畅想蜂窝纸板的改进与创新
1、蜂窝-瓦楞双面复合纸板;
蜂窝纸板和瓦楞纸板是目前我国包装行业中广泛使用的两种纸质绿色环保包装材料。在实际应用中,蜂窝纸板多以面外承载形式———即受力方向垂直于纸板表面———作为填充材料或缓冲材料使用。然而人们也发现,虽然蜂窝纸板具有良好的面外承载性能,但其在低应力状态下的缓冲性能欠佳,瓦楞纸板与蜂窝纸板的复合则从一定程度上弥补了蜂窝纸板的这个缺陷。在小荷载情况下,瓦楞纸板具有良好的减震性能,对偶尔出现较大的冲击荷载,蜂窝纸板则可以起到一定的缓冲作用。因此将蜂窝纸板和瓦楞纸板组合使用,可结合两者的优点,拓展蜂窝纸板的应用领域。
采用蜂窝-瓦楞双面复合纸板结构,既结合了蜂窝纸板和瓦楞纸板各自的优点,弥补了蜂窝纸板低应力下缓冲性能的缺陷,同时提高了蜂窝纸板的边压强度,整体包装的粗糙度也得到了改善,给人感觉整洁、高档。另外,蜂窝-瓦楞复合纸板充分利用了瓦楞纸板优良的折叠成型性,经过折叠后形成环形的包装衬垫,运输储存时可展开成平板状。此种衬垫结构灵活,运输储存占用空间少,易成型加工。
实际上,蜂窝-瓦楞双面复合纸板已经在空调包装上使用了,接下来我们重点是研究如何优化两种纸板复合工艺及优化复合结构。
2、双芯蜂窝纸板;
蜂窝纸板要在更广的范围内得到应用,其平压强度的提高非常必要,蜂窝纸板的平压强度与芯纸定量的关系密切,芯纸定量越高,纸板的平压强度越高,然而芯纸的定量越高,纸芯在生产过程中拉开成型的难度越大。为了保证纸芯能够容易拉开成型,又能具备较高的抗压强度,已经有人提出用高、低不同两种定量的纸板作为芯纸。生产双芯蜂窝板时采用六卷芯纸,五卷为低定量芯纸,一卷为高定量芯纸或多层芯纸。
通过对双芯蜂窝纸板进行试样试制,并对单芯与双芯蜂窝纸板的抗压性能进行了试验测试和ANSYS仿真分析,实验数据及仿真分析数据的双验证可以看出双芯蜂窝纸板的平压性能有了大幅度的提高。通过成本分析,双芯蜂窝纸板的加工工艺与单芯纸板的加工工艺基本相同,应用的纸芯原纸的成本增加较少,是一种高性价比的材料。
3、石头纸蜂窝纸板;
石头纸(Synthetic Paper)是一种集成纸张和塑料特点和性能的新型材料,它主要是由无机天然矿粉、聚乙烯和助剂的组合物经混合挤压混炼,然后经流压延拉伸成型的,属于具有高碳酸钙含量的合成纸。石头纸抗张强度、撕裂强度和抗冲击强度高,耐水、耐油、耐化学品性能突出,尺寸稳定、不易老化,质轻,绝热性好,不怕虫蛀等。且石头纸所含聚乙烯成分远远低于一般塑料,其降解速度也很快,这些特质国内外还未出现任何研究机构对其进行深度研究,造成了石头纸在这方面应用的稀缺。传统蜂窝纸板存在着许多固有缺陷:其防潮能力差,不耐折叠,耐撕裂强度和耐冲击强度低,易被化学品腐蚀,且不利于保存等。
采用由75%(质量分数)的无机天然矿粉、20%的聚乙烯和助剂(铝酸酯、硬脂酸、改性剂等)原料生产的石头纸制得的定量为202 g/m2厚度为0.16 mm的蜂窝纸板和相同规格的传统蜂窝纸板比较,平压强度是传统蜂窝纸板的2.6倍,耐破度至少是其2.5倍。石头纸是在石头的主要成分碳酸钙中加入高分子化合物(如聚乙烯等),通过挤出工艺加工,再经“纸状化”处理得到的。这种工艺使石头纸不仅在外观上与普通纸张相似,同时还兼具塑料和纸张的功能特征。其蜂窝纸板耐破性能与其抗张强度呈正相关性。抗张强度高的石头纸原纸必定使得石头纸蜂窝纸板的耐破性能高。
由于目前石头纸蜂窝纸板还停留在研究阶段,各种工艺、配方尚未完全成熟,如研究成熟推广应用相信其性能必然还能大幅度的提升。
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