Измерение жесткости гофрированного картона при изгибе

УДК

676.274

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2016.1.155

Аннотация

Ящики из гофрированного картона являются очень распространенным видом упаковки. Для прогнозирования их поведения в условиях эксплуатации используют не только стандартные, но и дополнительные характеристики гофрированного картона,
в первую очередь жесткость при изгибе. Из всех методов измерения жесткости гофрокартона при изгибе наибольшей достоверностью обладает 4-точечный метод, сведений об использовании которого в настоящее время недостаточно. В работе представлена методика измерения жесткости гофрированного картона при 4-точечном режиме изгиба на приборе L&W 4-point Bending Stiffness Tester SE 108. На примере образцов трехслойного гофрокартона различных марок от Т22 до Т25 с профилем гофры С выполнен анализ факторов, влияющих на результаты испытания. Исследовано влияние длины образца в диапазоне от 100 до 200 мм и массы грузов в диапазоне от 70 до 220 г. Показано преимущество принятия за результат среднего геометрического жесткости при изгибе, измеренной в машинном (MD) и поперечном машинному (CD) направлениях. Экспериментально установлено, что увеличение длины образца и прилагаемой нагрузки приводит к снижению жесткости гофрокартона при изгибе.
В наибольшей степени влияние длины образца сказывается при низких значениях прилагаемой нагрузки, влияние прилагаемой нагрузки – при малой длине образца. Установлено, что анизотропия жесткости при изгибе гофрокартона низкой марки Т22 (2,7…3,1) выше, чем высокой марки Т25 (2,5…2,7), и она уменьшается с увеличением длины образца. Для корректного и надежного проведения измерения длина испытуемого образца гофрокартона должна составлять не менее 200 мм, поскольку в этом случае влияние других факторов практически нивелируется. Величина прилагаемой нагрузки зависит от марки гофрокартона и должна составлять от 120 до 220 г. Полученные результаты позволят повысить достоверность оценки качества гофрированного картона и обеспечить более надежное прогнозирование свойств гофроящиков.

Сведения об авторах

© Е.Ю. Ларина, канд. техн. наук

Я.В. Казаков, канд. техн. наук

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова,

наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002; е-mail: ketrin@bk.ru,

j.kazakov@narfu.ru

Ключевые слова

гофрированный картон, изгиб, сопротивление изгибу, жесткость при изгибе

Литература

1. ГОСТ 7376–89. Картон гофрированный. Общие технические условия. Введ. 01.01.91.

2. Казаков Я.В., Гурьев А.В., Комаров В.И., Крыжановский А.О. Журавлева А.Н. Жесткость при изгибе гофрокартона // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2006. № 6.
С. 50–52.

3. Комаров В.И. Деформативность целлюлозно-бумажных материалов при изгибе // Лесн. журн. 1994. № 1. С. 96–103. (Изв. высш. учеб. заведений).

4. Комаров В.И. Жесткость при изгибе целлюлозно-бумажных материалов. Анализ методов измерения и влияния технологических факторов // Лесн. журн. 1994. № 3. С. 133–142. (Изв. высш. учеб. заведений).

5. Комаров В.И., Гурьев А.В., Елькин В.П. Механика деформирования целлюлозных тароупаковочных материалов: учеб. пособие. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. 175 с.

6. Комаров В.И., Ларина Е.Ю. Расчет жесткости при изгибе волокнистых
целлюлозно-бумажных материалов с учетом пластической деформации в сжатой
зоне в плоскости листа // Лесн. журн. 2009. № 4. С. 106–110. (Изв. высш. учеб. заве-дений).

7. Ларина Е.Ю., Комаров В.И. Влияние пластических деформаций по толщине и в плоскости листа, возникающих при испытании на изгиб, на величину измеряемой характеристики // Лесн. журн. 2010. № 4. С. 89–95. (Изв. высш. учеб. заведений).

8. Прибор L&W 4-point Bending Stiffness Tester SE 018 для определения сопротивления образцов изгибу. Руководство по эксплуатации. Lorentzen & Wettre, 1999.
27 c.

9. Смолин А.С., Комаров В.И., Дубовый В.К., Белоглазов В.И. Технология гофрокартона: учеб. пособие. Ч. I. СПб.: СПбГГТУРП, 2014. 146 с.

10. Blechschmidt J. Papierverarbeitungstechnik. Dresden, 2012. 576 S.

11. Markstrom H. Testing Methods and Instruments for Corrugated Board. Elanders Tofters AB, 1999. 103 p.

Ссылка на английскую версию:

Measurement of Bending Stiffness of Corrugated Board

УДК 676.274

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.1.155

Measurement of Bending Stiffness of Corrugated Board

E.Yu. Larina, Candidate of Engineering

Ya.V. Kazakov, Candidate of Engineering

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; е-mail: ketrin@bk.ru, j.kazakov@narfu.ru

The corrugated boxes are a very common type of packaging. The standard and additional features of corrugated board, primarily the bending stiffness are used in order to predict their behavior under operating conditions. The 4-point method is more valid of all the methods of measuring the bending stiffness of corrugated board. The information on the use of it is currently insufficient. The paper presents a method of measuring the stiffness of corrugated board with the 4-point bending mode on the device “L&W 4-point Bending Stiffness Tester SE 108”. The analysis of the factors affecting on the test results is carried out on the samples of C-flute single-wall corrugated board of different brands of T22 to T25. The influence
of the sample length within the range from 100...200 mm and a loaded weight in the range from 70...220 grams is studied. The advantage of acceptance as a result of the geometric mean of bending stiffness, measured in the machine (MD) and cross machine (CD) directions is shown. It is established experimentally that the increasing the length of the sample and the applied load decreased bending stiffness of corrugated board. The greatest impact of the sample length affects at the low values of the applied load and the effect of the applied load – at a small length of the sample. It is found that the anisotropy of bending stiffness of corrugated board of the low grade T22 (2.7...3.1) was higher than that of the high grade T25 (2.5...2.7). The anisotropy of bending stiffness decreases with the increasing of the sample length. For the accurate and reliable measurement the length of the test sample of corrugated board should be at least 200 mm, as in this case the influence of other factors almost has no effect. The magnitude of the applied load depends on the brand of corrugated board and should be within the range from 120...220 grams. The results can improve the accuracy of the assessment of corrugated board quality and provide a more reliable prediction of the properties of the corrugated boxes.

Keywords: corrugated board, bending, bending resistance, bending stiffness.

REFERENCES

1. GOST 7376–89. Karton gofrirovannyy. Obshchie tekhnicheskie usloviya [State Standard 7376-89. Corrugated Board. General Specifications]. Moscow, 1991.

2. Kazakov Ya.V., Gur'ev A.V., Komarov V.I., Kryzhanovskiy A.O. Zhuravleva A.N. Zhestkost' pri izgibe gofrokartona [Bending Stiffness of Corrugated Board]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton [Pulp. Paper. Board], 2006, no. 6, pp. 50–52.

3. Komarov V.I. Deformativnost' tsellyulozno-bumazhnykh materialov pri izgibe [Strain Capacity of Pulp and Paper Materials under Bending]. Lesnoy zhurnal, 1994, no. 1, pp. 96–103.

4. Komarov V.I. Zhestkost' pri izgibe tsellyulozno-bumazhnykh materialov. Analiz metodov izmereniya i vliyaniya tekhnologicheskikh faktorov [Bending Stiffness of Pulp and Paper Materials. Analysis of the Measuring Methods and the Impact of Technological Factors]. Lesnoy zhurnal, 1994, no. 3, pp. 133–142.

5. Komarov V.I., Gur'ev A.V., El'kin V.P. Mekhanika deformirovaniya tsellyuloznykh taroupakovochnykh materialov [Mechanics of Deformation of Cellulose Packaging Materials]. Arkhangelsk, 2002. 175 p.

6. Komarov V.I., Larina E.Yu. Raschet zhestkosti pri izgibe voloknistykh tsellyulozno-bumazhnykh materialov s uchetom plasticheskoy deformatsii v szhatoy zone v ploskosti lista [Calculation of the Bending Stiffness of Fibrous Pulp and Paper Materials with Regard to Plastic Deformation in the Compression Region in the Sheet Plane]. Lesnoy zhurnal, 2009, no. 4, pp. 106–110.

7. Larina E.Yu., Komarov V.I. Vliyanie plasticheskikh deformatsiy po tolshchine i v ploskosti lista, voznikayushchikh pri ispytanii na izgib, na velichinu izmeryaemoy kharakteristiki [Effect of Plastic Deformation in Thickness and Paper Sheet Plane Occurring in Bending on Measured Parameter Value]. Lesnoy zhurnal, 2010, no. 4, pp. 89–95.

8. L&W 4-Point Bending Stiffness Tester. Manual. Available at: http://
l-w.com/produkt/lw-4-point-bending-stiffness-tester.

9. Smolin A.S., Komarov V.I., Dubovyy V.K., Beloglazov V.I. Tekhnologiya gofrokartona. Chast' 1 [Technology of Corrugated Board. Part I]. Saint Petersburg, 2014.
146 p.

10. Blechschmidt J. Papierverarbeitungstechnik. Dresden, 2012. 576 p.

11. Markstrom H. Testing Methods and Instruments for Corrugated Board. Elanders Tofters AB, 1999. 103 p.

Received on May 13, 2015