Испытания гофрокартона – важные этапы для получения надежных результатов

1. Испытания гофрокартона – важные этапы для получения надежных результатов

УпакКартон, Москва 2003
Томас Фюрст
Менеджер продукта – механические
испытания,
Lorentzen & Wettre, Kista
Stockholm, Sweden

2. Повестка

Почему мы тестируем
Подготовка образцов
Что испытывать
Источники отклонений и вариаций

3. Почему мы тестируем бумагу?

Чтобы «управлять» производством
Чтобы подтверждать качество
Исследования и разработки
Зачем тестировать
гофрокартон?
Чтобы подтверждать качество
Решать проблемы
Исследования и разработки

4. Для чего нужно тестировать?

Входной контроль
материалов
(картон для
плоских слоёв,
бумага для
гофрирования)
База
данных
для оценки
поставщиков
Расчет
параметров
гофрокартона
Контроль
параметров
гофрокартона
Оптимизация
работы
гофроагрегата
Контроль
параметров
готовых
изделий
Оптимизация
работы
конвертации
Выбор оптимальной композиции гофрокартона, оптимизация
расходов на материалы, удовлетворение требований
заказчика по прочности и качеству

5. Подготовка образцов

Образец должен быть:
представительным
Хорошо маркированным, с
однозначной идентификацией
неповрежденным
”Никакой результат не будет точнее,
чем позволяет образец”

6. Прочностные свойства в поперечном направлении

4.1
3.9
3.7
3.3
3.1
2.9
2.7
2.5
Позиция
Плоскосеточная БМ
71
61
51
41
31
21
2.1
11
2.3
1
TSI-CD
3.5

7. Зависимость сопротивления сжатию от влажности

Индекс
сопротивления
40
сжатию
кНм/кг
30
MD
20
CD
10
0
4
8
12
16
Содержание влаги, %
20
24

8. Испытания упаковки

1 степень защиты
2 пригодность для
конвертации

9. Требования к прочности для обеспечения защитных свойств упаковки

Прочность при штабелировании/
сопротивление сжатию сверху вниз
Способность контейнера выдерживать нагрузку
при транспортировке и хранении
Сопротивление торцевому сжатию и жесткость
при изгибе
Защита упакованного продукта
Способность контейнера выдерживать
внешние или внутренние механические
воздействия
Сопротивление продавливанию, проколу,
плоскостному сжатию

10. Первое требование – прочность упаковки

Тест на прочность короба при сжатии
Применим к коробам, складируемым в
штабели и испытывающим нагрузки при
транспортировке
Применим для сравнения
Различных партий одинаковых коробов
Коробов из разного картона
Коробов разной конструкции

11. Механические свойства гофрокартона

Свойство
Сопротивление
торцевому сжатию
Основное значение
Транспортировка/
Сопротивление сжатию
Продавливание
Транспортировка/
защита продукта
Сопротивление проколу
Транспортировка/
защита продукта
Сопротивление изгибу
Сопротивление короба
сжатию
Сопротивление плоскостному
сжатию
Сохранение формы при
сжатии
Толщина
Сохранение формы при
сжатии
Сопротивление расслаиванию
Разрушение упаковки под
нагрузкой

12. Требования конвертации

Плоские заготовки
Адекватное качество поверхности
”стиральная доска”
”соты”
Равномерная толщина картона
Точность размеров и взаимная
перпендикулярность кромок
Хорошая склейка
Легкость нанесения рилевок/биговок
Нет лежащих гофров

13. Какие свойства исходных материалов определят качество упаковки?

Сопротивление сжатию картона
для плоских слоев и бумаги для
гофрирования (RCT, SCT, CCT,
CMT)
Сопротивление разрыву,
эластичность (ETMD, ET CD)
Сопротивление продавливанию
(BST)
Содержание влаги
Гладкость, шероховатость
Воздухопроницаемость
Впитываемость
ECT=K1 x (RCT1L +K2 x
RCTFl +RCT2L) (1) или
ECT = K1 x (SCT1L +K2 x
SCTFl +SCT2L) (2)
Сопротивление разрыву,
эластичность определяют
жесткость при изгибе
Сопротивление торцевому
сжатию (ECT), жёсткость при
изгибе (SMD, SCD) и
геометрические размеры (P)
определяют сопротивление
короба сжатию (BCT)
Остальные свойства
определяют прочие
потребительские качества
упаковки

14.

15.

ECT
BCT
ECT= сопротивление
торцевому сжатию
SB = Сопротивление изгибу
Z= периметр короба
Сопротивление изгибу SB
Исходная формула МакКи
BCT= k1 •ECT 0.75 •SB 0.25 •Z 0.5
SB = SMD • SCD

16.

ECT
BCT
Толщина T
Упрощенная формула МакКи
BCT= k2 •ECT •T 0.5 •Z 0.5
Z= периметр короба

17.

ECT
SCT,RCT,CLT
BCT
Жёсткость
при
разрыве
Жесткость при изгибе

18. Рекламации покупателей -Гофрокартон

Скручивание
Коробление
Картон для плоских слоев
с разной ориентацией
волокон, TSO
-Картон для плоских слоев с разной влажностью и/или
-с разной эластичностью

19.

Угол TSO в поперечном направлении
10
6
Max +5°
4
71
61
51
41
31
21
0
11
2
1
TSO angle
8
-2
-4
Min – 5°
-6
-8
-10
Позиция
Плоскосеточная КДМ- БМ

20. Внутренние проблемы при изготовлении картона для плоских слоев

Стремление
завысить массу
квадратного
метра для
повышения
прочности

21. TSI CD в поперечном направлении

Max limit
4.1
3.9
3.7
Mean
3.3
3.1
2.9
Min limit
2.7
2.5
71
61
51
41
31
21
2.1
11
2.3
1
TSI-CD
3.5
Позиция
Обычные пределы 10-20 %
Плоскосеточная КДМ -БМ

22. Типы приборов на сжатие

Прибор с жесткой
балкой
Скорость сжатия
12.5 мм/мин
Тип с гибкой балкой
Скорость сжатия
111Н\с или 25
фунтов/с

23.

Сопротивление торцевому
сжатию (ЕСТ): Образец
картона с
взаимноперпендикулярным
и кромками подвергается
сжатию между пластинами
в направлении,
перпендикулярном гофрам,
до момента потери
прочности
ISO 3037 : 1994, ГОСТ 2068375
Сопротивление сжатию по
кольцу (RCT): образец
картона в виде полоски,
заправленной в держатель
в форме кольца,
подвергается сжатию до
момента потери прочности
ГОСТ 10711-74
Сопротивление
плоскостному сжатию
гофрированного образца
(СМТ): ГОСТ20682-75
Сопротивление торцевому
сжатию гофрированного
образца (ССТ): ГОСТ2868690

24. Общие требования к прибору

a)
b)
c)
F
t
жесткий
Параллельные
пластины
Быстрый,
точный

25. Сопротивление торцевому сжатию образец типа”FEFCO”

Параллелепипед без обработки
кромок
EN ISO 3037-1996
25мм
100 мм

26. Требования к образцу на торцевое сжатие (ECT)

Параллельность
Перпендикулярность
кромок
к гофрам
Кромки
не повреждены

27. ECT Резак

Ножи
ECT Резак
Образец
Основа
Направляющая
Образец
Основа
Ножи
Скользящая часть

28. Определение Сопротивление плоскостному сжатию

Сопротивление плоскостному сжатию – мера
способности гофров в гофрокартоне
противостоять сжатию в направлении,
перпендикулярном поверхности картона при
заданных условиях.
FCT = Сила/ Площадь поверхности
Единицы: кПа, ф/кв.дюйм

29. Значение теста на плоскостное сжатие

ИСО 3035-82; ГОСТ 20681-75
Высокие значение указывают на
Хорошую форму гофров и
адекватную прочность бумаги для
гофрирования
Низкие значения указывают на
Низкую прочность бумаги для
гофрирования
Лежащие гофры
Пережатые гофры
Плохую форму гофров

30. Требования к испытательному оборудованию Тесты на сопротивление плоскостному сжатию

Шероховатые или покрытые мелкой
наждачной бумагой пластины
Боковой момент ниже 0.05 мм (0.002
дюйма)
Параллельные пластины
Система измерения способна найти
«правильный» пик

31. FCT деформация при различных нагрузках

Сила
3500
6
3000
4
2500
5
2000
2
3
1500
1000
Лежащие гофры
500
0
1
1
2
3 mm
Сжатие
Правильное
показание

32. Определение теста на сопротивление расслаиванию

Минимальная сила, требуемая для
разделения гофрированного и
плоского слоев на единицу длины
склеенной поверхности
Типичные значения 0.49 - 1.1 кН/м
Значение теста на сопротивление
расслаиванию (РАТ), ГОСТ 22981-78
Определение дефектов производства на
гофроагрегате:
Плохое проникновение клея
Приклейка не по всей кромке гофра
Картон с низкой прочностью связи между
слоями

33. Источник отклонений Приборы для определения сопротивления сжатию

Непараллельные пластины
Некалиброванный тензодатчик

34. Сопротивление продавливанию

35. Определение Сопротивление продавливанию

Область применения
Бумажная промышленность
общий индикатор прочности или
жесткости бумаги.
”Сопротивление продавливанию не так
чувствительно к условиям по температуре и
относительной влажности, как многие другие
испытания, и потому остается применимым в
большинстве случаев.”

36. Область применения Бумажная промышленность

Область применения
Производство гофрокартона:
определение марок гофрокартона
контроль процесса: ”Тест на продавливание
уникален, так как результат складывается из
суммы показателей для картона для обоих
плоских слоев плюс константа, что составляет
величину сопротивления продавливания для
трехслойного гофрокартона.”
Контроль транспортировки

37. Область применения Производство гофрокартона:

Источники отклонений 1(2)
Общие
Неверное давление прижатия
Сопротивление продавливанию, кПа
300 kPa
200 kPa
100 kPa
Усилие прижатия, Н
1000 2000 3000 4000 5000

38. Источники отклонений 1(2) Общие

Неверное давление прижатия
Слишком жесткая или слишком
эластичная диафрагма
Состояние прижимающей
поверхности
Подтекание

39. Источники отклонений 1(2) Общие

Состояние прижимающей
поверхности
1)
2)
вверх
вверх

40. Состояние прижимающей поверхности

Свойства картона для плоских
слоев
Свойство
Значение
Масса кв.м
Толщина
Сопротивление продавливанию
Сопротивление сжатию
кольца (поперечное направление)
Сопротивление сжатию
по STFI (на коротком расстоянии)
Сопротивление разрыву
Жесткость при разрыве
Проклейка (водопоголощение)
Внутренние связи
Гладкость (шероховатость)
Воздухопроницаемость
Коэффициент трения
Условия доставки
Сопротивление изгибу
Условия доставки
Сопротивление короба
сжатию.
Сопротивление короба
сжатию.
Разрываемая упаковка
Сопротивление изгибу
Склейка и печать
Прочность склейки по
клапану
Печатные свойства
Работа с материалом
Работа с материалом

41. Свойства картона для плоских слоев

Свойства бумаги для
гофрирования
Свойство
Толщина
Сопротивление сжатию
кольца (поперечное направление)
Значение
Перерабатываемость
сжатию.
Сопротивление торцевому
сжатию гофрированного
образца (ССТ)
Сопротивление сжатию
по STFI (на коротком расстоянии)
Сопротивление плоскостному
сжатию гофрированного
образца (CMT)
Сопротивление короба
Сопротивление короба
сжатию.
Сопротивление короба
сжатию.
Сопротивление
гофрокартона
плоскостному
сжатию
Сопротивление разрыву в
машинном направлении
Перерабатываемость
Растяжимость в машинном направлении
Коэффициент трения
Водопроницаемость
Перерабатываемость
Перерабатываемость
Способность к склеиванию

42. Свойства бумаги для гофрирования

SCT,RCT,CLT
ECT
BCT
Жесткость
при
разрыве
Жесткость при изгибе

43.

Испытания на сжатие
RCT- Испытание по кольцу
Образец (1/2” * 6”) устанавливается в кольцевую
канавку с глубиной 6,4 мм(1/2”)
Толщина канавки определяется заменяемым
диском, диск выбирается по толщине бумаги

44. Испытания на сжатие

Сопротивление сжатию на
коротком расстоянии
(SCT)

45. Сопротивление сжатию на коротком расстоянии (SCT)

L&W Прибор для определения
сопротивления сжатию на коротком
расстоянии (SCT)

46.

Размеры образцов
SCT(STFI)
более 70 мм
15± 0.1 мм
RCT
152.4 мм
+0.000
-0.025
+0.000
12.7000 мм
-0.025

47. Размеры образцов

Штамп для вырубки полосок

48. Штамп для вырубки полосок

Источники отклонений
Приборы на сжатие
RCT (кольцо)
Изношенный держатель полоски
Параллельность сторон полоски
Неверный выбор ширины канавки
Неверное положение держателя
на пластине
Образец берут без перчаток. Влага
существенно влияет.

49. Источники отклонений Приборы на сжатие

Источники отклонений
SCT (STFI) Прибор для определения
сопротивления сжатию на коротком расстоянии
Зажимы непараллельны
Изношенные зажимы
Неверное давление зажима

50. Источники отклонений SCT (STFI) Прибор для определения сопротивления сжатию на коротком расстоянии

L&W Прибор для определения
сопротивления разрыву SE 062
ГОСТ 7377-85 (бумага для
гофрирования); ИСО 1924/2 (метод)

51. L&W Прибор для определения сопротивления разрыву SE 062

L&W Autoline 300 Рабочая
станция

52.

Итоги
”Ни один результат не будет более
точным, чем позволяет образец”
Приборы должны быть обслужены и
поверены
Используйте хорошие процедуры
испытаний