不同规格蜂窝纸板缓冲性能的研究

蜂窝纸板缓冲

张改梅等 不同规格蜂窝纸板缓冲性能的研究

不同规格蜂窝纸板缓冲性能的研究

张改梅,胡玉玲

(北京印刷学院,北京102600)

摘要:通过静态压缩和动态压缩试验,研究蜂窝纸板的静态缓冲特性和动态缓冲特性与它的蜂窝芯柱、蜂窝孔径的关系。根据静态压缩试验所得的应力-应变曲线计算出蜂窝纸板的缓冲系数 应变曲线,根据动态压缩试验所得的最大加速度 时间曲线计算出缓冲系数-静应力曲线,为包装中蜂窝纸板的尺寸设计提供一定的参考。

关键词:蜂窝纸板;缓冲系数;静态压缩;动态压缩

中图分类号:TB484.1;TB485.1 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2008)10-0077-03

StudyonthePerformanceofHoneycombPaperboardwiththeDifferentSize

ZHANGGai mei,HUYu ling

(BeijingInstituteofGraphicCommunication,Beijng102600,China)

Abstract:Therelationshipsofthestaticanddynamiccushioningcharacteristicsofhoneycombpaper boardwithhoneycombcoreandaperturewerestudiedwithstaticanddynamiccompressiontests.Thecushioningcoefficient straincurveswerecalculatedwithstress straincurvesofthestaticcompressiontests.Thecushioningcoefficient staticstresscurveswerecalculatedwiththemaximalacceleration timecurvesofthedynamiccompressiontests.Thepurposewastoprovidereferenceforsizedesignofhoneycombpaper boardforcushioningpackaging.

Keywords:honeycombpaperboard;cushioningcoefficient;staticcompression;dynamiccompression

蜂窝纸板是具有规范夹层结构的纸基板材。蜂窝纸板上、下两层为面纸(或纸板),中间为自然蜂窝状的芯纸,用一定的胶黏剂将芯纸黏合在两层面纸之间,形成3层状结构[1]。蜂窝纸板的厚度变化主要靠增加或减少蜂窝芯纸的厚度来实现[2]。

蜂窝纸板的面纸厚度、蜂窝芯纸的厚度、蜂窝芯柱的高度和芯柱孔的内径,都可以根据纸板的不同用途而决定。同一内径尺寸、不同厚度的蜂窝纸板的静态压缩性能有所研究[3-5]

表1 静态压缩试验试样规格

Tab.1Thehoneycombpaperboardspecifications

forstaticcompressiontest

试样名称1号2号3号4号

长度/mm160160160160

宽度/mm160160160160

高度/mm

10203030

孔径/mm

1111.2

,

其压缩破损机理在相关文献中也提到[6]。但是对芯柱孔内径及蜂窝纸板的动态特性还没有研究,因此本文通过实验对不同孔径、不同厚度的蜂窝纸板进行静、动态性能研究。

1.1 试验数据

1、2、3号蜂窝纸板静态压缩所得应力-应变曲线对比见图1a,图中3条曲线的孔径均为10mm,从上到下3条曲线的厚度依次为10、20和30mm。3、4号蜂窝纸板静态压缩所得应力-应变曲线的对比见图1b,图中2条曲线的厚度均为30mm,从上到下2条曲线的孔径依次为10、12mm。1.2 结果分析

从图1中可以很清楚地看到它们之间存在的规律:1)在线弹性阶段,随着蜂窝纸板厚度的增加,曲线的斜率降低,原因是蜂窝纸板厚度越大,材料的刚性越差,强度越低,

1 静态压缩试验

试样规格:试样的长、宽、高、孔径见表1。所用蜂窝纸板材质相同,其面纸定量为250g/m2,芯纸定量为160g/m2。

条件:由于客观条件的限制,温度为29 ,湿度为70%。压缩速率为0.5mm/min。

方法:参照的标准[7]GB/T1453-2005,实验仪器为微型台式微机控制电子万能实验机。

收稿日期:2008 07 15

作者简介:张改梅(1975-),女,河南辉县人,硕士,北京印刷学院讲师,主要从事包装技术与包装印刷的教学与研究。

蜂窝纸板缓冲

包装工程 PACKAGINGENGINEERINGVol.29No.102008.10

冲性能最好,在小于70%形变时,孔径大的蜂窝纸板缓冲性能好,而大于70%时孔径小的蜂窝纸板缓冲性能好。

2 动态压缩

2.1 方法

试样规格:蜂窝纸板材质相同均产自同一企业,其面纸定

图1 蜂窝纸板静态压缩应力-应变曲线

量为250g/m2,芯纸定量为160g/m2,纸板孔径和厚度同于静态压缩试验,宽度和长度分别为140mm;条件:常温常湿状态,跌落高度为45cm;标准:参照[8]GB8167-87;设备:动态压缩试验机。

在冲击过程中,计算机可以记录下试样的所受到的冲击过程,得出试样所受到的最大加速度值。从而可以得到一对静应力-最大加速度值,把它描绘在坐标中就是一个点。改变重锤的质量,对试样进行冲击,可以得到多对静应力-最大加速度值,对这些点进行曲线拟合就可以得到一条在一定跌落高度条件下的最大加速度-静应力曲线,这条曲线描述的就是在一定跌落高度下蜂窝纸板的缓冲能力[9]。2.2 数据及处理

在砝码质量分别为7、9、11、13、15kg的情况下,分别得到3号蜂窝纸板的动态压缩试验得到相应的最大加速度,并计算出对应的缓冲系数,得到最大加速度-静应力曲线和缓冲系数-静应力曲线分别见图4

。

Fig.1Staticcompressionstress straincurve

ofhoneycombpaperboard

就越容易被压变形。

2)在塑性坍塌阶段,随着蜂窝纸板厚度的增加,材料屈服点的应力值降低,也就是说材料的厚度越厚,在受到外力作用时就越容易达到屈服阶段,对产品的缓冲效果就越好。随着蜂窝纸板厚度的增加平台区变宽,说明蜂窝纸板的厚度越大其缓冲性就能越好。

3)在密实化阶段,随着蜂窝纸板厚度的增加,应力上升开始点的应力值下降,同样变形程度下,蜂窝纸板的厚度越薄,越容易形成厚的致密层,试样较早变硬,使压溃应力较大。

从图1b中可以很清楚地看到他们之间存在的规律:1)在线弹性阶段,随着蜂窝纸板孔径的增加,两条曲线斜率基本一致,说明蜂窝纸板孔径的大小对材料刚度的影响不是很明显。

2)在塑性坍塌阶段,随着蜂窝纸板孔径的增加,材料屈服点的应力值降低,也就是说材料的孔径越大,在受到外力作用时就越容易达到屈服阶段。

3)在密实化阶段,随着蜂窝纸板孔径的增加,应力上升开始点的应力值下降,同样变形程度下,蜂窝纸板的孔径越小,越容易形成厚的致密层,试样较早变硬,使压溃应力较大。

厚度不同蜂窝纸板的缓冲系数曾有研究[4]。通过对不同孔径的蜂窝纸板缓冲系数进行计算,得到缓冲系数-应变曲线见图2

。

图3 3号蜂窝纸板试验结果

Fig.3TestresultsofNo.3honeycombpaperboard得到4号蜂窝纸板的最大加速度-静应力曲线和动态缓冲系数-静应力曲线,见图4

。

图2 厚度相同孔径不同蜂窝纸板的静态缓冲系数-应变曲线

Fig.2Staticcushioncoefficient straincurveofhoneycombpaperboardwiththesamethicknessofthedifferentaperture

图2说明两种不同孔径的蜂窝纸板都是在形变70%时缓

图4 4号蜂窝纸板的试验结果

Fig.4TestresultsofNo.3honeycombpaperboard

蜂窝纸板缓冲

张改梅等 不同规格蜂窝纸板缓冲性能的研究2.3 动态压缩试验结果分析

通过动态压缩试验,分析得到:

(1)蜂窝纸板的最大加速度-静应力曲线和缓冲系数-静应力曲线都成谷状,开口向上,只有一个极值点;(2)跌落高度一定时,随着蜂窝纸板孔径的增加最大加速度值增大,曲线的极值点向左上移;(3)跌落高度一定时,动态缓冲系数增大,曲线的极值点向左上移。

参考文献:

[1] 李清,齐明思.蜂窝纸板生产工艺改进[J].包装工程,2004,25

(5):16-18.

[2] 郝喜海,胡 …… 此处隐藏：3558字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……