Związek między SCT papieru a ECT jednościennej tektury falistej

• Autorzy: Garbowski Tomasz , Andrzejak Kacper

Identyfikatory

DOI

10.15199/54.2022.4.1

Warianty tytułu

EN

Relationship between SCT of paper and ECT of single-wall cor rugated board

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tektura falista jest materiałem złożonym z kilku naprzemiennie płaskich i falistych warstw papieru. Gramatura poszczególnych warstw jest zazwyczaj dobierana w przedziale 80-180 g/m2. Zarówno gramatura, jak i stosunek włókien pierwotnych do makulaturowych wybranego papieru zależy od jego przeznaczenia w produkcji tektury falistej. W przypadku warstw płaskich najczęściej stosuje się papiery zawierające pewną ilość włókien pierwotnych, natomiast w przypadku warstw falistych – głównie lżejsze papiery makulaturowe. Celem badań przedstawionych w niniejszej pracy jest znalezienie zależności między wytrzymałością na ściskanie poszczególnych papierów a wytrzymałością na zgniatanie krawędziowe tektury wytworzonej z tych papierów. Odporność tektury falistej na ściskanie jest bezpośrednio związana z rodzajem i gramaturą użytych papierów składowych i zależy od kąta, pod jakim jest obciążona. Niestety, proste wzory inżynierskie często zawodzą. Dzięki uwzględnieniu geometrycznych imperfekcji płaskich i pofalowanych warstw, które prowadzą do redukcji wytrzymałości na ściskanie poszczególnych warstw, możliwe jest lepsze opisanie tej zależność. W niniejszej pracy zaproponowano więc model ECT tektury falistej, który uwzględnia imperfekcje i jednocześnie jest prosty w kalibracji. Uzyskane wyniki dowodzą, że prezentowany model charakteryzuje się również wysoką precyzją predykcji wartości ECT na podstawie SCT papierów składowych i geometrii złożenia.

EN

Corrugated board is a material composed of several alternating flat and corrugated layers of paper. The basis weight of the individual layers is usually selected in the range of 80-180 g/m2. Both the basis weight and the ratio of virgin to recycle fibers of the selected paper depend on its intended use in the production of corrugated board. For flat layers, papers containing some virgin fibers are most often used, while for corrugated layers, mainly lighter recycled papers are used. The aim of the research presented in this paper is to find the relationship between the compressive strength of individual papers and the edge crush strength of cardboard made of these papers. The compressive strength of the corrugated board is directly related to the type and grammage of the component papers used and depends on the angle at which it is loaded. Unfortunately, simple engineering formulas often fail. By taking into account the geometric imperfections of flat and undulating layers, which lead to a reduction in the compressive strength of individual layers, it is possible to better describe this relationship. Therefore, in this work, the ECT model of the corrugated board is proposed, which takes into account imperfections and at the same time is easy to calibrate. The obtained results prove that the presented model is also characterized by high precision of ECT value prediction based on the SCT of the component papers and the geometry of the assembly.

Słowa kluczowe

PL

tektura falista; wytrzymałość na ściskanie papieru; wytrzymałość na zgniatanie krawędziowe tektury

EN

corrugated board; compressive strength of paper; edge crush resistance of corrugated board

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 4
• Strony: 210--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Garbowski Tomasz

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Inżynierii Środowiska i Inżynierii Mechanicznej, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-9588-2514

autor

Andrzejak Kacper

• Werner Kenkel Spółka z o.o., ul. Mórkowska 3, 64-117 Krzycko Wielkie

Bibliografia

• [1] Fadiji T., Coetzee C.J., Berry T.M., Ambaw A., Opara U.L, 2018. “The efficacy of finite element analysis (FEA) as a design tool for food packaging: A review”. Biosystems Engineering 174, 20-40.
• [2] Frank B. 2013. “Corrugated Box Compression – A Literature Survey”. Packaging Technology and Science 27 (2) : 105-128.
• [3] Garbowski T., Niziałek-Łukawska M., Kuca M. 2019. „Analytical verification of popular McKee's formula”. Przegląd Papierniczy 75 (12) : 767-773.
• [4] Garbowski T., Gajewski T., Grabski J.K. 2021. „ Estimation of the compressive strength of corrugated cardboard boxes with various perforations”. Energies 14 (4) : 1095.
• [5] Garbowski T., Gajewski T., Grabski J.K. 2021. „Estimation of the compressive strength of corrugated cardboard boxes with various openings”. Energies 14 (1) : 155.
• [6] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Numerical Strength Estimate of Corrugated Board Packages. Part 1. Theoretical Assumptions in Numerical Modeling of Paperboard Packages”. Przegląd Papierniczy 70 (4) : 219-222.
• [7] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Numerical Strength Estimate of Corrugated Board Packages. Part 2. Experimental tests and numerical analysis of paperboard packages”. Przegląd Papierniczy 70 (5) : 277-281.
• [8] Garbowski T., Imbierowicz R. 2014. “Sensitivity Analysis of Edge Crush Test”. Przegląd Papierniczy 70 (9) : 559-564.
• [9] Garbowski T., Grabski J.K., Marek A. 2021. „Full-field measurements in the edge crush test of a corrugated board – analytical and numerical predictive models”. Materials 14 (11) : 2840.
• [10] Garbowski T., Knitter-Piątkowska A., Marek A. 2021. „New edge crush test configuration enhanced with full-field strain measurements”.Materials 14 (19) : 5768.
• [11] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Homogenization of Corrugated Paperboard. Part 1. Analytical homogenization”. Przegląd Papierniczy 70 (6) : 345-349.
• [12] Garbowski T., Jarmuszczak M. 2014. “Homogenization of Corrugated Paperboard. Part 2. Numerical homogenization”. Przegląd Papierniczy 70 (7) : 390-394.
• [13] Garbowski T., Gajewski T. 2021. “Determination of transverse shear stiffness of sandwich panels with a corrugated core by numerical homogenization”. Materials 14 (8) : 1976.
• [14] Garbowski T., Knitter-Piątkowska A., Mrówczyński D. 2021. „Numerical homogenization of multi-layered corrugated cardboard with creasing or perforation”. Materials 14 (14) : 3786.
• [15] McKee R.C., Gander J.W., Wachuta J.R. 1963. “Compression strength formula for corrugated boxes”. Paperboard Pack. 48 (8).
• [16] Mrówczyński D., Garbowski T. Knitter-Piątkowska A. 2021. „Estimation of the compressive strength of corrugated board boxes with shifted creases on the flaps”. Materials 14 (18) : 5181.
• [17] PN-EN ISO 12048:2002 – Opakowania – Opakowania transportowe z zawartością – Metody badania odporności na nacisk statyczny.
• [18] PN-EN ISO 3037:2013-12 – Tektura falista – Oznaczanie odporności na zgniatanie krawędziowe (metoda nieparafinowanej krawędzi).
• [19] PN-ISO 9895:2002 – Papier i tektura – Odporność na zgniatanie – Badanie przy krótkim wpięciu.
• [20] PN-EN ISO 1924-2:2010 – Papier i tektura – Oznaczanie właściwości przy działaniu sił rozciągających – Część 2: Badanie przy stałej prędkości rozciągania (20 mm/min).
• [21] www.fematsystems.pl/bse-system (dostęp 14.04.2022)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).