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如何生产低成本、高质量包装箱？不妨试试这样做……

时间：2020-11-26 来源：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

为了响应国家高质量发展理念，提高烟叶包装箱质量，中国烟草总公司云南省公司下属复烤企业2018年烤季复烤烟箱招标文件中对各包装箱的物理指标提出了更高的要求，评标章节中对样品检测指标进行由高到低排序后评分，最高分与最低分可相差10分以上。各投标单位为在竞争中获胜，不惜一切代价，提高样品各项物理指标，其中边压强度、空箱抗压强度、戳穿强度和耐破强度4项指标与YC/T 137-2014《复烤片烟包装瓦楞纸箱包装》标准相比几乎翻番，空箱抗压强度50000N以上。
 
纵观2019年烤季复烤片烟包装箱使用效果，包装箱强度成倍提高，看似质量大幅提高，实际使用效果与预想效果相差甚远，包装整体效果反而不如从前，主要表现在以下3个方面。
 

  • 第一，包装箱强度过高，摇盖内折时应力过大不易成型，反折时强度高因此易断；

  • 第二，包装箱强度过高，对打包设备要求较高，打包后摇盖容易反弹；

  • 第三，箱体强度高，回弹性差，抱车夹抱后抱夹印明显，箱体出现内凹现象。

 
 
深思其原因，包装箱的物理指标是否越高越好，包装箱的抗压强度到底多少更适合生产使用、烟叶醇化，同时又能降低采购成本、节约资源、减少环境污染？
 
下面，笔者从4个方面分析烟叶包装箱适合的空箱抗压值，仅供包装箱使用者参考，其假设条件是包装箱的外形尺寸已经确定。
 
01
包装箱受力分析
 
 
假设包装箱的长、宽、高分别为L、B、H，对包装箱进行空箱抗压实验，可知其载荷分布并不均匀，包装箱压溃后四面受力形变示意图如图1，箱面中部变形较大，外突，成鼓形，箱面出现类似倒抛物线形状的痕迹。
 
实验证明，实物包装箱受力变形情况如图2，平面承载力分布图如图3，其中折角处强度最好，长度方向中点处强度最差。由此可见，包装箱的负载主要由四角承担。
 
图1 包装箱压溃后四面受力形变示意图
 
图2 实物包装箱受力变形情况
 
图3 包装箱平面承载力分布图
 
02
内装物重量对抗压强度的影响
 
 
由于包装箱内装物装满之后层层重叠堆码，最下一箱承受压力最大。依据GB/T 6543-2008《运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱》国家标准，瓦楞纸箱空箱抗压强度的载荷值可用下列公式计算：
 
P=K·G（H/h-1）×9.8
 
其中，P为抗压强度值，单位牛顿（N）；K为强度安全系数 （见表1）；G为瓦楞纸箱包装件质量，单位千克（kg），取200kg；H为堆积高度（一般不超过3000mm）；h为瓦楞纸箱高度，取725mm。
 
 
如果按每箱复烤片烟净重200kg，堆码天数半年以上，适温条件，堆码高度5箱，按上述公式计算，包装箱抗压强度值为15680N，即可满足使用要求。如果考虑温度、湿度等因素的变化，该抗压强度不能满足使用要求。
 
03
水分对抗压强度的影响
 
 
纸箱的含水量与抗压强度成反比。实验证明，纸箱水分每增加1%，抗压强度下降约9%。受生产环境、存放环境、使用环境、天气和气候等因素影响，当水分上升到14%以上时，纸箱物理指标将急剧下降。为保证纸箱抗压强度不下降，应尽量避免储存在潮湿环境中。
 
通常纸板水分在7.5%～9.5%时达到平衡，纸箱特性较好，既具备一定的韧性，又有一定的强度。当水分上升到14%以上时，抗压强度值下降50%以上，如果考虑水分影响因素，包装箱的强度应在15680N的基础上提高50%，那么其抗压强度不应低于23520N。
 
04
温湿度环境对抗压强度的影响
 
 
纸箱对环境温湿度变化比较敏感，温度对纸箱的抗压强度影响较小，但湿度影响非常明显。
 
随着温度和湿度的增加，纸箱的抗压强度呈明显下降趋势，在温度30℃、湿度80%RH时开始急剧下降，在温度45℃、湿度95%RH时，下降幅度可达60%以上，极易造成纸箱坍塌，其主要原因是浆糊在高温高湿状况下易产生乳化现象，造成纸板粘合强度下降，导致纸箱抗压强度急剧下降。
 
如果按照极限条件——温度45℃、湿度95%RH，堆码天数100天以上，纸箱抗压强度下降60%计算，抗压强度值P=K·G（H/h-1）×9.8/（1-60%）=39200N。
 
05
堆码时间对抗压强度的影响
 
 
纸箱的抗压强度随着装载物堆码时间的延长而降低，这种现象称为疲劳现象。
 
实验表明，堆码2小时以后，纸箱的抗压强度减少较明显。在长期载荷的作用下，只要经历1个月，纸箱的抗压强度就会下降30%；90天的保管堆码，其抗压强度会降低45%；经历1年后，其抗压强度仅为初始值的50%。
 
抗压强度受堆码时间的影响是抗压强度计算公式中的安全系数K值。
 
 
结合YC/T 137-2014《复烤片烟包装瓦楞纸箱包装》标准，考虑包装箱的堆码时间、环境温湿度、运输载荷的影响，包装箱的抗压强度值在28500～39500N范围内，足以满足使用要求，取其中值34000N完全可满足使用要求，过高的抗压强度反而是浪费资源，既不环保，也不经济，在使用中反而会带来更多质量问题。
 

作者｜云南曲靖乾坤纸制品有限公司  田东芳

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