餐厅火灾应急预案:AB型双瓦楞纸板在缓冲包装中的应用

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        AB型双瓦楞纸板在缓冲包装中的广泛应用，不断推动人们对其开展进一步的研究。本文通过试验研究双层叠置AB型双瓦楞纸板的冲击与振动特性，给出双层叠置AB型双瓦楞纸板的最大加速度——静应力曲线及其特征系数和经验公式、最大加速度——时间曲线以及振动传递率——频率曲线；并将AB型双瓦楞纸板与发泡聚氨酯泡沫塑料、蜂窝纸板作比较，对其在缓冲包装中的应用进行了探讨。

　　1、试验样品及其预处理

　　试验材料选用由西北纸箱厂提供的AB型双瓦楞纸板，其用料为(300／180.4,／180／180B／300)g／m2。试验前对所有试样进行预处理，试验环境的温湿度分别为T=20℃、RH=64％。在测试过程中采用AB型双瓦楞纸板双层叠置，故实际厚度为13.44cm。按照GB8167－87《包装用缓冲材料动态缓冲试验方法》测试AB型双瓦楞纸板的最大加速度－静应力曲线；按照GB4857.10—86《包装用缓冲材料正弦振动(变频)试验方法》测试AB型双瓦楞纸板振动传递率——频率曲线。

　　2、双层叠置AB型双瓦楞纸板冲击吸收特性分析

　　(1)动态珏编试验数据及最大加速度——时间曲线

　　动态压缩试验数据如表1所示。图1、图2分别为双层叠置AB型双瓦楞纸板在40cm、60cm两种跌落高度下进行动态压缩试验，得到的典型最大加速度——时间曲线，冲击波形类似于半正弦波形；当跌落高度从40cm增大到60cm时，AB型双瓦楞纸板的最大冲击加速度变大，冲击作用时间延长。

　　根据最小二乘法原理，利用Matlab软件拟合动态压缩试验数据，得到了最大加速度——静应力曲线的经验公式以及最大加速度——静应力曲线。

　　图3是双层叠置AB型双瓦楞纸板在40cm、60cm两种跌落高度下的最大加速度——静应力曲线。显然，双层叠置AB型双瓦楞纸板的最大加速度——静应力曲线呈凹谷状，开口向上，只有一个极值点。从曲线还可看出，双层叠置AB型双瓦楞纸板在较低的冲击载荷作用下表现出良好的缓冲性能；随着跌落高度的增加，相同静应力条件下所对应的最大加速度增大。

　　双层叠置AB型双瓦楞纸板变频振动试验数据如表2所示。分析AB型双瓦楞纸板的振动试验数据可知，双层叠置AB型双瓦楞纸板的振动传递率曲线一般具有多个共振频率点，即具有多模态性，而且这些共振点对应的传递率具有明显的差别，即有主次之分。把振动传递率最大的共振点定义为主共振点(或第一共振点)，其它的分别称为第二共振点、第三共振点等，以此类推。正因为其振动具有多模态性，故在利用双层叠置AB型双瓦楞纸板进行缓冲包装设计时，要尽量避免其主共振频率段范围，以免其对包装产品产生过强的冲击作用。从双层叠置AB型双瓦楞纸板的振动传递率曲线还可以看出，在高频激励处的传递率非常小，因此AB型双瓦楞纸板对高频振动有显著的衰减性。

　　3、AB型双瓦楞纸板与几种常用缓冲材料的比较

　　(1)AB型双瓦楞纸板与发泡聚氨酯泡沫塑料的比较

　　发泡聚氨酯泡沫塑料具有耐磨性好、耐低温性优良、耐油、耐化学药品性好等性能。作为缓冲材料，当外力较小时，表现出线弹性，对内装物起到良好的保护作用；当外力较大时，表现出非线弹性，此时发泡聚氨酯泡沫塑料的变形量较大，吸收了很大的冲击能量，与AB型双瓦楞纸板相比，发泡聚氨酯泡沫塑料具有良好的缓冲性能，但其不能回收利用，属于“白色污染”；而AB型双瓦楞纸板便于回收再生利用，便于处理，是一种典型的绿色包装材料。图5是双层叠置AB型双瓦楞纸板与发泡聚氨酯泡沫塑料(ρ=0.032g／cm3)在同一跌落高度(DH=60cm)下的最大加速度一一静应力曲线。

　　(2)AB型双瓦楞纸板与蜂窝纸板性能的比较

　　蜂窝纸板的强度和刚度高，耗材少、质量轻、受压均匀、抗压、抗弯、抗剪强度高，具有良好的防振、隔音性能；而且蜂窝纸板有利于回收再利用，是一种理想的新型包装材料，这一点与AB型双瓦楞纸板是相似的。但蜂窝纸板生产设备的生产效率远低于AB型双瓦楞纸板，生产工艺也不如AB型双瓦楞纸板成熟。在应用方面，蜂窝纸板只适用于大型仪器、电子计算机、家具、玻璃制品以及各类一次性缓冲材料等。而AB型双瓦楞纸板适用于食品、水果、蔬菜、小家电、五金、工业器件、文化用品等质量较轻的工农业产品。图6是双层叠置AB型双瓦楞纸板与不同厚度的蜂窝纸板在同一跌落高度(DH=40cm)下的最大加速度——静应力曲线。

　　AB型双瓦楞纸板的应用还有另一优点，就是瓦楞纸板衬垫可利用瓦楞纸箱生产过程中的废品或边角余料，经模切后粘合即可制成各种形状的缓冲衬垫，具有一定的经济效益。但也有一定的局限性，AB型双瓦楞纸板衬垫的厚度只能通过改变层数来改变，而泡沫衬垫与蜂窝纸板的厚度的选择相对而言比较灵活。蜂窝纸芯的厚度决定蜂窝纸板的厚度，可以做成5mm、8mm、10mm、15mm、20－100mm厚度；泡沫衬垫在不影响缓冲效果的情况下，更可以根据实际情况来选择其厚度。

　　通过测试双层叠置AB型双瓦楞纸板在不同跌落高度下的最大加速度——静应力曲线，并采用最小二乘法拟合双层叠置AB型双瓦楞纸板的最大加速度——静应力曲线，得到其经验公式，探讨了AB型双瓦楞纸板在缓冲防振包装中的应用。试验研究表明，AB型双瓦楞纸板冲击作用时间较长，吸收冲击能量大，冲击载荷较小时具有良好的动态缓冲特性，在运输包装中占有较大优势，是理想的缓冲包装材料。但在应用时必须注意，从缓冲的角度而言，AB型双瓦楞纸板要根据实际内装物的尺寸、质量来选择最优的设计。