Физико-механические свойства гофрокартона
Гофрокартон представляет собой конструкцию с сечением сложной геометрической формы. Он имеет ярко выраженную анизотропию свойств по длине, ширине и толщине. Поэтому определение его физико-механических свойств, а следовательно, и проведение прочностных расчетов изготовленных из него конструкций тары связаны с вполне объяснимыми спецификой и трудностями.
Для оценки физико-механических свойств гофрированного картона для производства тары служат показатели: масса квадратного метра, толщина, плотность, сопротивление излому, разрыву, продавливанию, плоскостному сжатию, кольцевая и торцевая жесткость, влажность, качество склеивания и рилевания.
Масса 1м2 зависит от массы 1 м2 входящих в состав гофрокартона плоских и гофрированных слоев картона, типа гофров и количества клея. Определяют ее отношением веса к площади образца.
Толщина гофрокартона фактически является суммой толщин составляющих его слоев и клеевых прослоек. Определяют толщину по ГОСТ 12432-67 путем замера в разных точках образцов при помощи микрометра или толщинометра. Выражают в миллиметрах.
Плотность (объемную массу) гофрокартона определяют отношением массы 1 м2 к толщине материала. Она в несколько раз меньше плотности входящих в него материалов за счет воздушной прослойки между гофрами.
Сопротивление излому характеризует способность гофрокартона сопротивляться разрушению в местах линий изгиба (рилевания). Определяют числом двойных перегибов до разрушения по ГОСТ 1420-78.
Сопротивление разрыву определяют при растяжении на разрывных машинах по ГОСТ 13525.1-68. Сопротивление разрыву выражают величиной разрывного груза. В зависимости от продолжительности приложения нагрузки сопротивление разрыву может быть различным. При медленном приложении нагрузки показатель сопротивления разрыву будет меньше, чем при быстром. Предел прочности при растяжении определяют отношением
(8.1)
Где Р — средний разрывной груз, Н; Т7 — площадь поперечного сечения образца, мм2.
Одновременно определяют относительное удлинение при разрыве, характеризующее растяжимость материала.
Сопротивление продавливанию определяют по ГОСТ 13525.8-68. Это важный показатель при выборе гофрокартона в процессе конструирования тары. Под закрепленный по контуру образец материала через резиновую диафрагму подают избыточное давление до момента разрыва материала. Показатель продавливания определяют по значению избыточного давления на манометре.
Сопротивление плоскостному сжатию — усилие, которое может выдержать гофрокартон в условиях равномерно распределенной по плоскости нагрузки до разрушения гофров (потери устойчивости гофров). Показатель сопротивления плоскостному сжатию (Па) определяют по формуле
|
|
|
(7 |
|
Сж |
(8.2)
Где Ркр — среднее значение критической нагрузки на образец, Н; 5 — площадь образца, м2.
Испытания обычно проводят на круглых образцах диаметром 90±0,5 мм.
Плоскостная жесткость волнистого слоя (Н), характеризующая его упругость, оказывает влияние на свойства гофрированного картона при его переработке (рилевании, разрезании, нанесении печати, просечки и т. п.), а также определяет жесткость гофрированного картона в изделии.
Кольцевую жесткость определяют по ГОСТ 10711-63 торцевым нагружением до разрушения свернутого в кольцо образца материала. Характеризует жесткость изготовленных из гофрокартона ящиков.
Торцевая жесткость или сопротивление торцевому сжатию определяется по прочности ящика на сжатие. Зависит от кольцевой жесткости плоских и волнистых слоев в поперечном направлении полотна.
Испытания проводят по ГОСТ 20683-75 торцевым нагружением образцов размером 100×500 мм. Показатель сопротивления торцевому сжатию рассчитывают по формуле
Лж=у. (8.3)
Где 0 — разрушающая нагрузка, Н; / — длина образца, см.
Прочность склеивания слоев гофрированного картона — показатель качества его склеивания. Метод испытаний основан на установлении усилия отрыва плоского слоя от волнистого слоя. Величина прочности склеивания зависит от свойств клея, влажности и пористости склеиваемых материалов, прочности их поверхности. Непрочное склеивание гофрокартона снижает его торцевую жесткость и сопротивление сжатию изготовленной из него тары.
Качество рилевания гофрированного картона зависит от технологических факторов: влажности и температуры гофрокартона, вида и профиля рилевочных муфт, степени их прижима и др. Для установления влияния этих факторов определяют прочность картона по линии рилевания. Для этого на образцы картона наносят рилевку, после чего их испытывают на разрыв. Результаты сравнивают с показателями нери — леванного картона и устанавливают относительную потерю прочности от нанесенной рилевки. Рилевку осуществляют специальным лабораторным прибором.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ДИЗАЙН ТАРЫ И УПАКОВКИ13 июля, 2013