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1、蜂窝纸板动态缓冲性能测试评估摘 要针对目前蜂窝纸板在包装领域利用率不高，这不仅因为蜂窝纸板怕雨淋，防潮性差等，而且蜂窝纸板包装箱对于一些易碎的产品保护并不如瓦楞纸板。蜂窝纸板本身强度极高，在其很小的变形区间内就能吸收很多能量，同时其做包装件所能承受的冲击强度非常大，对于脆值较小的产品起不到缓冲作用。因此，提出了一种采用菱形蜂窝夹芯结构来制造纸箱的构想。为了便于与现有的蜂窝纸板进行性能比较，本文首先将蜂窝纸板视为一种等体积的均质材料。接着，又借鉴了蜂窝纸板的生产工艺，制定了菱形蜂窝纸板的生产工艺。并将其裁切成试样，对其进行动态缓冲性能测试，并将其试验结果与普通蜂窝纸板试验结果做比较。实验结果表明
2、： 菱形蜂窝纸板与普通蜂窝纸板相比，是一种更为经济、环保的新型包装材料。在相同条件下，菱形蜂窝纸板的动态缓冲性能比普通蜂窝纸板的动态缓冲性能好，更加适合于一些对最大应力较低的易损产品。关键词：蜂窝纸板，菱形，动态缓冲，生产工艺 ABSTRACTCurrently the honeycomb paperboard utilization rate is low in the packaging field. That not only because of the honeycomb paperboard afraid of rain, moisture resistance is bad et
3、c. but also corrugated board protection for some fragile products more than honeycomb paperboard boxes. The intensity of honeycomb cardboard is very high. A lot of energy could be absorbed in a small deformation and its withstand impact strength is very high when it as the package. It didnt have cus
4、hioning action for the product which has the small fragility.Therefore，this paper put forward to a new thinking of making paper box out of rhombic honeycomb. Honeycomb paperboard is considered as an isometric homogenous material in this paper for easy comparison of honeycomb paperboard properties. T
5、he results showed that compared with ordinary honeycomb board, rhombic honeycomb board is a kind of economical environment friendly and easy forming packaging material. Under the same conditions, rhombus honeycomb paperboard Cushioning more than General honeycomb, diamond-shaped honeycomb is more su
6、itable for some of the most vulnerable products with lower stress.Keywords： honeycomb paperboard，rhombus，dynamic cushion，production process目 录第1章 绪论11.1选题的背景依据与提出11.1.1蜂窝纸板的提出11.1.2菱形蜂窝纸板的提出11.2国内外蜂窝纸板动态缓冲性能的研究现状21.3主要研究内容21.4 研究的目的与意义31.5 本章总结3第2章 蜂窝纸板的制备42.1普通蜂窝纸板成型工艺42.1.1制芯42.1.2芯纸上胶42.1.3芯纸拉伸52
7、.1.4复合52.1.5压实52.1.6切条52.1.7拼接62.1.8加热干燥62.1.9分切62.2菱形蜂窝纸板的制备62.2.1淀粉胶的制备62.2.2菱形蜂窝纸板成型工艺72.3 本章总结8第3章 蜂窝纸板的动态缓冲特性93.1缓冲效率93.2动态缓冲系数93.2.1动态C-m曲线103.3评价动态性能的方法103.4本章总结11第4章 实验及数据处理分析124.1 普通蜂窝纸板动态缓冲性能测试124.1.1 实验原理124.1.2实验准备与数据处理124.1.3 实验数据误差分析174.1.4 实验数据总结174.2 菱形蜂窝纸板动态缓冲性能测试184.2.1 实验原理184.2.2
8、 实验准备与数据处理184.2.3 实验数据误差分析224.2.4 实验数据总结234.3 本章总结23结 论25参考文献26致 谢27IV第1章 绪论1.1选题的背景依据与提出1.1.1蜂窝纸板的提出1988年因“天牛星虫”事件,美国、加拿大、欧盟等国家严禁我国出口未经过处理的木箱、木托盘包装，我国提出以蜂窝纸板代替木质包装。蜂窝纸板，也称蜂窝夹层纸板，是一种重量轻、用、吸音料少、成本低、强度高、缓冲性能好隔热、便于回收利用的绿色环保材料；近年来，由于包装领域大力提倡“以纸代塑，以纸代木”，使得这种绿色环保材料逐步成为一种新型的绿色包装材料，在包装领域的应用正逐步得以重视和发展。这是因为蜂窝
9、纸板具有以下性能特点：1）板材平整度高 2）安装方便快捷 3) 板材重量轻、强度高 4) 可实现大块面的板材 5) 蜂窝状芯材有助于空间的保温效果 6) 丰富的颜色和表面处理可供选择 7) 高质量材质和先进加工工艺，确保蜂窝板经久耐用。蜂窝纸板虽有很多优点，但也有一些缺点：纯蜂窝纸芯复合板抗戳能力差，怕雨淋，防潮性差等，而且蜂窝纸板包装箱对于一些易碎的产品保护并不如瓦楞纸板。因此，本文针对蜂窝纸板在缓冲包装应用中所涉及的冲击问题，对蜂窝纸板芯纸边长与其动态缓冲特性之间的关系进行了详细研究，并采用动态缓冲曲线进一步分析蜂窝纸板优化设计问题。1.1.2菱形蜂窝纸板的提出针对于普通蜂窝纸板刚性过大，
10、承载能力过剩，边压强度严重不足等问题，湖南工业大学的谢勇教授提出了一种新型菱形蜂窝结构(图1.1)。与普通蜂窝纸芯相比，单个菱形纸芯蜂窝胞元的垂直受力侧壁数量由6个减少为4个（因宽度小，忽略胶棱壁的作用），一方面降低了芯纸高度方向的结构稳定性和纸板的平压强度，但在满足承载能力的前提下，提高了纸板的缓冲性能，使纸板更易于进行压痕折叠；另一方面纸板中的菱形夹芯层非常类似建筑中常用的桁架梁结构，改善了纸芯网架的结构稳定性，增大了纸芯对边压强度的贡献率，提高了纸板纵横向的边压强度1。 菱形蜂窝纸板具有理想的正交各向同性特征。菱形蜂窝纸板作为一种新型的包装材料，其主要优势在于其优良的缓冲性能和易折叠性，
11、即可作为一种新型的缓冲包装材料，也可用于制作蜂窝折叠纸箱，具有较好的市场应用前景2。 图1.1 菱形栅格夹芯结构1.2国内外蜂窝纸板动态缓冲性能的研究现状蜂窝纸板是近年来世界上兴起节省资源、有利环保、制作简单、缓冲性能好、成木低廉的绿色包装材料。由于其独特的仿蜂巢结构, 因而具有轻、强、刚、稳4大优点, 体现了一种全新的包装观念。用这种材料加工的包装箱体具有抗压、防振、防潮等突出的特点, 是易碎、怕压物品的理想包装3。蜂窝纸板的加工技术日趋成熟, 我国已制订出蜂窝纸板的国家标准4, 但由这种材料开发包装制品还存在一些技术问题, 主要表现在设计和加工制造等方面, 这也是市场上蜂窝纸板及其制品并没
12、得到广泛应用的原因之一。因此，就蜂窝纸板动态性能进行分析和探讨。通过采取做实验方式得出蜂窝板芯纸边长的动态性能，找到最佳的减震方法，即使用最少的材料达到最佳的减震效果。1.3主要研究内容本文主要研究内容为：1）研究菱形蜂窝纸板的成型工艺；2）菱形蜂窝纸板的跌落冲击性能研究；3）普通蜂窝纸板的跌落冲击性能研究；4）将菱形蜂窝纸板、普通蜂窝纸板的跌落冲击性能进行比较，初步确定各类纸板动态缓冲的使用范围。1.4 研究的目的与意义由于蜂窝纸板存在的一些缺陷，使得大多数使用者仅仅把蜂窝纸板作为缓冲衬垫使用。然而，当我们深入的了解蜂窝纸板的性能与特性以后，继而发现蜂窝纸板不仅可以作为缓冲衬垫使用，而且可以
13、作为蜂窝纸箱直接保护产品安全。本文主要针对的是对普通蜂窝纸板与菱形蜂窝纸板的动态缓冲性能实验研究，而动态缓冲实验主要研究的是产品在跌落冲击时的动态性能，包装材料的最大抗冲击能力。然而，为什么不研究蜂窝纸板的静态缓冲性能测试，主要是现在大多数包装件从生产再到消费者手中，其中最易损伤到包装件的环节是运输装卸阶段，装卸作业分为人工和机械两种形式，装卸作业中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落等都会对商品造成跌落冲击损坏。由此我们必须要充分的了解包装材料的动态缓冲性能，才能更好的选择不同规格的包装材料来保护产品。对于包装材料静态缓冲性能的研究，主要是针对产品在存储过程中的保护，远远比不上产品在运输过程中损坏的频
14、繁。因此，我们选择研究蜂窝纸板的动态缓冲性能进行实验。1.5 本章总结蜂窝纸板作为一种新兴的包装材料，具有许多优点，在包装领域已经有一定的影响力，但由于蜂窝纸板的一些特点没能被充分利用，使得蜂窝纸板在包装领域仍然处在一个较低的利用范畴。根据国家标准包装材料缓冲动态压缩实验的研究思路，对普通、菱形蜂窝纸板进行研究：分别对菱形蜂窝纸板、普通蜂窝纸板的跌落冲击性能进行测试；用不同的重锤对试样进行冲击，并测试纸板冲击后的最大加速度；从而计算出纸板的缓冲性能，并将测试结果进行比较，选出综合性能较好的菱形蜂窝纸板和普通蜂窝纸板，初步判断蜂窝纸板适用哪种易损产品的包装。第2章 蜂窝纸板的制备2.1普通蜂窝纸
15、板成型工艺2.1.1制芯对于普通蜂窝纸板，它的制芯方法主要分为以下三种形式：1、缠绕式：将一层双面上胶且胶条错开的原纸与另一层原纸用缠绕方式复合起来形成纸芯块，再经切纸机切条，有八楞角式和线拐式。2、层叠式：先将原纸裁切成预定大小，然后错位涂胶一层一层叠到预定层数后再裁切成预定厚度的芯纸。3、纸条对接式：将四层、六层原纸上胶复合后再切成横向条拼粘起来形成连续的纸芯5。2.1.2芯纸上胶一、上胶其工序分为：1、芯条粘结；2、芯条对接；3、纸板复合。二、上胶方法有两种：1、 喷胶：用喷胶机或胶泵将胶液以一定压力喷向施胶处的方法。2、 涂胶：利用胶辊将胶液传递给施胶面上的一种上胶方法。 三、涂胶方式分为三种：1、浸渍式：涂胶辊直接浸在胶液中。特点是结构简单。2、定量辊传递式，即利用定量辊将胶液传递给涂胶辊。特点是可调整涂胶量，结构复杂6。
