瓦楞纸板衬垫缓冲性能的研究_何慧君

包装工程　PACKAGINGENGINEERINGVol.20No3.1999

·包装材料·

瓦楞纸板衬垫缓冲性能的研究

株洲工学院　　　　何慧君　曾仁侠(湖南株洲　412008)湖南省包装总公司　黄湘冰　冯荣魏(长沙　410007)　　

[摘要]　介绍了瓦楞纸板衬垫垂直方向和平面方向的动态压缩特性。关键词:　瓦楞纸板　瓦楞纸板衬垫　缓冲性能　动态压缩特性

　　缓冲包装在产品包装中占有重要的地位,许多家用电器、机电产品、电子产品、陶瓷玻璃制品等都采用缓冲包装。目前使用的缓冲包装材料主要有泡沫塑料、纸浆模塑制品、瓦楞纸板等。其中泡沫塑料具有良好的缓冲性能,易于制成各种形状的衬垫,对产品的适应性广,是我国目前使用量最大的缓冲包装材料。但由于它存在着体积大、目前回收利用困难、废弃物不能自然风化、焚烧处理会产生有害气体等缺点,随着人们环保意识的增强,许多国家已对它的使用提出限制,而提倡使用环境相容性好的纸质缓冲材料。近年来,纸浆模塑制品在我国发展较快,但因其强度所限,目前只在一些中小型电子产品、水果、蛋类等物品的缓冲包装中使用,未能用于较重产品的缓冲包装。因此开发能取代泡沫塑料的、适用于较重产品包装的新型缓冲材料具有重要意义。为此,用多层瓦楞纸板模切粘合,做成垫块、护梭、护角等瓦楞纸板衬垫,这种瓦楞纸板衬垫中,其瓦楞可以互相平行、垂直和交错,其形状如蜂窝,并对其缓冲性能进行了研究,为瓦楞纸板衬在缓冲包装中使用提供了一定的科学依据。

图1　瓦楞纸板衬垫试样

用,试验结果表示为缓冲材料的动态压缩特性曲线。参照GB8167-87《包装用缓冲材料动态压缩试验方法》中的有关规定,将瓦楞纸板模切成一定的规格后,用粘合剂粘合成瓦楞纸板衬垫试样(见图1)其厚度(或高度)t的单位为cm

或层数。

试验时固定重锤的跌落高度分别为55cm和75cm,对不同厚度试样改变重锤的重量,分别测得其垂直方向或平面方向的最大冲击加速度(Gm)值,然后绘出最大加速度-静应力曲线(Gm- st)。

3　试验结果分析

3.1　瓦楞纸板衬垫垂直方向的动态压缩特性

图2是三处不同厚度的衬垫垂直方向的(Gm- st)曲线。从图中要看出,在一定的静应力范围内,同一厚度的衬垫其Gm值随冲击载荷的增加而降低,且呈非线性关系。因为对瓦楞纸板衬垫沿垂直方向施加冲击载荷时,其弹性变形很小,类似于刚性材料。所以在较低的冲击载荷作用下,其弹性和塑性变形都很小,对冲击能量的吸收少,因而Gm值大。随着冲击载荷的增加,其塑性变形随之增大(试样高度方向接近冲击面处产生明显的压溃变形),因而对冲击能量的吸收增大,Gm值则减小。

从图中还可看出,在一定的静应力范围内,不同厚度的衬垫Gm- st曲一存在一些差别。在冲击载荷较低时,厚度较大的衬垫其Gm值则稍大,相反厚度越小的则Gm越小,但其差别不很大。分析其原因可能是由于

1　试验原料与仪器

本试验采用湖南某纸箱厂生产的AB楞双瓦楞纸板(一类纸板),其用料为:(300/180A/180/180B/300)g/m。粘合剂采用自制的氧化玉米淀粉粘合剂,外观为浅棕色液体,粘度为60s,固体含量20%左右,pH值8～10。

粘合剂的粘度采用上海天平食品食品厂制造的涂4#杯式粘度计测定。纸板衬垫缓冲性能在美国制造Lansmont落锤式冲击式试验机上进行,该机能自动绘制出冲击加速度-时间历程曲线。

2

2　试验内容与方法

缓冲包装材料的缓冲性能可用其动态压缩特性来表示,动态压缩试验是用自由跌落的重锤对缓冲材料施加冲击载荷,以模拟装卸中缓冲材料受到的冲击作

何慧君等　瓦楞纸板衬垫缓冲性能的研究

试样在相同的冲击次数作用下,其产生的Gm值随冲击

载荷的增加而增大。

图2

厚度小的衬垫试样的粘合面相对较小,当受到冲击载荷作用时衬垫变形所受限制小,因此变形量大,产生的Gm值较低。当随着冲击载荷的增大,粘合面对其冲击加速度的影响越小,此时不同厚度的衬垫Gm- st曲线接近重合,即在同一冲击载荷作用下,不同厚度的衬垫产生的冲击加速度相差很小。

对同一厚度的衬垫试样,在相同的冲击载荷作用下,其Gm值随跌落高度的增加而增大。如图3是厚度为7.5mm试样在跌落高度分别为55cm和75cm时的Gm- st曲线。因为在相同冲击载荷作用下,跌落高度越高,冲击能量越大,产生的Gm

值也越大。

图4

图5是不同厚度的试样在平面方向第一次冲击时产生的Gm- st曲线。从图中可看出试样的厚度越大,其产生的Gm值越小,即缓冲性能越好。因为衬垫越厚,瓦楞数越多,当受到冲击载荷作用时,吸收的冲击能量也越多,因而产生的Gm

值就越小。

图5

图3

4　结　论

(1)　在一定的冲击载荷的范围内,瓦楞纸板衬垫平面方向的缓冲性能有以下特点:1)冲击载荷越大,产生的Gm值越小,即缓冲性能越好,且与衬垫厚度关系不大。2)在相同的冲击载荷作用下,跌落高度越高,产生的Gm值越大。

(2)　在一定的冲击载荷范围内,瓦楞纸板衬垫平面方向的缓冲性能有以下特点:1)冲击载荷越大产生的Gm值越大,即缓冲性能越差;衬垫厚度越大,产生的

3.2　瓦楞纸板衬垫平面方向的动态压缩特性

图4是厚度为10层试样平面方向连续三次冲击产生的Gm- st曲线。从图中可看出,在同一冲击载荷作用下,第一次冲击产生的Gm值相对较低,第二次、第三次冲击产生的Gm值依次成倍增加。其原因在衬垫平面方向受到冲击载荷作用时,主要是靠瓦楞的变形吸收冲击能量,随着冲击次数的增多,瓦楞的压溃程度逐渐增大,因而产生的Gm值也随之增加。另外,同一厚度的

包装工程　PACKAGINGENGINEERINGVol.20No3.1999

废纸制浆工艺与纸浆模塑制品的改进

天津商学院包装工程系　王高升(天津　300400)

[摘要]　根据纸浆模塑制品外观质量不佳的状况,研究了改善的方法。首先论述了废纸制浆技术。提出为了完成由EPS泡沫塑料向纸浆模塑的过渡,应生产白色纸浆模塑制品;开发了废旧书刊纸的脱墨工艺,以满足纸浆模塑外观质量要求。

关键词:　纸浆模塑　废纸　制浆　脱墨

　　随着科学技术的发展和经济生产水平的提高,人们的环保意识日益强烈,各种绿色包装材料应运而生并得到发展,纸浆模塑就是其中一例,纸浆模塑制品被认为是二十一世纪的包装材料[1]。纸浆模塑以纸浆(一般是废纸)为主要原料,先用水在机械作用下将废纸疏解,然后,通过带金属网的模具把水脱出,最后,经过干燥除去残留水分。纸浆模塑已广泛用于禽蛋、水果、啤酒、农药等民用品的包装,也开始用于工业仪器仪表、电子原器件、家用电器、厨具等产品的包装[2]。我国纸浆模塑业存在诸如制品的缓冲能力低于EPS塑料;生产设备落后,不能制造高深度,大平面的纸浆模塑制品;制品外观不佳等[3]急需解决的问题。

根据资料[3]:当前的纸浆模塑制品表面粗糙,色彩不佳,不够档次,特别不适合一些高附加值商品的包装,用户担心使用这种包装后,失去市场竞争力。因此,必须寻找解决纸浆模塑制品外观质量切实可行的途径。本论文首先讨论了废纸的制浆技术,然后提出了改善纸浆模塑制品外观质量的措施。

Gm值越小,即缓冲性能越好,2)衬垫的缓冲性能随冲击次数的增多而明显降低。

综上所述,在瓦楞纸板衬垫的垂直方向,在较高的冲击载荷作用下表现出较好的缓冲性能,如静应力在30KPa时,产生的Gm值为53～56g,且与衬垫的厚度关系不大,因而很适合用作较重物品的缓冲包装衬垫,且采用厚度较小的衬垫即可满足要求。而用聚苯乙烯泡沫塑料,在此静应力下要达到同样的缓冲性能则需要较厚的衬垫。 …… 此处隐藏：7647字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……