。

附：
為了方便對不同品牌及不同規(guī)格的原紙進行耐破性能對比，通常將耐破強度換算成耐破指數(shù)。耐破指數(shù)的測試方法是用耐破強度后除以其克重，單位為Kpa.m2/g。
常用的耐破強度單位有Kpa、 Lbin2、kgf/cm2等。三者的換算關(guān)系為：1kgf/cm2=14.2 Lbin2=98.1 Kpa