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瓦楞紙板戳穿強度的檢測技術
點擊次數：1107 發布時間：2015-11-26
瓦楞紙板戳穿強度的檢測技術
（第十一期）
杭州品享科技有限公司 研發中心 郭素梅 邵葉玲
戳穿強度簡介
瓦楞紙板的戳穿強度是指用規定形狀的戳穿頭瞬間戳穿試樣所消耗的能量，以焦耳（J）表示。它是模擬紙箱在使用或運輸過程中的沖擊力，通過試驗反映瓦楞紙板承受銳利物體沖撞的抵抗能力，它是一種動態強度。戳穿頭穿過試樣時，如果試樣具有較高的蠕變性，其延長變形將吸收戳穿時的功，使戳穿過程成為一個沖擊能量的衰減過程，從而消耗的功增加。而對于蠕變性小，脆性的紙板，吸收的能量低，消耗的功也少。戳穿強度的檢測用瓦楞紙板戳穿強度測定儀來測量。戳穿強度這一技術指標在GB/T 16717-2013《包裝容器 重型瓦楞紙箱》和SN/T 0262-1993《出口商品運輸包裝瓦楞紙箱檢驗規程》有要求，戳穿強度的試樣方法按GB/T 2679.7進行，對應標準ISO 3063-1975。
檢測目的
通過戳穿強度的檢測反映瓦楞紙板抗銳性物體沖擊破壞的能力。
檢測設備
PN-PRT48 電腦戳穿強度測定儀
根據能力守恒原理設計，在一個特殊形狀的擺體上安裝一個按標準幾何體設計生產的三角棱形角錐戳穿頭，戳穿頭借助于擺動體的動能，將紙板試樣穿刺成孔洞所耗的能量，即為該試樣的戳穿強度。本儀器主要由機架、底座、夾板裝置、擺錘裝置、釋放裝置和控制箱等部件組成；儀器具有快速壓緊、操作手柄自動復位及安全防護可靠、觸摸屏顯示、熱敏打印機等特點。儀器具有結構緊湊、功能全、操作方便、性能穩定、安全防護可靠等特點。適用范圍廣,是紙箱生產、科研及商檢等企業和部門*的常用儀器。
檢測步驟
1. 采取和處理試樣
按GB/T 450和GB/T 10739采取和處理試樣。
2. 取樣
從處理后的每張樣品中，切取不小于175mm×175mm的試樣8張。試樣應平整，無機械加工痕跡和外力損傷。在任何情況下，戳穿試樣應距樣品邊緣、折痕或印刷部不少于60mm。
3. 儀器調水平。檢查擺錘固定裝置是否牢固，釋放裝置、保險裝置是否正常，有無其它安全隱患。
儀器的調水平很重要，如果不水平直接影響測量結果。
4. 選擇檔位。
將防摩擦套環套在戳穿頭上，根據試樣的戳穿性能選擇合適的檔位，使測量結果在量程的20%～80%之間。加防摩擦套環的目的是當戳穿頭穿過紙板時，留在試樣上保持試樣開孔，以免弧形擺臂在穿過試樣后收到摩擦而影響測試結果。防摩擦套環能量損耗的能量是可測的，而且可以通過調整環的松緊來改變，但防摩擦阻力不得大于0.25J。注：摩擦套的配合松緊在出廠時已調整好。
A檔： ＜ 6 J 分度值：±0.05J；B檔： ＜ 12 J 分度值：±0.1J；
C檔： ＜ 24 J 分度值：±0.2J； D檔： ＜ 48 J 分度值：±0.5J；
5. 放置試樣
將試樣夾在上、下夾板之間。上、下夾板為了固定試樣，放置試樣打滑，夾板的夾緊力在250N～1000N之間，并可調節。夾持力的大小出廠時已調整好。
注：出廠時夾持力380N。
6. 測試
打開釋放保險裝置，按“測試"鍵釋放擺錘，啟動測試。測試結束，試樣被戳穿，屏幕顯示測試結果。當擺錘擺回來時，順勢用手接住擺臂或擺錘背部的把手，慢慢提起擺錘，使其吊掛在起始位置。取下已戳穿試樣，放上新試樣，縱向正面、縱向反面、橫向正面、橫向反面各2張試樣，直到8張試樣全部試樣測試完畢。按“統計"鍵，屏幕顯示統計結果。戳穿強度為8張試樣的平均值。
7. 測試結果的處理
一批數據測試完成后，可以對數據進行查詢、統計、刪除、打印。如果連接此儀器的測試軟件，不止zui多保存99個測試數據，成千上萬個數據都可以直接導出到 EXCEL進行數據分析、處理。此儀器的測試軟件操作界面如下圖所示。
是否所有的瓦楞紙板都需要測試戳穿強度呢？不是，一般重型瓦楞紙箱才選用戳穿強度，耐破度打不破。瓦楞紙板的耐破度和戳穿強度有一定的相關性，一般耐破度好的瓦楞紙板其戳穿強度也好，兩個具有一定的線性相關的關系，但具有一定的離散性，瓦楞紙板的耐破值間接地反映戳穿強度值。所以一般情況下耐破度和戳穿強度兩種選擇其一進行測量。這在單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱的標準GB/T 6543-2008的技術指標中就可以看出，但對于特殊的紙箱如A-A型雙瓦楞紙箱，其耐破值特別高，當儀器壓力達到4600kPa時很容易出現膠膜爆膜現象，紙板耐破有一定的局限性，標準GB/T 1539-2007規定紙板耐破的zui大值為5500kPa。但戳穿強度剛好彌補了這個局限性。這在重型瓦楞紙箱的標準GB/T16717-2013中有特別說明，參考表1。
表1
種類 | 內裝物zui大質量/kg | zui大綜合內尺寸/mm | zui小綜合定量(g.m-2) | zui小耐破強度/MPa | zui小戳穿強度/J | zui小邊壓強度（kN.m） | |
雙 瓦 楞 | *種 | 55 | 2700 | 878 | 2.60 | 11.0 | |
第二種 | 65 | 2820 | 1083 | 3.30 | 14.0 | ||
第三種 | 75 | 2950 | 1317 | 4.00 | 17.0 | ||
三 瓦 楞 | *種 | 100 | 2700 | 820 | 20.0 | 12.0 | |
第二種 | 105 | 2820 | 1080 | 25.0 | 15.0 | ||
第三種 | 110 | 2950 | 1290 | 30.0 | 18.0 | ||
第四種 | 115 | 3070 | 1760 | 35.0 | 21.0 | ||
對于雙瓦楞紙箱，其楞型宜為A-A型，對于三瓦楞紙箱，其楞型宜為C-A-A型或A-A-A型。
如何控制瓦楞紙板的戳穿強度？瓦楞紙板的戳穿強度與原紙的纖維任性、硬度、緊度、含水率以及瓦楞紙板的粘合強度和瓦楞紙板的厚度等有著密切的關系。所以，提高瓦楞紙板的戳穿性能，應注重控制原紙的上述質量和瓦楞紙板的生產工藝工程。
耐破度和戳穿強度的區別？耐破強度是對瓦楞紙板平面緩慢施加垂直方向的載荷，用液壓通過膠膜將試樣頂破，用力千帕（kPa）表示，它反映瓦楞紙板的綜合抗破壞能力；戳穿強度是對瓦楞紙板平面施加垂直方向的瞬間沖擊載荷，通過戳穿頭、防摩擦套和單擺將試樣戳穿，用能量焦耳（J）表示，它反映瓦楞紙板抗銳性物體沖擊破壞能力。
結束語 瓦楞紙板戳穿強度測定儀的測量范圍非常廣，曾經因為重復性不如耐破度測定儀而被冷落了一段時間，僅出口的瓦楞紙箱需要用到。隨著重型包裝的發展，特別是以紙帶木，綠色環保的理念不斷深入人心，瓦楞紙板戳穿強度測定儀再起揚帆起航，它彌補了紙板耐破度測定儀的缺陷。下一期介紹紙箱抗壓和堆碼試驗。