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。
    試樣的預處理:測試試樣須按GB10739-89規定進行處理。
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.試樣須比夾環面積大。

三、耐破強度的推算及應用方法
    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定，如果不能對紙箱的耐破強度作出準確預測，就容易造成退貨或質量過剩，兩者都會給紙箱廠帶來巨大損失。大量的實踐已經證明，我們可以通過運用經驗公式對紙箱的耐破強度作出比較準確的預測。經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﹐而與瓦楞芯紙的耐破強度無關。
紙板耐破強度推算經驗公式﹕
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，經測試數據統計分析﹐一般其誤差在±1.0Kg以內。我們在推算耐破強度及進行用紙配置時也應將這一誤差列入考量范圍。
耐破強度的推算方法：
要準確地進行瓦楞紙板耐破強度的推算，除了推算經驗公式外，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確。原紙耐破強度表由紙箱廠內部測試并總結得出，沒有測試儀器的紙箱廠也可將試樣統一收集起來送到專門測試機構測試后再制成參數表。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

對于客戶有明確規定耐破強度要求的訂單，如果是后續交貨，我們自可以沿用以前的用紙配置，但如果是打樣生產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表確定應選用的用紙規格及品牌。

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﹐且已知其紙板規格為K332K﹐請進行合理用紙配置。
題解﹕
考慮其誤差在±1.0g﹐根據公式算出的瓦楞紙板的耐破強度值應為 20+1.0=21.0kgf
根據推算公式，則p=0.92∑σb
∑ σb=p/0.92
∑ σb =21.0/0.92
∑ σb =22.8kgf
?根據耐破強度參數表選出面、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成紙板之內層﹑外層及中隔原紙本身的耐破強度決定，與瓦楞芯紙無關。
    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合力有關﹐纖維長度增加﹐纖維間結合力增大﹐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、 原紙或紙箱存貯環境以25±5℃，55 ±5%RH環境為宜。
    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盡量做到先進先出。

附：
為了方便對不同品牌及不同規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。耐破指數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。三者的換算關系為：1kgf/cm2=14.2 Lbin2=98.1 Kpa