Papiery makulaturowe o niskiej gramaturze, coraz częściej wykorzystywane do produkcji tektury falistej, są bardzo podatne na wyboczenia. Nawet bez obciążenia wstępnego lub naprężeń produkcyjnych zarówno warstwy płaskie (linery), jak i pofalowane (fluting) są lekko zakrzywione. Dodatkowo każde, nawet niewielkie zgniecenie tektury falistej zmienia nieco kształt warstw falistych i często prowadzi do mikrouszkodzeń i rozwarstwień, czyli zerwania połączeń między włóknami celulozowymi. Początkowe niedoskonałości geometryczne i materiałowe (rozwarstwienie, osłabienie itp.) mają oczywisty wpływ na odporność na zgniatanie krawędziowe tektury falistej. Niestety zbadanie związku między niedoskonałościami a utratą nośności jest dość trudnym zadaniem, zwłaszcza gdy ma być zweryfikowane badaniami laboratoryjnymi. Trudność wynika z braku możliwości obiektywnego zbadania ilości niedoskonałości w próbce, zarówno pod względem materiałowym, jak i geometrycznym. Znacznie łatwiej jest wprowadzić imperfekcje do modelu numerycznego i sprawdzić ich wpływ na obliczoną nośność próbki na ściskanie. W niniejszej pracy zbudowano numeryczny model tektury falistej na podstawie danych uzyskanych z mechanicznych badań laboratoryjnych poszczególnych papierów. Model zweryfikowano badaniami laboratoryjnymi tektury falistej, a następnie sprawdzono wpływ różnych rodzajów i rozmiarów niedoskonałości na wyniki analiz numerycznych. Obserwacje wyraźnie pokazują, że zarówno niedoskonałości materiałowe, jak i geometryczne mają istotny wpływ na odporność na zgniatanie krawędziowe tektury falistej.
EN
Recycled, lightweight papers that are increasingly used in the production of corrugated board are very prone to buckling. Even without preload or production stresses, both the flat layers (liners) and the fluting layers are slightly curved. Additionally, each, even a small, crush of the corrugated board slightly changes the shape of the corrugated layers and often leads to micro-damage and delamination, i.e. breaking the connections between cellulose fibers. Initial geometrical and material imperfections (delamination, weakening, etc.) have an obvious influence on the edge crush resistance of the corrugated board. Unfortunately, examining the relationship between imperfections and the loss of load capacity is quite a difficult task, especially when they are to be verified by laboratory tests. The difficulty stems from the inability to objectively examine the amount of imperfections in the sample, both in terms of material and geometrical ones. It is much easier to introduce imperfections into the numerical model and check their influence on the calculated compressive load capacity of the sample. In this work, a numerical model of the corrugated board was built on the basis of data obtained from mechanical laboratory tests of individual papers. The model was verified with laboratory tests of corrugated board and then the influence of different types and sizes of imperfections on the results of numerical analyzes was checked. The observations clearly show that both material and geometric imperfections have a significant impact on the edge crush resistance of the corrugated board.
Tektura falista jest materiałem pochodzenia naturalnego. Możliwość jej wielokrotnego przerobu poprzez odzyskiwanie włókien celulozy w procesie recyklingu sprawia, że jest to produkt bardzo popularny i jednocześnie ekologiczny. Niestety, wykorzystanie włókien wtórnych do produkcji papieru zmienia jego pierwotne właściwości mechaniczne, przez co również tektura falista, zbudowana z papierów makulaturowych, jest mniej wytrzymała. Dodatkowo wyraźnie zauważalny, szczególnie w ostatnich dekadach, wzrost świadomości społecznej związanej z ochroną wspólnego dobra, jakim jest środowisko naturalne, wywiera presję również na producentach tektury falistej. Proces „odchudzania” kompozycji tektury falistej jest jednym z pozytywnych skutków tej presji. Wynika on też z chęci optymalizacji produktu, przez co również maksymalizacji konkurencyjności na rynku opakowaniowym. Wykorzystanie włókien pochodzących z recyklingu oraz proces optymalizacji kompozycji produkowanej tektury falistej powodują, że formuły empiryczno-analityczne do szacowania nośności na zgniatanie krawędziowe, które powstały w ubiegłym stuleciu, nie są już aktualne. Były bowiem budowane na podstawie obserwacji eksperymentalnych materiału, innego niż produkowany obecnie. Celem niniejszej pracy jest weryfikacja i propozycja uaktualnionej formuły do predykcji ECT na podstawie SCT papierów składowych na przykładzie 5-warstwowej tektury falistej.
EN
Corrugated board is a material of natural origin. The possibility of its multiple processing through the recovery of cellulose fibers in the recycling process makes it a very popular and ecological product. Unfortunately, the use of recycled fibers in the production of paper changes its original mechanical properties, which also makes the corrugated board made of recycled papers less durable. In addition, the clearly noticeable, especially in recent decades, increase in social awareness related to the protection of our common good, which is the natural environment, also puts pressure on producers of corrugated board. The lightweight process of the corrugated board is one of the positive effects of this pressure. It also results from the desire to optimize the product, thus maximizing competitiveness on the packaging market. The use of recycled fibers and the process of optimizing the composition of the corrugated board produced means that the empirical and analytical formulas for estimating the edge crushing capacity, which were created in the last century, are no longer valid, because they were built on the basis of experimental observations of a material that was different from the material produced today. The aim of this study is to verify and propose an updated formula for ECT prediction based on the SCT of the component papers on the example of a 5-layer corrugated board.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.