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    空氣墊緩沖包裝承載性驗證及影響分析

    文章來源:Labthink蘭光??瀏覽:

    前言

      近年河南11选5-一定牛走势图,電商經濟迅速發展,極大促進了商品的地域流通河南11选5-一定牛走势图,同時,運輸野蠻裝卸的問題也越發突出河南11选5-一定牛走势图,使得包裝內容物的損壞率逐年上升。流通中,引起商品損壞的原因主要來自于裝卸和運輸環境的外力沖擊,雖速度變化不大但作用時間短促,因而在瞬間對內容物產生較大的沖擊力,造成損壞河南11选5-一定牛走势图。因此,具有合適緩沖效果的緩沖材料在包裝過程中是極為必要的。

      緩沖材料的歷史悠久,最早可追溯到稻草、刨花、紙屑等。隨著商品交易的范圍和速度增大,緩沖材料的品類被極大的擴充,如今河南11选5-一定牛走势图,已經形成了以泡沫塑料為主河南11选5-一定牛走势图,氣泡薄膜、紙襯墊、紙張模塑為輔的緩沖材料體系河南11选5-一定牛走势图。泡沫塑料質輕、吸濕性強、價廉物美,具有良好緩沖效果和吸振性能,但降解和環境污染問題仍有待解決。紙類緩沖材料是一種可降解的環保材料河南11选5-一定牛走势图河南11选5-一定牛走势图,溫度適應范圍比泡沫塑料更寬,但耐潮性不佳,且價格頗高。在這一背景下,尋求經濟效益和環保效益的相統一的新型緩沖材料迫在眉睫,“空氣墊緩沖包裝”應運而生。

    空氣墊緩沖包裝的承載性及驗證方法

      空氣墊緩沖包裝是將一定可壓縮氣體密封在塑料薄膜袋內實現緩沖作用,具有體積小、質量輕、彈性大河南11选5-一定牛走势图、包裝方便、可重復使用的特點河南11选5-一定牛走势图,兼具經濟河南11选5-一定牛走势图、社會和環保效益『幽?1选5-一定牛走势图?諝鈮|緩沖包裝的緩沖效果是氣體和薄膜袋共同作用的結果。氣體自身具有擴散性,當其填充于塑料薄膜袋后河南11选5-一定牛走势图,能迅速充滿整個容器,遇到外界壓迫時河南11选5-一定牛走势图,氣體體積縮小借此吸收沖擊能量。薄膜袋約束著氣體的體積變化,同時保障氣體的密封河南11选5-一定牛走势图,是空氣墊緩沖包裝材料的重要承載容器河南11选5-一定牛走势图。

      目前河南11选5-一定牛走势图河南11选5-一定牛走势图,空氣墊緩沖包裝材料的承載性并沒有統一的標準,主要通過試驗的方式獲得緩沖曲線河南11选5-一定牛走势图,包括壓縮應力應變曲線、最大加速度曲線等,來驗證被測材料的緩沖承載性能河南11选5-一定牛走势图。這些試驗包括靜態壓縮試驗和動態壓縮試驗河南11选5-一定牛走势图河南11选5-一定牛走势图,分別依據國標GB/T 8168-2008包裝用緩沖材料靜態壓縮試驗方法和GB/T 8167-2008包裝用緩沖材料動態壓縮試驗方法河南11选5-一定牛走势图。所謂靜態,是指在壓縮機上對試樣加壓的速度很慢河南11选5-一定牛走势图,如12mm/min河南11选5-一定牛走势图,接近于靜態載荷。借助靜態壓縮試驗能獲得靜態壓縮應力應變曲線河南11选5-一定牛走势图、緩沖系數曲線等河南11选5-一定牛走势图河南11选5-一定牛走势图,從而了解材料的靜態緩沖承載性河南11选5-一定牛走势图。

      靜態壓縮試驗過程簡單易行,費用低、耗時短河南11选5-一定牛走势图,利用壓縮儀器,如i-Boxtek 1700紙箱抗壓試驗儀器河南11选5-一定牛走势图,參考GB/T8168方法A進行檢測。試驗前,對空氣墊樣品進行厚度測量,作為原始厚度河南11选5-一定牛走势图。將上壓板以12.7mm/min的速度沿厚度方向對試驗樣品逐漸增加載荷河南11选5-一定牛走势图。壓縮過程中,儀器系統自動記錄壓縮力和相應的變形量,繪制“力值-變形量曲線”、“力值-時間曲線”和“變形量-時間曲線”三條曲線。當壓縮載荷急劇增加時停止試驗河南11选5-一定牛走势图河南11选5-一定牛走势图,卸去載荷3min后測量試驗后樣品的厚度。根據公式1和公式2計算壓縮應力和壓縮應變。

      式中,α—— 壓縮應力(Pa);P —— 壓縮載荷(N);A —— 試驗樣品承載面積(mm2); εa  —— 方法A試驗時壓縮應變(%);T —— 試驗樣品原始厚度(mm)河南11选5-一定牛走势图;Tj —— 試驗樣品試驗后的厚度(mm)河南11选5-一定牛走势图。

      相較于靜態壓縮試驗河南11选5-一定牛走势图,動態壓縮試驗條件更加接近實際情況。它是利用沖擊試驗機上的重錘以一定的沖擊能量沖擊試樣,獲得最大沖擊加速度。通過改變重錘的跌落高度和重量,求得一系列的最大加速度,從而可以得到緩沖材料的緩沖性能曲線。根據GB/T 8167的要求,需要測試多次獲得不同高度、不同厚度條件下的試驗數據河南11选5-一定牛走势图,因此動態壓縮試驗具有耗時長、成本高、過程復雜等缺點。

    空氣墊緩沖包裝的承載性影響分析和檢驗方法

      空氣墊緩沖包裝的諸多工藝參數和流通環境,如薄膜材料的拉伸性、包裝整體的密封質量河南11选5-一定牛走势图、充氣壓力等,都會在一定程度上影響其承載性和緩沖效果。

    空氣墊緩沖包裝薄膜拉伸性能

      空氣墊受沖擊發生形變的過程,也是空氣墊薄膜材料拉伸的過程河南11选5-一定牛走势图。薄膜拉伸至斷裂,可以視為兩個階段:線彈性區和塑性區。起初,試樣由自由狀態逐漸變為繃緊狀態,進入線彈性區河南11选5-一定牛走势图,超出彈性形變極限后進入塑性變形區。薄膜沿外力作用方向進行分子取向、重排、滑移,發生屈服河南11选5-一定牛走势图,原組態被破壞,整個結晶模式發生重排,晶區和非晶區出現較大范圍的相對移動。第二個塑性變形階段,薄膜分子不僅沿外力作用方向進行分子取向、重排和滑移河南11选5-一定牛走势图,而且分子主鏈之間部分發生斷裂河南11选5-一定牛走势图。薄膜的拉伸性能是通過薄膜材料在拉斷前承受的最大應力值來表征河南11选5-一定牛走势图,通常采用拉力機進行試驗。拉伸性能越好意味著薄膜材料在承載壓力方面更具優勢,為空氣墊的緩沖作用提供了更加可靠的保障。

    空氣墊緩沖包裝袋密封質量

      密封,是空氣墊各項性能發揮的前提和基礎河南11选5-一定牛走势图。包裝的密封性能主要表現在包裝袋的完整性和封邊的封合質量兩方面。封邊在熱封操作時,高溫處理會影響到封邊周圍材料的機械強度河南11选5-一定牛走势图,如拉伸性能,所以熱封邊及其周圍部位常常會成為空氣墊緩沖薄膜袋密封性的薄弱點。當沖擊作用于空氣墊時,薄膜袋的封邊受到強大且分布不均勻的空氣壓力河南11选5-一定牛走势图,承壓強度最低的部分最先出現破裂和氣體泄漏河南11选5-一定牛走势图,從而導致空氣墊緩沖作用的失效。因此,評判空氣墊緩沖包裝的密封質量,一方面是薄膜袋的耐壓強度河南11选5-一定牛走势图,另一方面則是封邊的熱合強度河南11选5-一定牛走势图。

      薄膜袋的耐壓強度是通過內加壓試驗獲得的,業內也稱作爆破試驗。通過向薄膜袋內充入一定壓力的氣體直至破裂河南11选5-一定牛走势图,即能精確測定薄膜袋的最大承壓力。就空氣墊緩沖包裝材料而言,所使用的薄膜多為柔軟高彈材料,具有優異的拉伸性和變形率,會隨著充入氣體的增加出現明顯的形變,使得最大承壓力的測試變的困難河南11选5-一定牛走势图。在實際應用中,空氣墊緩沖薄膜袋被填塞在商品和外包裝之間,受到二者的擠壓,受力情況有別于一般的自由膨脹『幽?1选5-一定牛走势图;谏鲜銮闆r河南11选5-一定牛走势图,建議內加壓試驗中引入約束板試驗裝置河南11选5-一定牛走势图,如圖1河南11选5-一定牛走势图,將待測樣品置于約束板上下夾板之間,實現對薄膜袋的加壓膨脹及材料的拉伸變形的有效控制河南11选5-一定牛走势图,將壓力轉移至熱封邊處,從而極大提高了耐壓施力的均勻性,也更貼近實際情況。


    圖1. 約束板裝置

      封邊熱合強度是使用拉力機測得的,材料在受力方向一致、力值均勻的情況下(例如剝離)河南11选5-一定牛走势图,熱封邊抵抗分離的能力。上述耐壓強度試驗直觀的暴露了薄膜袋封邊承壓薄弱部位河南11选5-一定牛走势图,于此同時河南11选5-一定牛走势图,熱封強度參數亦能對封邊各部位的牢固度給出具體的數據評價河南11选5-一定牛走势图,二者相輔相成,有利于從根源解決影響空氣墊緩沖包裝密封質量的問題。

    空氣墊內部初始氣壓

      空氣墊緩沖包裝的初始充氣壓力目前沒有統一的標準河南11选5-一定牛走势图河南11选5-一定牛走势图,但不同的充氣壓力對于同規格空氣墊的緩沖承載效果多有不同河南11选5-一定牛走势图。筆者對一款具有7個承載氣室的空氣墊分別充入40kPa河南11选5-一定牛走势图、60kPa和90 kPa河南11选5-一定牛走势图,氣室厚10mm,采用方法A進行靜態壓縮試驗。根據公式1和公式2對測試結果進行計算,見表1。

    表1 不同充氣壓力的空氣墊靜態壓縮試驗結果

    充氣壓力

    kPa

    壓縮載荷

    N

    樣品承載面積

    mm2

    壓縮應力

    Pa

    試驗前后樣品厚度差

    mm

    壓縮應變

    %

    40

    289.64

    7852.34

    36885.82

    4.25

    42.5

    60

    391.45

    8485.72

    46130.44

    5.01

    50.1

    80

    459.67

    9721.82

    47282.29

    4.96

    49.6

      從上表中可以發現,隨著充氣壓力的增大,空氣墊緩沖包裝的承載能力有所提高。這一結論對提高空氣墊的緩沖性能有所助益河南11选5-一定牛走势图,同時也對空氣墊薄膜袋的密封質量和抗壓性能提出了更加嚴苛的要求。但也要注意的是,充氣壓力的增加需適度河南11选5-一定牛走势图,如果太大,空氣墊過硬,起不到緩沖作用,反之河南11选5-一定牛走势图,則緩沖效果不明顯。合適的壓力需經過反復的試驗數據來獲得。

    總結

      空氣墊是一種應用廣泛的緩沖包裝材料,集經濟環保效益于一體。承載性河南11选5-一定牛走势图,是其緩沖效果重要決定因素河南11选5-一定牛走势图,通過靜態壓縮試驗和動態壓縮試驗能實現該性能的數據化表征。通過分析發現河南11选5-一定牛走势图,空氣墊緩沖包裝的諸多工藝參數和流通環境河南11选5-一定牛走势图,如薄膜材料的拉伸性、包裝整體的密封質量、充氣壓力等河南11选5-一定牛走势图,都會在一定程度上影響其承載性和緩沖效果,建議相關企業加強對上述因素的試驗監測和研究。

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