摘要：瓦楞紙板的蠕變特性與瓦楞紙板的預(yù)壓程度有關(guān)，本文通過對瓦楞紙施加不同的預(yù)壓處理，并對預(yù)壓的瓦楞紙板進(jìn)行恒定載荷蠕變測試，得出了瓦楞紙板隨預(yù)壓條件改變的蠕變特性曲線，目的是為了研究預(yù)壓的大小對瓦楞紙板蠕變特性的影響。根據(jù)得到的蠕變特性曲線，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，發(fā)現(xiàn)預(yù)壓的大小對瓦楞紙蠕變影響顯著，而且對于A瓦楞紙板和BC型雙瓦楞紙板來說，預(yù)壓相同的條件下其蠕變量也有所差異，不過蠕變量的變化規(guī)律都是隨著預(yù)壓的增加而逐漸增大。

關(guān)鍵詞：瓦楞紙板 預(yù)壓 蠕變特性

瓦楞紙板是一種廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品包裝的材料，因?yàn)橥呃慵埌迨芰Πl(fā)生蠕變的特性，使得緩震襯墊在與包裝箱進(jìn)行接觸時(shí)會產(chǎn)生一定的空隙，這樣在運(yùn)輸和儲存的過程中就不會因?yàn)槭艿酵饨鐩_擊而損壞到內(nèi)部的產(chǎn)品，所以瓦楞紙板在產(chǎn)品的存儲和運(yùn)輸過程中起到了重要的作用。國外大多數(shù)對瓦楞紙板蠕變特性的研究采用的是column creep方法，這種方法是對平行放置在加載裝置下的兩塊瓦楞紙板，同時(shí)進(jìn)行施壓，從而得到瓦楞紙板的蠕變特性曲線。Brezinski對瓦楞紙板分別進(jìn)行低載負(fù)荷與高載負(fù)荷，在此條件下研究了瓦楞紙板蠕變量與負(fù)載時(shí)間之間的關(guān)系，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高載負(fù)荷的情況下，瓦楞紙板的蠕變量與負(fù)載時(shí)間在對數(shù)坐標(biāo)下呈現(xiàn)線性關(guān)系。^[1]郭彥峰、付云崗也對瓦楞紙板的蠕變特性進(jìn)行了研究，研究了AB雙型瓦楞紙板的蠕變特性，考察了在20℃下不同濕度、負(fù)載條件對AB雙型瓦楞紙板平壓方向的蠕變特性和回復(fù)特性。對AB雙型瓦楞紙板的研究結(jié)果表明，在對瓦楞紙施加負(fù)載的初級階段，瓦楞紙的變形規(guī)律與負(fù)載壓力呈現(xiàn)線性關(guān)系，而在瓦楞紙板的蠕變階段，瓦楞紙板的蠕變量與負(fù)載壓力呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，在卸載過程中，瓦楞紙板有顯著的參與變形，變形規(guī)律呈現(xiàn)出二次函數(shù)關(guān)系。本文研究了在恒定載荷條件下不同預(yù)壓處理后的瓦楞紙板的蠕變特性，得到了相對應(yīng)的特性曲線，并研究了多種類型的瓦楞紙板的蠕變規(guī)律曲線，提供了瓦楞紙板在產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)中蠕變量變化規(guī)律的理論依據(jù)。

1．  材料與儀器

材料：

A瓦楞紙板：實(shí)驗(yàn)中使用的試樣瓦楞紙板采用的是面紙為160g/m²、形狀為的正方形牛皮紙，試樣瓦楞紙板的芯紙與里紙所采用的都是130g/m²、 厚度5mm、規(guī)格為10 mm×10 mm的瓦楞原紙。

BC雙型瓦楞紙板：使用的試樣瓦楞紙板采用的是面紙為170g/m²、形狀為的正方形牛皮紙，試樣瓦楞紙板的芯紙與里紙都采用的是140g/m²、 7mm厚度、規(guī)格為10 mm×10 mm的瓦楞原紙。

實(shí)驗(yàn)儀器：LRX Plus材料試驗(yàn)機(jī)。

瓦楞紙板的預(yù)壓處理方法：將A瓦楞紙板與BC瓦楞紙板裁割成所需要大小的瓦楞紙板試樣，將裁好的瓦楞紙板試樣按照不同高度比例分別在LRX Plus材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行預(yù)壓處理，預(yù)壓比分別為50%、65%、80%、90%，壓縮后的試樣瓦楞紙板需靜置兩小時(shí)以上方可使用。

2.  A瓦楞紙板蠕變特性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)首先測試了50%預(yù)壓處理的A瓦楞紙板的最大靜載荷，得到了載荷與形變量之間的關(guān)系曲線，如圖1所示。由圖可知，50%預(yù)壓處理后的A瓦楞紙板在載荷與形變量關(guān)系曲線的在608N處達(dá)到了峰值，此處即為50%預(yù)壓A瓦楞紙板的最大靜載荷。在接下來的蠕變測試中，要根據(jù)A瓦楞紙板的最大靜載荷來選擇對瓦楞紙板的恒定載荷，取426N為瓦楞紙板蠕變測試的恒定載荷，即最大靜載荷的百分之七十。

同上述方法，經(jīng)過65%、80%、90%預(yù)壓處理后的A瓦楞紙板最大靜載荷分別為515.8N、369N、261N，分別取預(yù)壓處理后的A瓦楞紙板最大靜載荷數(shù)值的百分之七十作為瓦楞紙板蠕變測試的恒定負(fù)荷，并進(jìn)行測試時(shí)間為30min的蠕變測試，經(jīng)過測試得到了如圖 2所示的關(guān)系曲線。

圖1. A瓦楞紙板的載荷量與變形量關(guān)系圖

將不同預(yù)壓處理的A瓦楞紙板分別放置在材料測試機(jī)上進(jìn)行測試，按照預(yù)設(shè)的426N的恒定載荷量與30min的負(fù)載時(shí)間得到四條不同的A瓦楞紙蠕變曲線，如圖2所示。由圖可知，經(jīng)過50%壓縮比預(yù)壓的A瓦楞紙板在經(jīng)過30min的恒定426N負(fù)載后， 從2.42mm蠕變至2.54mm，其蠕變量為0.12mm。經(jīng)過65%、80%、90%預(yù)壓的A瓦楞紙板的蠕變區(qū)域?yàn)?/span>2.50～2.82 mm、2.75～3.13 mm、3.07～3.58 mm，其蠕變量分別為0.32 mm、0.38 mm、0.51 mm，對應(yīng)的蠕變曲線如圖2所示。

圖2. 不同預(yù)壓下的A瓦楞紙板蠕變量對時(shí)間變化關(guān)系曲線

3.  BC雙型瓦楞紙板的蠕變測試

與A瓦楞紙板的測試方法一樣，先對預(yù)壓BC型的瓦楞紙板的最大靜載荷進(jìn)行測試，將不同預(yù)壓比例的BC雙型瓦楞紙板放置在LRX Plus材料試驗(yàn)機(jī)。上測試瓦楞紙板最大靜載荷，再取最大靜載荷的百分之七十對瓦楞紙進(jìn)行蠕變測試，處理蠕變測試結(jié)果，所得到的蠕變曲線如圖3所示。

經(jīng)過50%預(yù)壓的BC雙型瓦楞紙板的最大靜載荷為1652N，因此設(shè)定恒定載荷為1156N，即最大靜載荷的百分之七十，測試時(shí)間為30min，由圖可知預(yù)壓50%的BC雙型瓦楞紙板的蠕變區(qū)域在3.25~3.43，蠕變量為0.18mm。經(jīng)過65%、80%、90%預(yù)壓后的BC雙型瓦楞紙板的最大靜載荷為，963，900， 715 N，分別取最大靜載荷的百分之七十674N、630N、500N作為恒定載荷，對BC雙型瓦楞紙進(jìn)行30min的蠕變測試。根據(jù)測試結(jié)果顯示，經(jīng)過65%、80%、90%預(yù)壓的BC雙型瓦楞紙板對應(yīng)的蠕變區(qū)域分別為3.22～3.42 mm、3.90～4.12 mm、4.70～5.01 mm，蠕變量分別對應(yīng)0.20 mm、0.22 mm、0.31 mm。

圖3. 不同預(yù)壓下的BC雙型瓦楞紙板蠕變量對時(shí)間變化關(guān)系曲線

將A瓦楞紙板與BC雙型瓦楞紙板的數(shù)據(jù)及圖表進(jìn)行整合分析，對比不同預(yù)壓條件下的瓦楞紙板蠕變測試結(jié)果，分析瓦楞紙板的蠕變情況。根據(jù)分析對比蠕變實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，由于預(yù)壓條件的不同，無論是A瓦楞紙板還是BC雙型瓦楞紙板，其蠕變情況都有所不同，相對應(yīng)的瓦楞紙板的蠕變量會隨著預(yù)壓比例的增大而增大。在預(yù)壓條件相同的情況下，A瓦楞紙板的蠕變量要大于BC雙型瓦楞紙板的蠕變量。^[2]

4.  結(jié)論

本文通過對A瓦楞紙板和BC雙型瓦楞紙板進(jìn)行蠕變測試，分別得到了兩種瓦楞紙板在不同預(yù)壓比例下所對應(yīng)的蠕變曲線，得出的結(jié)論為A瓦楞紙板與BC瓦楞紙板的蠕變量都與預(yù)壓比例有關(guān)。對瓦楞紙板的預(yù)壓比例越大，瓦楞紙板的蠕變量就越大。并且A瓦楞紙板的蠕變量要大于同樣預(yù)壓條件下的BC雙型瓦楞紙板。通過將瓦楞紙板的理論知識與實(shí)際測試相結(jié)合，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析，得出了關(guān)于瓦楞紙板的蠕變特性結(jié)果，為瓦楞紙板在產(chǎn)品包裝及運(yùn)輸和儲存方面提供了重要數(shù)據(jù)信息。

參考文獻(xiàn)：

[1]張連文,馮冰冰,程金茹,等.雙面國家A級高強(qiáng)度AB楞紙板邊壓和耐破強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J].包裝與食品機(jī)械.2015,(05):5-8.

[2]曾克儉,劉珊.蜂窩紙板動態(tài)緩沖性能分析研究[J].包裝工程.2014,(17):15-18.