纸浆模塑制品缓冲性能测试与分析

《纸浆模塑制品缓冲性能测试与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn1纸浆模塑制品缓冲性能测试与分析王宏涛，骆光林西安理工大学印刷包装工程学院，陕西西安（710048）E-mail：whtxaut@163.com摘要：纸浆模塑制品是一种环保型的包装材料，本文采用静态压缩试验获得了纸浆模塑制品的横截面积对其缓冲性能的影响特性，开创性地提出了实验数据处理中的等效面积理论，并利用等效面积为基础来表征纸浆模塑制品的缓冲性能，这些研究为纸浆模塑制品的缓冲包装设计提供了理论依据。关键词：纸浆模塑制品；缓冲特性；静态压缩试验；等效面积中图分类号:TB485.1文献标识码:A纸浆模塑制品是用一定浓度的纸浆，加入适量的化学助剂

2、在带有滤网的模具成型机中通过真空或加压的方法使纤维均匀地分布于模具表面，从而具有拟定形状的湿纸模坯，再经过[1]脱水、脱模、干燥和整饰而形成的缓冲包装制品。随着社会进步，商品流通飞速发展，包装件在物流中的安全问题愈来愈受到人们的关注，缓冲包装材料已成为包装业中的重点发展[2、3]领域，而且绿色包装要求也给我国的商品出口带来了挑战和机遇，这些都要求缓冲包装材料不仅要有良好的缓冲防护能力，还必须具备环保方面的特性，纸浆模塑制品能够解决这一问题。纸浆模塑制品作为一种绿色缓冲包装材料，人们希望其成为EPS的替代品，但由于其缓冲作用原理与传统的缓冲材料不同，目前缺乏有关缓冲性能等方面的实验数据和理

3、[4、5]论，其制品的应用目前仅限于重量轻的产品上。由于纸浆模塑制品与传统缓冲包装材料相比有一些特殊性，在性能研究及包装设计过程中必然存在许多问题和困难，本文所做研究工作能够对其他的研究者提供有用的参考，所给出的测试结果可以为包装工程师进行缓冲包装设计提供理论依据。1.试样制备国家标准GB8168“包装用缓冲材料静态压缩试验方法”中规定了缓冲材料的静态特性测试方法，但该标准制定时纸浆模塑制品才刚刚出现，该标准未能考虑到纸浆模塑制品的特殊性质，所制定的方法并不适合于纸浆模塑制品的性能测试。譬如，该标准中规定的试样制备2要求取样尺寸为100×100mm，这一点对于纸浆模塑制品来说是极不适宜的

4、。因为纸浆模塑制品的缓冲性能是依靠结构来实现的，而根据不同需要，其结构形态及尺寸变化很大，若是强行按照国标规定的尺寸来取样，通常将破坏纸浆模塑制品的缓冲结构，所测出的数据并不能表现其真正缓冲性能，因此，制作试样时应根据具体情况合理选择试样的尺寸。譬如，图1所示为用于啤酒瓶缓冲包装的纸浆模塑制品，图2所示为用于某种仪表缓冲衬垫的纸浆模塑制品，从图中可以看到，这两种制品的各缓冲单元之间存在紧密的联系，在制作试样时，无论如何分割都必然会引起其结构的破坏，使得测试结果不能准确反映真实情况，因此取制品进行整体性能测试是较好得选择。1本课题得到西安理工大学科学研究计划项目（104-210607）的资

5、助。-1-http://www.paper.edu.cn图1啤酒瓶顶部缓冲衬垫（正反面，试样1）图2某仪表缓冲衬垫（正反面，试样2）Fig.1ToppadofbeerbottlesFig.2Thepadofsomeapparatus(frontandback,sample1)(frontandback,sample2)2.实验原理与方法国家标准GB8168“包装用缓冲材料静态压缩试验方法”中的实验方法为采用万能材料试验机进行实验，其原理如图3所示。F上压板纸浆模塑制品下压板图3静态缓冲性能测试原理示意图Fig.3Principlesketchofstaticcompressiontest

6、ingsystem本文所做实验采用的仪器设备为杭州博科自动化技术有限公司生产的CT5000B型整箱抗压试验机。但实验中发现，由于测试过程中系统显示的数据变化很快，无法记录数据，而试验仪器本身又不具备数据记录功能，并且变形量的显示是从压力达到220N之后才开始的，这都给实验带来了困难。为了解决以上问题，实验中利用DV拍下实验数据变化的全过程，然后在计算机中利用RealPlayer软件读取实验数据。RealPlayer软件点动播放时的跳跃步长是1秒，因此设定实验系统参数时，将上压板的压缩速率设定为6mm/min或者12mm/min，这样我们在计算机中每读取一个压力数据时，其对应的变形量就是0

7、.1mm或者0.2mm，后续数据处理较为方便。3.实验及数据处理本文对图1、图2所示的纸浆模塑制品进行了静态压缩实验。试样1为啤酒运输中的上部缓冲衬垫，其整体几何尺寸为320mm×240mm×36mm、材料厚度为1.63mm、密度为30.375g/cm；试样2用于某种仪表的缓冲衬垫，其整体几何尺寸为264mm×136mm×30mm、材3料厚度为2.03mm、密度为0.387g/cm。设定上压板工作速率为6mm/min,对图1、图2中