第4章 瓦楞纸板(纸包装材料与制品).ppt
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1、第四章第四章 瓦楞纸板瓦楞纸板(Corrugated board)(Corrugated board)1组成组成 面纸面纸(Face layer)、芯纸、芯纸(Flute/Wall)、夹层、夹层(Inner liner)、里、里纸纸(Inner layer)2 发展过程发展过程1871 美美 爱伯特爱伯特琼斯琼斯 发明了用于包装的瓦楞纸芯并获专利发明了用于包装的瓦楞纸芯并获专利1874 美美 奥利尔奥利尔朗朗 发明了单面瓦楞纸板并获专利发明了单面瓦楞纸板并获专利1882 美美 Robert H.Thompson发明了双面瓦楞纸板并获专利发明了双面瓦楞纸板并获专利1894 第一只瓦楞纸箱问世第一
2、只瓦楞纸箱问世1904年为铁路运输接收,年为铁路运输接收,1914年瓦楞纸箱的扩大应用规模年瓦楞纸箱的扩大应用规模3 优点优点成本低、抗压防震,制造贮运、回收方便,可印刷成本低、抗压防震,制造贮运、回收方便,可印刷第一节第一节 瓦楞纸板的种类瓦楞纸板的种类一一 根据瓦楞的齿形根据瓦楞的齿形(Shape)分类分类1 V形瓦楞形瓦楞(VShape flute):挺力好、坚硬,但粘接强:挺力好、坚硬,但粘接强度、缓冲性差;度、缓冲性差;2 U形瓦楞形瓦楞(UShape flute):富有弹性,缓冲性优良,还原:富有弹性,缓冲性优良,还原性好,抗压不如性好,抗压不如V形瓦楞形瓦楞3 UV形瓦楞形瓦楞(
3、UVShape flute):抗压强,弹性好:抗压强,弹性好结论:结论:在同一压力下:在同一压力下:变形量变形量 UUVV 缓冲性缓冲性 UUVV 抗平压性能抗平压性能 UUVV 恢复性恢复性 UUVV二二 根据瓦楞楞型根据瓦楞楞型(Flute)分类分类楞楞型型楞高楞高(mm)瓦楞密度瓦楞密度(个个/30cm)压压楞楞系数系数边边压压强强度度平平压压强强度度平行平行压缩压缩强强度度缓缓冲冲性性能能适适印印性性能能用用途途A 4.5-5.03621.5814414运运输输包装包装C 3.5-4.03821.5023323运运输输包装包装B 2.5-3.05021.3832232销销售包装售包装E
4、1.1-29641.3041141销销售包装售包装结论:结论:单瓦楞纸箱用单瓦楞纸箱用A型楞或型楞或C型楞为最好型楞为最好,双瓦楞双瓦楞纸箱用纸箱用A、B型楞或型楞或B、C型楞相组合的瓦楞最为型楞相组合的瓦楞最为合理,靠外面的用合理,靠外面的用B型楞,这样,该种瓦楞纸板型楞,这样,该种瓦楞纸板便能承受较大的冲击力,同时还能提供较好的印便能承受较大的冲击力,同时还能提供较好的印刷表面;靠里面的使用刷表面;靠里面的使用A型楞或型楞或C型楞,弹性型楞,弹性好,缓冲力强,中包装瓦楞纸箱选用好,缓冲力强,中包装瓦楞纸箱选用B型楞为型楞为宜,具有成本低,印刷效果好等优点宜,具有成本低,印刷效果好等优点 三
5、三根据瓦楞层数分类根据瓦楞层数分类3.根据瓦楞纸板层数分类根据瓦楞纸板层数分类单楞单面单楞单面(两层两层)瓦楞纸板瓦楞纸板(Singleface Corrugated board),B、E单楞双面单楞双面(三层三层)瓦楞纸板瓦楞纸板(Singlewall Corrugated board),A、B、C、E双楞双面双楞双面(五层五层)瓦楞纸板瓦楞纸板(Doublewall Corrugated board),AB、BC三楞双面三楞双面(七层七层)瓦楞纸板瓦楞纸板(Triplewall Corrugated board),ABC,AAA四、瓦楞纸板的国家标准四、瓦楞纸板的国家标准(GB654499
6、)规定了瓦楞原纸、箱纸板的技术指标(规定了瓦楞原纸、箱纸板的技术指标(P63)将瓦楞纸板将瓦楞纸板(单楞、双楞单楞、双楞)按质量高低分为三类五级按质量高低分为三类五级(按按面纸之和的定量,小于面纸之和的定量,小于400、401500、501-640、641-800、大于、大于800 g/m2)30种,如种,如S-1.2、D-1.1规定了每种瓦楞纸板的技术指标:耐破强度、边压强规定了每种瓦楞纸板的技术指标:耐破强度、边压强度、戳穿强度、剥离强度度、戳穿强度、剥离强度五五 瓦楞纸板的新品种瓦楞纸板的新品种 1 超强瓦楞纸板超强瓦楞纸板(X-Ply)七层,其中三个瓦楞芯相互呈度,类似于三层胶合七层,
7、其中三个瓦楞芯相互呈度,类似于三层胶合板,其纵横向耐压性能接近。边压强度提高板,其纵横向耐压性能接近。边压强度提高46%,端压强度提高端压强度提高15%,平压强度提高,平压强度提高92%,纸箱堆码,纸箱堆码强度提高强度提高51%。2 强化瓦楞纸板强化瓦楞纸板 由两层瓦楞原纸夹一层热固型塑料,然后压制成瓦由两层瓦楞原纸夹一层热固型塑料,然后压制成瓦楞时的高温固化树脂,形成平压强度极高的瓦楞纸楞时的高温固化树脂,形成平压强度极高的瓦楞纸板,但回收再生困难。板,但回收再生困难。3 蛇形瓦楞纸板蛇形瓦楞纸板(Serpentine Corrugated board)纵横向强度相近纵横向强度相近4 骨骼形
8、瓦楞纸板骨骼形瓦楞纸板(Bone profile Corrugated board)增加瓦楞胁部抗变形能力增加瓦楞胁部抗变形能力5 十字型瓦楞纸板十字型瓦楞纸板 将两单楞单面的瓦楞纸板纵横交错将两单楞单面的瓦楞纸板纵横交错 粘结起来,包括面纸形粘结起来,包括面纸形成四层十字型瓦楞纸板,弹性好、强度高成四层十字型瓦楞纸板,弹性好、强度高6 双拱形瓦楞纸板双拱形瓦楞纸板 两层瓦楞原纸粘合后压楞成型,再与面纸贴合。平压强度、两层瓦楞原纸粘合后压楞成型,再与面纸贴合。平压强度、抗弯曲性能高,易回收。抗弯曲性能高,易回收。7 微型瓦楞纸板微型瓦楞纸板 楞高低于楞高低于1mm(F楞,楞高楞,楞高0.75m
9、m;G楞,楞高楞,楞高 0.50mm;N楞,楞,0.46mm;O楞,楞,0.3mm),材料轻),材料轻 薄、坚固平整薄、坚固平整,适合装潢印刷,堆叠强度更高,吸震适合装潢印刷,堆叠强度更高,吸震 性性 能更强,成本更低。能更强,成本更低。第二节第二节 生产瓦楞纸板的原料生产瓦楞纸板的原料一一瓦楞原纸瓦楞原纸(Corrugating Paper)1 生产原料生产原料 半化学浆,草浆,废纸半化学浆,草浆,废纸(劣化快劣化快)2 瓦楞原纸的主要技术指标(瓦楞原纸的主要技术指标(P65)3 瓦楞原纸主要性能及测试方法瓦楞原纸主要性能及测试方法(1)环压强度环压强度(RCT,Ring Crush Tes
10、t)将试样插入试样座内形成环形,然后在两压板之间进行将试样插入试样座内形成环形,然后在两压板之间进行 压缩,在压溃时所能承受的最大压力,以压缩,在压溃时所能承受的最大压力,以N/m或或kN/m表示表示 试样与仪器试样与仪器12.7152mm(1/2*6)纵横向各纵横向各10条;环压机条;环压机(电子压缩试验电子压缩试验仪仪),取样刀;,取样刀;操作步骤操作步骤设置仪器设置仪器插入试样,将试样座置于压板正中,并调零插入试样,将试样座置于压板正中,并调零启动,至试样压溃,记数启动,至试样压溃,记数 计算计算环压强度:环压强度:R=F/L N/m;环压指;环压指数:数:r=R/G N.m/g(2)瓦
11、楞芯平压强度瓦楞芯平压强度(CMT,Concora Medium Test)将试样压制成瓦楞并用胶带固定,然后置于压板之间将试样压制成瓦楞并用胶带固定,然后置于压板之间至压溃时的力,以至压溃时的力,以N表示。表示。试样与仪器试样与仪器12.7152mm 纵横向各纵横向各10条条取样刀取样刀 槽纹仪槽纹仪 环压机环压机(电子压缩试验仪电子压缩试验仪)操作步骤操作步骤取样,压制成瓦楞,随即用胶带固定取样,压制成瓦楞,随即用胶带固定置于环压机压板中压缩,未粘胶带面朝上置于环压机压板中压缩,未粘胶带面朝上启动仪器至压溃,记数启动仪器至压溃,记数 计算计算取平均值,用取平均值,用CMT0(直接测试直接测
12、试)或或CMT30(在标准大气在标准大气下处理下处理30min后测试后测试)表示表示二、箱纸板二、箱纸板1.生产原料与等级生产原料与等级等等级级原料要求原料要求用途用途A100%木木浆浆(Kraft)、长纤维浆长纤维浆出口包装箱出口包装箱B50%木木浆浆(Kraft)、长纤维浆长纤维浆出口包装箱出口包装箱C30%木木浆浆(Kraft)、长纤维浆长纤维浆大件包装箱大件包装箱D废纸废纸、草、草浆浆普通包装箱普通包装箱E废纸废纸、草、草浆浆轻载轻载包装箱包装箱2.技术指标技术指标(P67)指指标标名称名称单单位位规规格格A等等B等等C等等D等等定量定量/112.06.0 160.08.0 127.0
13、6.0 180.09.0 140.07.0 200.010.0紧紧度度/cm20.500.45横向横向环压环压指数指数112/127140/160200/N.m/g6.57.18.45.05.87.13.54.05.03.03.23.2纵纵向裂断向裂断长长 km4.003.502.502.00交交货货水分水分%8.02.0三三 瓦楞原纸与箱纸板的选配瓦楞原纸与箱纸板的选配1 质量选配质量选配瓦楞原纸瓦楞原纸 A B C D箱纸板箱纸板 A,B C D E 如果选配不当,容易出现搓板状瓦楞如果选配不当,容易出现搓板状瓦楞2 定量选配定量选配1面张定量面张定量/瓦楞原纸定量瓦楞原纸定量2当面张定量
14、当面张定量/瓦楞原纸定量瓦楞原纸定量=1时,面层会严重变形,出时,面层会严重变形,出现搓板状表面;现搓板状表面;当面张定量当面张定量/瓦楞原纸定量瓦楞原纸定量2.5时,瓦楞芯会由拱形结构时,瓦楞芯会由拱形结构变成矩形,影响瓦楞纸板的厚度与强度变成矩形,影响瓦楞纸板的厚度与强度四四 瓦楞纸板的定量与厚度瓦楞纸板的定量与厚度1 定量定量(1)估算估算 G=Gi对于三层瓦楞纸板:对于三层瓦楞纸板:G=G面面+G里里+G芯芯对于五层瓦楞纸板:对于五层瓦楞纸板:G=G面面+G里里+G夹夹+1G芯芯+2 G芯芯(2)测量测量切取一定规格的瓦楞纸板称量,然后计算出定量。切取一定规格的瓦楞纸板称量,然后计算出
15、定量。2.厚度厚度 (1)估算估算 T=h i+t i对于三层瓦楞纸板:对于三层瓦楞纸板:T=t面面+t里里+h芯芯对于五层瓦楞纸板:对于五层瓦楞纸板:T=t面面+t里里+t夹夹+h芯芯1+h芯芯2(2)测量测量使用试样用瓦楞纸板厚度仪测量使用试样用瓦楞纸板厚度仪测量取试样取试样200250mm进行测量,最后求出平均值,精确进行测量,最后求出平均值,精确到到0.05mm。测量压力为。测量压力为20kPa。第三节第三节瓦楞纸板的生产工艺与设备瓦楞纸板的生产工艺与设备设备种类:设备种类:间歇式、连续式和半连续式。间歇式、连续式和半连续式。一一 瓦楞纸板的连续式生产工艺与设备瓦楞纸板的连续式生产工艺
16、与设备1设备分类设备分类符号符号名称名称车车速速(m/min)幅幅宽宽(mm)年年产产量量(万万m2)H重型重型线线(高速高速线线)2002000-32005000M中型中型线线(中速中速线线)1002001600-20001000L轻轻型型线线(低速低速线线)5002 型号规格与产量估算型号规格与产量估算(1)型号规格型号规格如如WJ24028003(2)产量估算产量估算 Q=60kBVQ产量,产量,m2/h;k生产系数,取生产系数,取0.4到到0.6B幅宽,幅宽,m;V车速,车速,m/minWJXXXXXXXX瓦楞纸板楞数瓦楞纸板楞数瓦楞纸板机幅宽,瓦楞纸板机幅宽,mm瓦楞纸板机车速,瓦楞
17、纸板机车速,m/min瓦楞纸板生产线代号瓦楞纸板生产线代号3.瓦楞纸板机国内外生产厂家瓦楞纸板机国内外生产厂家国内:国内:首都机械厂首都机械厂;湖北轻工机械厂湖北轻工机械厂;邯郸机械厂;邯郸机械厂;广东、上海、四川、山东等厂家。广东、上海、四川、山东等厂家。国外国外:美:美:Longston朗斯顿;朗斯顿;Koppers柯佩尔;国际瓦楞机公司;柯佩尔;国际瓦楞机公司;Sands德:德:BHS;Peters 法:法:Martin(二者现属二者现属Bobst Gruppe)英:英:Simon 意:意:Agnati 日:三菱公司日:三菱公司 二二瓦楞纸板生产线的组成及工作原理瓦楞纸板生产线的组成及工
18、作原理1 1单面机单面机作用作用 将瓦楞原纸压制成瓦楞,并在楞峰单侧涂胶后与箱将瓦楞原纸压制成瓦楞,并在楞峰单侧涂胶后与箱纸板贴合形成单楞单面瓦楞纸板。纸板贴合形成单楞单面瓦楞纸板。组成组成原原(退退)纸架纸架预热辊预热辊(缸缸)水分调整辊水分调整辊瓦楞辊瓦楞辊涂胶装置涂胶装置导纸爪导纸爪贴压辊贴压辊输送桥架输送桥架(1)原原(退退)纸架纸架作用:支承原纸卷筒并以恒定张力释放。作用:支承原纸卷筒并以恒定张力释放。主要结构:回转轴、支承臂、卡紧锥头、张力制动器主要结构:回转轴、支承臂、卡紧锥头、张力制动器工作原理:移动螺杆使支承臂间距与纸幅宽相同,卡工作原理:移动螺杆使支承臂间距与纸幅宽相同,卡
19、紧后固定,使纸卷处于工作位置。紧后固定,使纸卷处于工作位置。张力控制:纸卷直径张力控制:纸卷直径D 牵引力牵引力F M+=1/2DF 轴的直径轴的直径d 摩擦力摩擦力F(F=fw)M-=1/2dF 因为工作时因为工作时,F恒定恒定 D减少减少 则则M+减小减小 d恒定恒定 F必须减少,使必须减少,使M+=M-恒等恒等 所以要控制好摩擦力所以要控制好摩擦力F,该控制由机械、液压、气压、,该控制由机械、液压、气压、电磁等装置来完成。电磁等装置来完成。(2)预热辊预热辊(缸缸)作用:加热原纸,利于瓦楞成型;同时可调整水分。作用:加热原纸,利于瓦楞成型;同时可调整水分。结构:烘缸结构:烘缸(缸面温度缸
20、面温度150C左右左右),本身无动力装置,本身无动力装置,由纸页拖动导纸辊由纸页拖动导纸辊(改变包角与受热面积改变包角与受热面积)原理:通过传导来加热原纸原理:通过传导来加热原纸单缸时,非涂胶面与缸面接触,使之脱离缸面后由于单缸时,非涂胶面与缸面接触,使之脱离缸面后由于纸内水分的转移而对胶液产生抽吸作用,利于粘合剂纸内水分的转移而对胶液产生抽吸作用,利于粘合剂向纸内渗透。向纸内渗透。(3)水分调整辊水分调整辊作用:调整水分,作用:调整水分,利于瓦楞成型,利于瓦楞成型,加热原纸,消除加热原纸,消除皱折皱折构造:缺口铸铁构造:缺口铸铁辊、仓室、开关辊、仓室、开关原理:二次蒸汽原理:二次蒸汽从开关口
21、喷出,从开关口喷出,高温过饱和蒸汽高温过饱和蒸汽既润湿原纸,又既润湿原纸,又加热原纸,增加加热原纸,增加纸幅塑性,利于纸幅塑性,利于变形,消除皱折变形,消除皱折(4)瓦楞辊瓦楞辊将瓦楞原纸压制成瓦楞将瓦楞原纸压制成瓦楞结构结构序号序号名称名称组组成成说说明明1瓦楞瓦楞辊辊250350mm35CrMo钢钢上瓦楞上瓦楞辊辊(被被动动)寿命寿命普通普通辊辊 1800万万m镀铬辊镀铬辊 2800万万m下瓦楞下瓦楞辊辊(主主动动)渗氮渗氮辊辊 3600万万m2 加加热热系系统统蒸汽系蒸汽系统统压压力力1.21.4Mpa(190198)测测温温热热偶表面温度偶表面温度计计滴水:半球状滴水:半球状1503
22、加加压压系系统统气气压压系系统统工作工作时时加加压压,停机,停机时时上下上下辊辊分离分离液液压压系系统统机械机械压压力系力系统统 技术指标技术指标a 配合压力:上下辊的啮合力,以线配合压力:上下辊的啮合力,以线压力压力N/cm表示。试验表明,配合压力表示。试验表明,配合压力大小与楞型、原纸质量等因素有关。大小与楞型、原纸质量等因素有关。日对某种原纸研究后结果如图。日对某种原纸研究后结果如图。b 平行度:上下瓦楞辊轴线平行程度。平行度:上下瓦楞辊轴线平行程度。上下瓦楞辊不平行,生产的瓦楞纸板瓦楞高度不上下瓦楞辊不平行,生产的瓦楞纸板瓦楞高度不对称,质量差,严重时不能使用。对称,质量差,严重时不能
23、使用。检查平行度方法:检查平行度方法:复写纸法复写纸法(两张白纸中间夹复写纸两张白纸中间夹复写纸);保险丝法。保险丝法。检查原因及调整检查原因及调整c 中高:瓦楞辊中间与两端直径之差,以中高:瓦楞辊中间与两端直径之差,以mm表示;一表示;一 般为般为 0.20.3mm。幅宽小于幅宽小于1600mm,要求上辊有中高;,要求上辊有中高;幅宽大于幅宽大于1600mm,要求上下辊都有中高,且为挠度的四,要求上下辊都有中高,且为挠度的四 倍。倍。d 齿面包角:压楞时瓦楞原纸与瓦楞辊齿面的接触包覆角之齿面包角:压楞时瓦楞原纸与瓦楞辊齿面的接触包覆角之 和,以弧度表示。和,以弧度表示。C型瓦楞辊压楞时齿面包
24、角型瓦楞辊压楞时齿面包角 为为8.24弧度,即:弧度,即:Q=22+42+75+99+114+120=472注:楞型、生产厂家不同或瓦楞辊修理前后,齿面包角不同或均有差别。注:楞型、生产厂家不同或瓦楞辊修理前后,齿面包角不同或均有差别。压楞时瓦楞原纸的应力应压楞时瓦楞原纸的应力应变变 张应力、压应力、剪切张应力、压应力、剪切力力.u张应力与应变张应力与应变 T=T制制+T预预+T润润+T导导+T齿齿 方框中为初张力方框中为初张力T初初即即T1,即接触瓦楞辊前纸,即接触瓦楞辊前纸幅受到的张力。幅受到的张力。对于特定楞型,对于特定楞型,角是固定的,决定角是固定的,决定T2大小的因素有大小的因素有T
25、1和和f,而而f的影响远远大于的影响远远大于T1,其成对数关系。,其成对数关系。如如p76中表所示,若中表所示,若T1=350N,则随,则随f值的增大,值的增大,T2迅速增加;迅速增加;如果如果T2大到超过纸幅固有的抗张强度大到超过纸幅固有的抗张强度S,则纸幅断裂,断裂,则纸幅断裂,断裂部位在瓦楞腰部。部位在瓦楞腰部。减小的方法:减小的方法:控制水分在控制水分在912%,当水分相差,当水分相差6%时,时,f值相差值相差0.15;提高温度提高温度(当温度由当温度由23提高到提高到154时,时,f值下降值下降0.3);喷洒石墨、石蜡等减摩剂喷洒石墨、石蜡等减摩剂。u压应力与应变压应力与应变 瓦楞原
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