《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第七篇 包裝性能測試
第三章 包裝件運輸性能試驗
第五節 其它包裝性能試驗
關于其它包裝性能試驗包裝:包裝件的壓力試驗、堆碼試驗、噴淋試驗、浸水試驗、起吊試驗、滾動試驗和低氣壓試驗。現分述如下:
一、包裝件的壓力試驗
壓力試驗(compressiontest)是將包裝件或包裝容器放置在壓力試驗機上,以一定速度在其頂部(或底部)均勻施加壓力,評定包裝件或包裝容器承受外部壓力的能力和包裝件對內裝物的保護能力。
壓力試驗的主要設備是壓力機、壓板及負荷記錄裝置。壓力機可采用電機驅動、機械傳動和液壓傳動。加壓時應能使一個壓板或兩個壓板以10±3mm/min的相對速度進行勻速移動,逐漸施加壓力;壓板應平整,當壓板水平放置時,板面的最低點與最高點之間的水平差不超過1mm。壓板的尺寸應超出與其接觸的包裝件相對面的全面面積。壓板還必須堅硬;負荷記錄裝置施加負荷的相對誤差不得超過施加負荷的2%。壓力與位移的關系可以通過電感式位移傳感器、拉壓力傳感器、載波放大器和函數記錄儀獲得。
由于包裝件或包裝容器所能承受的壓力與溫濕度有密切關系,在進行壓力試驗前應進行溫濕度調節處理。
壓力試驗可以對包裝件或包裝容器分別進行。壓縮方向有對面、對棱、對角三種試驗方法。根據目的要求,進行全部或一部分試驗。
(1)試件放在壓縮盤中間位置上,承受的負荷要均衡。
(2)為了使試件與壓板接觸良好,要施加20kg的初期負荷。并將這一點作為應變基點來調整自動記錄裝置。
(3)按規定速度增加負荷到預定負荷時,檢查包裝容器或內裝物壓縮破壞情況。
二、包裝件的堆碼試驗
堆碼試驗(stackingtest)是在包裝件或包裝容器上放置重量,評定包裝件或包裝容器承受堆積靜載的能力和包裝對內裝物保護能力的試驗。這種試驗還可以用來研究包裝件在受到特殊負荷情況下的性能。例如,當垛底的包裝件放在花格板托盤上時,或當堆碼在上面的負荷偏斜時等特殊負荷情況。
試驗時將包裝件放在一個水平平面上,并在上面施加負荷,使之經受類似于堆碼時的壓力。并按運輸包裝件的實際儲運情況來選擇負荷,即根據儲運過程中的堆碼持續時間來確定相應的試驗條件,一般按表7-3-7來選定相應的堆碼高度和持續時間的試驗基本值。
重量小于500kg的運輸包裝件,堆碼試驗的載荷量(包括加載平板)由下式計算
F=K[(H-h)/h]W
式中:F———載荷,N(牛頓)
K———流通期間包裝件或容器的裂變系數,參見表7-3-8
H———儲存期間包裝件的最大堆碼高度,mm
h———包裝件的高度,mm
W———包裝件的重量,N(牛頓)
表7-3-7堆碼試驗的基本值與儲運方式的關系
儲運方式
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儲存條件
|
試驗基本值
|
堆碼高度(m)
|
持續時間(d)
|
堆碼高度(m)
|
持續時間(d)
|
公路
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1.5~3.5
|
1天~7天
|
2.5
|
1
|
鐵路
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1.5~3.5
|
1天~7天
|
2.5
|
1
|
水運
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3.5~7
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1天~4周
|
3.5
|
1~7
|
儲存
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1.5~7
|
1天~4周
|
3.5
|
1~7
|
表7-3-8包裝件的裂變系數與流通時間的關系
流通時間(月)
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<1
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1~3
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3~6
|
>6
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裂變系數
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1.0
|
1.2
|
1.5
|
2.0
|
最大堆碼高度,一般可根據儲運條件在1.50h,1.80h,2.50h,3.50h,5.00h,7.00h內選擇。
對于大型運輸包裝件的堆碼試驗,有頂部承載試驗和側端面承載試驗兩種。
堆碼試驗與溫濕度密切相關,尤其是紙箱,其強度受溫濕度影響更大,因此在堆碼試驗之前應先進行溫、濕度調節處理。其條件決定于包裝件的流通領域。堆碼試驗條件最好是與溫、濕度調節處理所用的條件相同。若不可能,應在包裝件離開此大氣條件5分鐘之內進行。
三、包裝件的噴淋試驗
噴淋試驗(waterspraytest)是用于檢查或評定運輸包裝件對淋雨的防御能力,及包裝對內裝物的保護能力。
噴淋試驗原理是:將經過溫濕度處理的包裝試驗樣品在試驗場上,在穩定的溫度條件下,按預定的噴水量(或噴水速度)、預定的時間進行噴淋。
噴淋的溫度條件和時間應根據流通環境條件選取,時間一般在5min,15min,60min中選取。噴水量則穩定在100±20L/(m2·h)。
四、包裝件的浸水試驗
浸水試驗用于檢查和評定包裝件浸于液態水中時的抗御能力,及包裝對內裝物的保護能力。
浸水試驗的原理是:將經過溫濕度處理的試驗包裝件樣品按預定的時間完全浸入水中,讓水滲透或浸入包裝件。然后從水中移出試驗樣品,并在規定的條件下瀝干。
試驗樣品一般應是實際的運輸包裝件,但在一定條件下,內裝物也可以是被包裝產品的模擬物,模擬物的尺寸和物理性能應當盡可能接近實際內裝物。
浸水前和瀝干時的溫、濕度條件應當一致,還有浸泡時間和瀝干時間都應根據實際儲運環境條件來選取。一般浸泡時間可在5min,15min,30min,1h,2h,4h中選取。瀝干時間可在4h,8h,16h,24h,48h,72h。1周,2周,3周中選取。
五、包裝件的起吊試驗
起吊試驗(hoistingtest)是用來檢查或評價重量等于和大于500kg的包裝件在流通過程中經過多次起吊時的功載強度,及包裝對內裝物的保護能力。
包裝件在起吊時,起吊應力通過繩索作用在包裝容器的頂側部和底部,而在實際運輸儲存堆垛時,其頂蓋及頂側所受到的堆積負載較之在起吊時頂蓋、頂側受到繩索作用的動負荷,往往是比較小的。因此,一些大型包裝件在運輸和儲存中,堆垛時不會受到損傷,而在裝卸過程用繩索起吊時,因受到提升、降落、左右晃動時的動負荷可能造成損傷。起吊試驗即是模擬流通過程中起吊,由包裝件本身重量造成的動負荷,通過繩索作用于包裝容器的頂側部與底部。
六、包裝件的滾動試驗
滾動試驗(rollingtest)是用來檢查或評定包裝件在受到滾動沖擊時的耐沖擊強度,及包裝對內裝物的保護能力。
在流通過程中,對那些沒有刷寫“向上”標記的包裝件,特別是那些一個人提或者搬比較困難,而又可以在地上翻動的包裝件,搬運裝卸工人可能將其翻倒滾動。滾動試驗的原理就是滾動試驗樣品,使包裝件的每一面依次地受到沖擊。其試驗順序見表7-3-9。
表7-3-9滾動翻倒試驗的順序
順序
|
支持棱邊
|
被沖擊面
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說 明
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1
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3~4
|
4
|
如果包裝件有一個表面的尺寸較小,則有時發生一次松手后連續出現兩次上述沖擊情況,此時可視為分別出現兩次沖擊,試驗仍繼續進行
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2
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4~1
|
1
|
3
|
1~2
|
2
|
4
|
2~3
|
3
|
5
|
3~6
|
6
|
6
|
6~1
|
1
|
7
|
1~5
|
5
|
8
|
5~3
|
3
|
一般來說,該試驗對象是指搬運裝卸次數較多的包裝件。對體積大、重量較重,在裝卸搬運中很穩定的包裝件,則不必進行滾動試驗。
七、低氣壓試驗
低氣壓試驗(lowpressuretest)是用來考核或評定包裝件在航空運輸時,處在飛行高度不超過3500m的飛機非增壓艙內和飛行高度超過3500m的飛機非增壓艙內運輸包裝件耐低氣壓影響的能力,及包裝對內裝物的保護能力。對上述同樣海拔高度上公路和鐵路運輸的包裝件,這一試驗方法也同樣適用。
低氣壓試驗的原理是:將試驗樣品置入低氣壓試驗箱(室)內,然后將該試驗箱(室)關閉,并使其內空氣壓力降至相當于3500m海拔高度的壓力(約相當于65kPa),且在此壓力下保持需要預定的時間,以檢查包裝件適應低氣壓的能力,然后使其恢復到常壓。
對于包裝件置于超過3500m的飛機非增壓艙內運輸時,則試驗箱(室)內的氣壓值應降低到與其高度相當的自然氣壓值進行試驗,不同海拔高度相對應的氣壓值參見表7-3-10。
表7-3-10海拔高度與氣壓的對應關系
海拔高度(m)
|
壓力(kPa)
|
海拔高度(m)
|
壓力(kPa)
|
6000
|
43.7
|
15000
|
12.0
|
8000
|
36.0
|
18000
|
7.5
|
10000
|
26.5
|
20000
|
5.5
|
12000
|
19.0
|
|
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上述試驗的試驗條件和方法可根據國家標準的要求進行。
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