瓦楞纸板缓冲包装结构的缓冲性能研究

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1、瓦楞纸板缓冲包装结构的缓冲性能研究TheResearchontheCushionPerformanceofCorrugatedCardboardasPackageStructure天津科技大学刘功刘占胜宋海燕LIUGongLIUZhan-shengSONGHai-yan　　　　　　［摘要］在分析瓦楞纸板特点的基础上，设计了四种瓦楞纸板缓冲结构，并对其进行测试，总结其缓冲性能，以探索代替泡沫塑料的可能性。　　［关键词］瓦楞纸板缓冲包装性能研究　　[Abstract]Onthebasisofthecharactersofthecorrugatedcardboard,fo

2、urtypesofcushionstructureofcorrugatedcardboardaredesigned.Atthesametime,wetestthecushionperformanceofthemanddrawaconclusion.　　[KeyWords]corrugatedcardboardcushionpackageperformanceresearch　　抑制“白色污染”，倡导“绿色包装”是当今世界的主课题，人们越来越重视对环保包装材料的研究和开发，以纸代木、以纸代塑就是其中一类。瓦楞纸板是目前市场上使用较多的纸质包装材料，在包装领域中起着非常

3、重要的作用。它不仅具有一定的缓冲性能、抗压性能，还具有廉价和可回收利用的优点。为了更好地利用瓦楞纸板，有必要对它的各种性能及新的结构进行研究和开发。　　一、楞纸板的综合分析　　1．楞纸板材质分析　　（1）瓦楞纸板作为缓冲材料的优点　　a．包装废弃物无需焚烧处理，可任其自动降解或回收利用，其回收技术及成本较EPS泡沫塑料要简单和低的多。　　b．加工性能良好，裁切、模切、粘合均容易。　　c．储存、运输成本低，节省空间，使用时再折叠成型较为方便。　　d．可与外包装瓦楞纸箱配合使用，一起处理。　　（2）瓦楞纸板作为缓冲材料的缺点　　a．表面较硬，缺乏柔韧性，主要限于平面使用

4、，包装商品时容易对商品表面造成损伤。　　b．湿度对其影响较大，湿度愈大其性能会随之愈显劣化。　　c．复原性差，一旦受载荷变形，各项性能数值下降迅速。　　2．瓦楞纸板性能分析　　瓦楞纸板一般先从最弱部分被压坏，然后由这部分开始连续破坏。例如，当瓦楞纸板叠层进行静压试验时，当压缩量小于35%时，主要显示出弹性和部分塑性；当压缩量超过35%时，叠层逐层破坏，表现出蠕变状态；当压缩量达到80%以上时，载荷急剧上升。动态压缩试验时，变形量达到一半时，便出现弹性破坏。　　通过对10张重叠的A型瓦楞纸板、B型瓦楞纸板、AB型瓦楞纸板的动态缓冲特性的分析比较，我们得出：A型瓦楞纸板

5、的缓冲吸振性能比B型瓦楞纸板好；AB型瓦楞纸板由于是由A型楞和B型楞组合，冲击吸收性能结合了两种楞型的优点，充分发挥它们的缓冲性，使用范围也就宽多了。AB型瓦楞纸板受冲击时，开始B楞几乎不受影响，在弱冲击时，A楞先破坏，然后B楞破坏。　　另外，瓦楞纸板平面面积较大时，A型和B型瓦楞纸板缓冲性能的差异还受内部空气的影响。　　二、瓦楞纸板缓冲结构设计　　瓦楞纸板经过开槽、压痕、插装、粘接等程序可制成各种结构，利用其结构优势及瓦楞纸板所特有的性能，努力提高其缓冲性能。在结构设计中尽可能考虑使其缓冲性能最优，并考虑使其适于规模生产，降低成本。　　结构1：如图1所示，由上至下

6、材料组成分别是AB楞五层瓦楞纸板——A楞三层白纸板——AB楞五层瓦楞纸板。将A楞三层白纸板卷为三层六棱形结构，再与AB楞五层瓦楞纸板粘接。　　结构2：如图２所示，由上至下材料组成分别是AB楞五层瓦楞纸板——瓦楞芯纸——AB楞五层瓦楞纸板。将瓦楞芯纸折成波浪形，与AB楞五层瓦楞纸板粘接。瓦楞芯纸一页成型。　　结构3：如图3所示，全部由AB型五层瓦楞纸板构成。先将AB型五层瓦楞纸板折成单层六棱形结构，再与AB型五层瓦楞纸板粘接。　　结构4：如图4所示，全部由AB楞五层瓦楞纸板构成。将AB楞五层瓦楞纸板折叠粘接，一页成型。图１图２图３图４　　三、瓦楞纸板缓冲结构性能测试　

7、　1．静态压缩试验　　静态压缩试验是在压力试验机（YE-50型）上，根据《包装国家标准汇编》中GB8186进行试验，测试并记录四种瓦楞纸板缓冲结构的力—形变关系曲线，进而经过数据处理，得到应力－应变曲线和缓冲系数－应力曲线。分别如图5、图6、图7所示。图5图6图7　　结果分析：　　a．缓冲材料的缓冲特性是通过力—形变曲线来表征的。在力一定的情况下，曲线与横坐标之间所夹的面积对应缓冲材料的变形能。在保证作用到产品上的破坏力小于产品的易损值时，单位体积缓冲材料吸收能量越大的，所需材料越少。根据图５所示，结构４单位体积吸收变形能最多。　　b．缓冲系数越小，缓冲效率越高