《包裝材料學(xué)》課程設(shè)計(jì)-06年

《包裝材料學(xué)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師——黃勤題目瓦楞紙箱包裝設(shè)計(jì)及檢測(cè)〔GB9380-88彩色電視播送接收機(jī)包裝〕電視機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對(duì)包裝的技術(shù)要求電視機(jī)包裝防護(hù)功能的設(shè)計(jì)檢驗(yàn)〔瓦楞紙箱包裝全程質(zhì)量監(jiān)控〕一、電視機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對(duì)包裝的技術(shù)要求包裝技術(shù)要求：包裝的保護(hù)功能應(yīng)滿足TV使用性能及外形美觀〔印刷文字、圖案〕的要求包裝設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品包裝防護(hù)功能：滿足防塵、防濕、防結(jié)露、防鹽霧及緩沖要求。包裝車間、儲(chǔ)存?zhèn)}庫應(yīng)通風(fēng)良好，溫度不得高于32℃，濕度＜75%RH，包裝有效期2年。包裝箱設(shè)計(jì)：瓦楞紙箱應(yīng)符合GB4895及GB6543中第4.2條第五章和附錄C的要求；瓦楞紙箱的機(jī)械性能應(yīng)根據(jù)內(nèi)裝物質(zhì)量〔kg〕、包裝件的流通環(huán)境條件來確定，并根據(jù)GB6543附錄C進(jìn)行計(jì)算，確定K值時(shí)，貯存期應(yīng)當(dāng)和流通條件相一致；包裝箱印刷貯運(yùn)標(biāo)志及收發(fā)貨標(biāo)志應(yīng)符合GB191、GB6388和本標(biāo)準(zhǔn)條的規(guī)定。包裝形式：彩色電視機(jī)一般以單臺(tái)進(jìn)行包裝，當(dāng)需要多臺(tái)組合包裝時(shí)，應(yīng)采用內(nèi)包裝箱按有關(guān)規(guī)定或合同要求組合包裝；當(dāng)需要托盤按一定要求成組進(jìn)行聯(lián)運(yùn)時(shí)，包裝件必須符合GB2934的規(guī)定；采用集裝箱運(yùn)輸時(shí)，包裝箱必須符合GB1834的規(guī)定。二、電視機(jī)包裝防護(hù)功能的設(shè)計(jì)〔一〕防塵：包裝應(yīng)具備防塵條件，用發(fā)泡材料〔如PETP片材等〕、PE吹塑膜等與TV不發(fā)生化學(xué)作用的材料，進(jìn)行整體防塵，防塵袋應(yīng)封口?！捕撤莱保簽榉乐沽魍ㄟ^程中降雨或大氣中濕氣對(duì)彩電的影響，包裝件應(yīng)具備一定的防潮條件，如：一般防潮：僅外外表紙進(jìn)行防潮處理【重施膠】。擋水：內(nèi)外面紙、瓦楞原紙、玉米淀粉膠均進(jìn)行防潮處理。防結(jié)露：溫度驟然變化在紙箱外表形成水珠時(shí)，會(huì)造成霉變及強(qiáng)度下降。應(yīng)采用外罩PE袋、內(nèi)裝枯燥劑的方法。防鹽霧、防大雨：外罩銀色的AL罩，或用PETP真空鍍鋁膜，內(nèi)外面紙有夾層【PE膜】、集合包裝用苫布。〔三〕緩沖：包裝件應(yīng)有足夠的緩沖能力，以保證彩電在流通過程中受到?jīng)_擊、振動(dòng)等外力作用時(shí)，免受機(jī)械損傷或因機(jī)械損傷使其彩電性能下降或失效。1。緩沖墊選材及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2。瓦楞紙箱設(shè)計(jì)箱型、箱坯圖瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度【BCT】設(shè)計(jì)及選材用戶要求：××64cm彩電，質(zhì)量為28kg，尺寸為746×485×550mm〔最大綜合尺寸1781mm〕。采用集裝箱公路、海運(yùn)方式聯(lián)運(yùn)〔須防震動(dòng)、防鹽霧、防結(jié)露〕儲(chǔ)存期半年以上〔平安系數(shù)取5〕，最大堆碼8層。廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)：〔一〕按GB規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)查表：按GB要求確定箱型、尺寸、瓦楞紙板結(jié)構(gòu)、P值〔破裂強(qiáng)度〕、ECT值〔邊壓強(qiáng)度，即綜合環(huán)壓值Px〕。選材：校核：〔二〕按實(shí)際的BCT值選材計(jì)算先按用戶要求〔出口包裝〕，初選內(nèi)外面紙、襯紙的定量及等級(jí)。由公式P=0.95Σσb校核P值。確定內(nèi)外面紙的定量、等級(jí)；再由ECT值，用公式Px=ΣγQ+ΣγmQm計(jì)算芯紙的定量、等級(jí)；同時(shí)考慮防霧氣、防潮、防結(jié)露的要求：僅外面紙的正面重施膠〔涂布瀝青或K涂料〕；內(nèi)外面紙、芯紙、膠均進(jìn)行防潮、防水處理，并外罩PE袋；集合包裝使用雙面壓敏膠帶將紙箱之間粘牢，用托盤堆碼〔4×4個(gè)紙箱〕，并用拉伸膜裹包〔計(jì)算拉伸膜用量〕。列表：內(nèi)外面紙、襯紙、芯紙的各頂技術(shù)指標(biāo)。由公式P=PxF計(jì)算理論上的抗壓強(qiáng)度〔其中Px是根據(jù)選材或GB規(guī)定的ECT值確定的，F(xiàn)值那么是根據(jù)Z值查表計(jì)算而得〕。由公式P=αw〔H/h-1〕計(jì)算實(shí)際堆碼時(shí)的抗壓強(qiáng)度〔其中α為平安系數(shù)，w為包裝件的質(zhì)量，H/h為堆碼層數(shù)〕。結(jié)論：理論上的P值應(yīng)當(dāng)比實(shí)際上的P值高時(shí)，堆碼才平安。計(jì)算P=αw〔H/h-1〕根據(jù)P=PxF求Px值，可以先確定面紙、襯紙的定量、等級(jí)，再求芯紙的定量、等級(jí)，或反之求面紙、襯紙的定量、等級(jí)。標(biāo)志設(shè)計(jì)三、檢驗(yàn)〔瓦楞紙箱包裝全程質(zhì)量監(jiān)控〕〔一〕原材料檢測(cè)〔紙箱廠對(duì)外廠長(zhǎng)或進(jìn)口的瓦楞紙板原紙的卷筒紙進(jìn)行檢測(cè)〕〔二〕半成品〔由生產(chǎn)線上取瓦楞紙板試樣，或由瓦楞紙箱上取樣〕〔三〕成品〔瓦楞紙箱〕檢測(cè)〔一〕原材料檢測(cè)〔紙箱廠對(duì)外廠長(zhǎng)或進(jìn)口的瓦楞紙板原紙的卷筒紙進(jìn)行檢測(cè)〕1、按GB〔或合同規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)〕檢查面紙、芯紙的等級(jí)〔如造紙?jiān)弦?guī)定的高強(qiáng)瓦楞原紙、A等級(jí)的掛面紙板，打漿度等〕2、按GB【或合同規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)】對(duì)面紙、芯紙的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，其中面紙測(cè)：①定量、含水量、施膠度【正反面吸水性】②測(cè)〔橫〕環(huán)壓指數(shù)③〔橫〕耐折度耐破指數(shù)；芯紙測(cè)；定量、含水量、厚度〔橫〕環(huán)壓指數(shù)〔縱〕裂斷長(zhǎng)CMT值〔實(shí)驗(yàn)室內(nèi)取152×12.7試樣，起楞后用透明膠帶紙、圖釘固定后測(cè)康克拉平面壓縮強(qiáng)度〕〔二〕半成品〔由生產(chǎn)線上取瓦楞紙板試樣，或由瓦楞紙箱上取樣〕1、按GB〔或合同規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)〕檢測(cè)測(cè)邊壓強(qiáng)度〔ECT，建ECT—RCT之間的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，檢驗(yàn)ECT是否由構(gòu)成瓦楞紙板所有原紙的RCT累加而成，或存在系數(shù)關(guān)系；研究ECT試樣的取樣標(biāo)準(zhǔn)，找出真實(shí)反映邊緣壓縮強(qiáng)度的試驗(yàn)方法〕測(cè)平壓強(qiáng)度〔FCT〕測(cè)粘合強(qiáng)度〔按出口包裝A=F/n.w計(jì)算〕測(cè)破裂強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度。2、非標(biāo)準(zhǔn)工程檢測(cè)翹曲：現(xiàn)象、定義、危害、產(chǎn)生機(jī)理分析及對(duì)策研究。上下楞：定義、危害、對(duì)策。搓衣板現(xiàn)象的研究。〔三〕成品〔瓦楞紙箱〕檢測(cè)1、瓦楞紙箱頂?shù)降灼矫鎵嚎s強(qiáng)度〔BCT〕試驗(yàn)〔建立BCT—RCT之間的關(guān)系式，檢驗(yàn)簡(jiǎn)化凱里卡特公式BCT=ECT.F的正確性〕瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度通常指的是頂面到底面的平壓〔頂?shù)降卓箟簭?qiáng)度，BCT〕，在壓力試驗(yàn)機(jī)均勻施加動(dòng)態(tài)壓力至箱體破損失的最大負(fù)荷及變形量。對(duì)于瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度，美國﹑瑞典﹑加拿大﹑芬蘭及其他主要產(chǎn)紙大國的許多學(xué)者都作了大量的研究，從而得出了瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度與組成它的箱紙板和瓦楞原紙的性能指標(biāo)之間的關(guān)系。下面建立與BCT相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的分類表，包括公式﹑年代和建立組織。圖2—11紙的環(huán)壓試驗(yàn)示意圖表1－2與BCT相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的分類表對(duì)上表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共有包括美國、瑞典﹑加拿大﹑芬蘭在內(nèi)的8個(gè)國家的9個(gè)組織機(jī)構(gòu)，建立了各國的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式共20個(gè)，它們都從理論和實(shí)踐上研究瓦楞原紙、箱紙板環(huán)壓強(qiáng)度與瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度、紙箱的抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，制造瓦楞紙板的原紙選定以后，可以利用這些關(guān)系式估算瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度，可以簡(jiǎn)化測(cè)試手段。然而這些公式在國內(nèi)的研究尚屬空白，在我國瓦楞紙箱生產(chǎn)管理過程中運(yùn)用這些公式時(shí)，其估算數(shù)值跟實(shí)測(cè)結(jié)果往往存在較大的差異。本課題意在倡導(dǎo)在國內(nèi)現(xiàn)有條件下，建立適合我國國情的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，研究國產(chǎn)瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度與瓦楞紙板、紙箱抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。目前，專家學(xué)者們提出的計(jì)算瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的公式有多種，但出發(fā)點(diǎn)或計(jì)算的依據(jù)不盡相同。一類是根據(jù)瓦楞紙?jiān)埖膹?qiáng)度，如凱里卡特公式〔〕和馬爾荷爾特公式等；另一類是根據(jù)瓦楞紙板的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的，如沃爾夫公式和馬基(Makee)公式等。通過實(shí)例論證可知，當(dāng)以紙箱周長(zhǎng)來反映箱結(jié)構(gòu)對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響時(shí)，通常采用Kellicult公式，計(jì)算簡(jiǎn)便、實(shí)用；當(dāng)主要考慮各個(gè)垂直箱面所承擔(dān)的抗壓強(qiáng)度的組合時(shí)，就不能用Kellicult公式，而用Makee公式比較實(shí)際。①凱里卡特〔〕公式凱里卡特公式根據(jù)瓦楞紙板原紙的環(huán)壓強(qiáng)度計(jì)算紙箱的抗壓強(qiáng)度。P=PX(4aXZ/Z)2/3ZJ(1)式中：P－－瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度〔N〕；PX－－瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強(qiáng)度(N/cm)；aXZ－－瓦楞常數(shù)；Z－－瓦楞紙箱周邊長(zhǎng)(cm)；J－－紙箱常數(shù)。其中瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強(qiáng)度計(jì)算公式如下：PX=(ΣRn+ΣCRmn)/15.2(2)式中：Rn－－面紙環(huán)壓強(qiáng)度測(cè)試值(N/0.152m)Rmn－－瓦楞芯紙環(huán)壓強(qiáng)度測(cè)試值(N/0.152m)C－－瓦楞收縮率，即瓦楞芯紙長(zhǎng)度與面紙長(zhǎng)度之比。對(duì)于單瓦楞紙板來說，公式〔2〕為：PX=(R1+R2+RmC)/15.2對(duì)于雙瓦楞紙板來說，公式〔2〕為：PX=(R1+R2+R3+Rm1C1+Rm2C2)/15.2以上諸公式中的15.2(cm)為測(cè)定原紙環(huán)壓強(qiáng)度時(shí)的試樣長(zhǎng)度。在紙板聯(lián)合機(jī)上生產(chǎn)瓦楞紙板時(shí)，原紙環(huán)壓強(qiáng)度均取橫向值。公式〔1〕中的Z值計(jì)算公式如下：Z=2(Lo+Bo)(3)式中：Z－－紙箱周邊長(zhǎng)(cm)Lo－－紙箱長(zhǎng)度外尺寸(cm)Bo－－紙箱寬度外尺寸(cm)上述公式中的aXZ﹑J﹑C值見表1－1表1－1各種楞型的瓦楞常數(shù)﹑紙箱常數(shù)與瓦楞收縮率②馬基(Makee)公式BCT=k×ECT(4)式中：BCT－－瓦楞紙箱從頂?shù)降椎目箟簭?qiáng)度；t－－瓦楞紙板的厚度；z－－紙箱周邊長(zhǎng)［〔長(zhǎng)+寬〕×2］；ECT－－瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度k－－系數(shù)，一般取0.05874，隨不同試樣，不同測(cè)試條件而變。如上所述，凱里卡特公式是根據(jù)瓦楞紙板原紙的環(huán)壓強(qiáng)度計(jì)算紙箱的抗壓強(qiáng)度，即用原紙的環(huán)壓試驗(yàn)值〔RCT〕來建立與空箱抗壓試驗(yàn)值(BCT)之間的關(guān)系。麥奇公式那么是建立紙板邊壓試驗(yàn)值〔ECT〕與空箱抗壓試驗(yàn)值〔BCT〕之間的關(guān)系。這里顯然有一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法問題。每一類經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的建立對(duì)試樣的形狀、尺寸、環(huán)境條件、設(shè)備儀器都有明確的要求。但是傳統(tǒng)試驗(yàn)中反映出來的試驗(yàn)值是否能真正測(cè)出原紙、紙板、紙箱的強(qiáng)度。一直是瓦楞紙箱制造業(yè)研究的課題之一。利用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，經(jīng)過大量試驗(yàn)，還可以建交原紙、瓦楞紙板、紙箱強(qiáng)度之間的關(guān)系曲線，從而方便、快捷的查詢所需的強(qiáng)度值〔見下例〕。例：圖4～3左半局部，橫坐標(biāo)表示瓦楞紙板面紙和內(nèi)面紙的環(huán)壓值，斜線表示瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度值。圖中斜線表示瓦楞紙板邊壓強(qiáng)度〔EＣＴ〕與瓦楞紙板原紙的環(huán)壓強(qiáng)度〔ＲＣＴ〕的關(guān)系，符合線性關(guān)系：〔５〕式中：Ｒ１――面紙和內(nèi)面紙環(huán)壓值的平均值〔Ｋｐ／ｃｍ〕Ｒ２――瓦楞原紙的環(huán)壓值〔Ｋｐ／ｃｍ〕ａ、ｂ為常數(shù)。在斜線上任意找二點(diǎn)的坐標(biāo)，建立一組方程，解得：ａ＝２，ｂ＝１.5圖4－３右半局部用瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度〔ＥＣＴ〕等參數(shù)來計(jì)算紙箱的抗壓強(qiáng)度，所建立關(guān)系式就是簡(jiǎn)化的麥奇公式：式中：ＢＣＴ――紙箱的抗壓強(qiáng)度〔Ｋｐ〕ｔ――瓦楞紙板的厚度〔ｍｍ〕〔這等于ｍｍ〕ＥＣＴ――邊壓強(qiáng)度〔Ｋｐ／ｃｍ〕Ｋ――常數(shù)，圖中直線的斜率Ｚ――箱子的周長(zhǎng)〔ｃｍ〕Ｚ＝２Ｗ＋２ＬＷ――紙箱的寬〔ｃｍ〕圖4-3瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度kp/cm瓦楞紙板面紙和內(nèi)面紙的環(huán)壓強(qiáng)度的平均值Ｋｐ／ｃｍ圖4-3紙箱的BCT(估計(jì)值)Ｋｐ瓦楞紙板的ＥＣＴKp/cmＬ――紙箱的長(zhǎng)〔ｃｍ〕采用查圖法，估計(jì)紙箱的抗壓強(qiáng)度〔見圖４－３右局部〕。圖中右局部的橫坐標(biāo)表示紙箱的抗壓強(qiáng)度，斜線表示箱子的周長(zhǎng)。kp/cm瓦楞紙板面紙和內(nèi)面紙的環(huán)壓強(qiáng)度的平均值Ｋｐ／ｃｍＫｐ瓦楞紙板的ＥＣＴKp/cm例如：當(dāng)瓦楞紙板面紙和內(nèi)面紙的環(huán)壓強(qiáng)度的平均值為１.３Ｋｐ／ｃｍ