灰底白板纸与白卡纸的弹性常数对比

添加时间:2016-7-18 11:36:26    查看:

白板纸是一种具有质地坚硬、耐折、耐冲击、表面洁白光滑等优点的包装用纸,在包装装潢领域应用非常广泛,尤其是彩盒印刷行业。白卡纸是一种较厚实坚挺的白色卡纸,由纯优质木浆制成,并经压光或压纹处理。在我国市场上,包装用灰底白板纸和白卡纸的需求量非常大,并且广泛应用于各类产品的包装上。随着社会的发展,包装产品对于灰底白板纸和白卡纸的要求越来越高,因此全面了解其各项性能显得尤为重要。

 彩盒印刷

目前对白板纸和白卡纸的研究主要集中在如下几个方面:研究了彩盒抗压强度与白板纸挺度的关系;指出了白卡纸在水性上光后的尺寸变化规律;研究了白卡纸印刷中的光泽度处理技术;成功开发出了高松厚度的白卡纸;提出了基于切线模量理论的白卡纸受压杆件稳定计算的方法;可以看出,关于灰底白板纸和白卡纸的研究主要是生产工艺和外观质量的改进。目前对于灰底白板纸和白卡纸力学特性(如弹性模量、泊松比等)的研究少之又少,但在纸张力学性能(如抗张强度、耐破度、伸长率等)的评价标准中又时常需要应用其力学特性,所以,对灰底白板纸和白卡纸的力学特性的研究具有重要的意义。

数 字图 像 相 关 方 法(digital image correlationmethod,DIC)是目前应用最为广泛的光测力学方法之一,为测量材料的变形和位移提供了一种新的非接触式方法。通过DIC方法量化了裂纹尖端的变形场;运用DIC方法检测了由温度引起的材料细微位移变形。应用了多尺度DIC方法研究了疲劳裂纹闭合的热效应。应用DIC测量方法研究了纸浆模塑材料拉伸时的力学性能。所有的研究结果均表明,DIC具有全场、高效、准确、操作相对简单并且可以对误差进行评估等优点。

 

 

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3 结果与讨论

试验应用岛津AG-5TA型自动控制电子万能材料试验机,可以输出试件在单向拉伸过程中的力-位移曲线,不同定量的灰底白板纸和白卡纸的力-位移曲线见图4。

 位移曲线见图

试验过程中,通过数字图像采集系统记录了加载前后的2幅散斑图像,以这2幅散斑图作为测量灰底白板纸和白卡纸变形的原始数据,应用VIC-2D软件计算出试件的位移场和应变场,由此可以得出试件的横向应变和纵向应变。本次试验分别计算了每个试件上3个不同位置的横向应变和纵向应变,每个试样对应的3个横向应变值如下:A1(0.001 08,0.000 99,0.001 11),A2(0.001 81,0.002 09,0.001 72),A3(0.002 44,0.001 72,0.002 16);B4(0.001 37,0.001 49,0.001 41),B5(0.001 14,0.001 03,0.001 09),B6(0.001 21,0.001 28,0.001 29);C7(0.001 71,0.001 32,0.001 34),C8(0.001 46,0.001 74,0.001 35),C9(0.001 13,0.001 49,0.001 27);

D10(0.002 04,0.002 38,0.002 06),D11(0.002 01,0.002 01,0.002 37),D12(0.001 16,0.001 08,0.001 41);

每个试样对应的3个纵向应变值如下:A1(0.004 41,0.003 21,0.003 56),A2(0.007 02,0.007 05,0.007 09),A3(0.007 18,0.006 97,0.007 73);B4(0.005 12,0.005 61,0.005 24),B5(0.004 93,0.004 63,0.004 93),B6(0.005 21,0.005 13,0.005 25);C7(0.004 73,0.004 01,0.004 27),C8(0.004 89,0.004 87,0.004 20),C9(0.004 66,0.004 95,0.004 53);D10(0.007 22,0.007 19,0.007 67),D11(0.007 98,0.007 64,0.008 42),D12(0.004 53,0.004 29,0.004 79)。

由图4所得力-位移曲线,可以计算出试件的弹性模量,由计算所得的横向应变和纵向应变,可以计算出试件的泊松比。综合上述计算结果,灰底白板纸和白卡纸的弹性模量和泊松比见表2。通过标准差的数值可以计算出标准差对结果的影响都在10%以内,即实验结果比较集中。

 弹性模量和泊松比

4 结语

灰底白板纸和白卡纸广泛应用于各种彩盒印刷行业,全面了解其各项性能是非常有必要的。从灰底白板纸和白卡纸的单向拉伸试验入手,测量了灰底白板纸和白卡纸的弹性模量和泊松比,具体试验与分析结果如下所述。

1)通过对试样进行单向拉伸实验测定了其弹性模量,测得300,400 g/m2的灰底白板纸的弹性模量分别为154.47,226.06 MPa;300,400 g/m2的白卡纸的弹性模量分别为209.09,297.79 MPa。

2)通过对试样变形前后的图像进行分析,测得300,400 g/m2的灰底白板纸的泊松比分别为0.281和0.245;300,400 g/m2的白卡纸的泊松比分别为0.312和0.276。

3)同种类别纸板定量越高,弹性模量就会越高,而泊松比会越低。在定量相同的情况下,白卡纸的弹性模量和泊松比都大于灰底白板纸的弹性模量和泊松比。

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