КОНСТРУИРОВАНИЕ И ДИЗАЙН ТАРЫ И УПАКОВКИ

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

(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 100x500 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.