紙箱設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、 箱板紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB130242003 物性標(biāo)準(zhǔn) 表-1 指標(biāo)名稱單位 規(guī) 定 普通箱紙板和牛皮掛面箱紙板 優(yōu)等品一等品合格品 定量g/ 1257 1608 1809 20010 22010 25011 28011 30012 32012 34013 36014 橫幅定量差 幅寬1600 幅寬1800 % 6.07.59.0 7.08.510.0 緊度 220 g/ 220 g/ g/cm3 0.700.680.65 0.720.700.65 耐破指數(shù) 160 g/ （160200）g/ （200250）g/ （250300）g/ 300 g/ Kpa./g 3.30 3.10 3.00 2.

2、90 2.80 3.00 2.85 2.75 2.65 2.55 2.20 2.10 2.00 1.95 1.90 橫向環(huán)壓指數(shù) 160 g/ （160200）g/ （200250）g/ （250300g/ 300 g/ N.m/g 8.60 9.00 9.20 10.60 11.2 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 5.50 5.70 6.00 6.50 7.00 橫向短距壓縮 指數(shù)b 250 g/ 250 g/ N.m/g 20.2 16.4 19.2 15.4 18.2 14.2 橫向耐折度次603512 吸水性（正/反）g/35/7040/10060/200 交貨水份%

3、8.02.09.02.0 箱板紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB130242003：物性標(biāo)準(zhǔn) 表-2 指標(biāo)名稱單位 規(guī) 定 牛皮箱紙板 優(yōu)等品一等品 定量ag/ 1256 1607 1809 20010 22010 25011 28011 30012 32012 34013 36014 橫幅定量差 幅寬1600 幅寬1800 % 6.07.0 7.08.0 緊 度 220 g/ 220 g/ g/cm3 0.700.68 0.720.70 耐破指數(shù) 160 g/ （160200）g/ （200250）g/ （250300）g/ 300 g/ Kpa./g 3.40 3.30 3.20 3.10 3.00 3.20

4、 3.10 3.00 2.90 2.80 橫向環(huán)壓指數(shù) 160 g/ （160200）g/ （200250）g/ （250300g/ 300 g/ N.m/g 9.00 9.50 10.0 11.0 11.5 8.00 9.00 9.20 10.0 10.5 橫向短距壓縮指數(shù) b 250 g/ 250 g/ N.m/g 21.4 17.4 19.2 16.4 橫向耐折度次10060 吸水性（正/反）g/35/4040/50 交貨水份%8.02.0 a 定量規(guī)定外的定量，其指標(biāo)可就近按插入法考核。 b 橫向短距壓縮指數(shù)，不作為考核指標(biāo)。 批量 正常檢查二次抽樣方案 檢查水平 不合格分類 卷筒、令

5、 （件） 樣本大小 B 類不合格 品 AQL=6.5 Ae Re C類不合格品 AQL=10.0 Ae Re B類不合格C類不合格 1-25 20 1 - - 橫向環(huán)壓指數(shù) 耐破指數(shù) 定量、橫幅 定量差、 緊度、橫向 耐折度 吸水性、尺 寸、接口數(shù)、 交貨水分、 外觀缺陷 3 3(6) - - - - 0 2 1 2 26-150 5 5(10) 0 2 1 2 0 3 3 4 151-280 8 8(16) 0 3 3 4 1 3 4 5 箱板紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB130242003：抽樣判定標(biāo)準(zhǔn) 二、瓦楞原紙種類、必要性 批量 正常檢查二次抽樣方案 一般檢查水平1 不合格分類 卷筒（件）樣本大小

6、B類不合格品 AQL=6.5 Ae.Re C類不合格品 AQL=10.0 Ae.Re B類不合格C類不合格 1-25 20 1 - 橫向環(huán)壓指數(shù) 縱向裂斷長(zhǎng) 定量 水分 緊度 接頭 3 3(6) - 0-2 1-2 26-150 5 5(10) 0-2 1-2 0-3 3.4 151-280 8 8(16) 0-3 3. .4 1-3 4.5 瓦楞原紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1302391（97修訂）：抽樣判定標(biāo)準(zhǔn) 指標(biāo)名稱單位 規(guī)定 ABCD 定量 g/m2 112.06.0.160.08.0 127.06.0.180.09.0 140.07.0.200.010.0 緊度.不少于g/m3 0.50 0.

7、45 橫向環(huán)壓指數(shù) 112g/m2 不少于 127140g/m2 不少 于 160200g/m2 不少 于 N.m/g 7.10 7.70 9.20 5.50 6.30 7.70 3.80 4.40 5.50 3.30 3.50 3.50 縱向裂斷長(zhǎng) 不少于km4.303.752.702.15 交貨水分 8.02.0 +3.0 8.0 - 2.0 +3.0 9.0 -2.0 瓦楞原紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1302391(97修訂)：物性標(biāo)準(zhǔn) 7 經(jīng)由特殊加工，可適用于各種氣候條件或冷藏、冷凍貨物 的包裝需求。 8 可適用于機(jī)械化、自動(dòng)化包裝作業(yè)。 9 使用后不發(fā)生廢棄公害，可燒毀或再生。 10 使用后，

8、廢棄再生處理容易，且具資源回收的貢獻(xiàn)。 11 瓦楞紙箱具緩沖性，可防止運(yùn)輸中的振動(dòng)及內(nèi)容物損壞。 四、瓦楞紙箱的優(yōu)點(diǎn) （1）原紙的強(qiáng)度和濕度 （2）紙和水份關(guān)系 （3）紙的回潮性 （4）原紙水分和強(qiáng)度的關(guān)系 （5）瓦楞種類與物性 （6）塌楞強(qiáng)度變化 （7）瓦楞紙板含水率與強(qiáng)度 的關(guān)系 （8）瓦楞紙板含水率與伸長(zhǎng) 率的關(guān)系 （9）瓦楞紙箱外周長(zhǎng)與抗壓 強(qiáng)度的變化 （10）瓦楞紙箱高度與抗壓強(qiáng) 度的關(guān)系 （11）依瓦楞紙箱的長(zhǎng)、寬比 率求得的抗壓強(qiáng)度 （12）紙箱抗壓與水分的關(guān)系 （13）瓦楞紙箱的堆積方法和 抗壓 （14）印刷面積和紙箱抗壓的 影響 （14）印刷面積和紙箱抗壓的 影響 （15）通

9、氣孔影響紙箱抗壓 （16）附屬內(nèi)套補(bǔ)強(qiáng) （17）瓦楞紙箱不正常的堆積 對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響 H2O H2O H2O （3）紙的回潮性（見表4-3） （4）原紙水分和強(qiáng)度的關(guān)系（見表4-4） （5）瓦楞種類與物性（見表4-5） （6）塌楞強(qiáng)度變化（見表4-6） （7）瓦楞紙板含水率與強(qiáng)度的關(guān)系（見表4-7） （8）瓦楞紙板含水率與伸長(zhǎng)率的關(guān)系（見表4-8） （9）瓦楞紙箱外周長(zhǎng)與抗壓強(qiáng)度的變化（見表4-9） （10）瓦楞紙箱高度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系 1、高度在20CM以下，每低1CM，計(jì)算值增加 1%， 最多不超過(guò)15%； 2、高度在60CM以上，每高2CM，計(jì)算值減少1%，最多不減 少15%； 3、寬

10、長(zhǎng)之比在0.5以下每減少0.1,計(jì)算值減少4%; 4、寬長(zhǎng)之比在0.7以上每增加0.1,計(jì)算值減少4%。 （11）依瓦楞紙箱的長(zhǎng)、寬比率求得的抗壓強(qiáng)度（見表4-10） （12）紙箱抗壓與水分的關(guān)系（見表4-11） Y=a 0.9 ， Y：抗壓強(qiáng)度 a：水分0%時(shí)的抗壓強(qiáng)度 ：紙箱含水率 （13）瓦楞紙箱的堆積方法和抗壓（見表4-12） （14）印刷面積和紙箱抗壓的影響（見表4-13） 印刷影響印刷影響 （14）瓦楞紙堆積時(shí)間變化（見表4-13） （15）通氣孔影響紙箱抗壓（見表4-14） （16）附屬內(nèi)套補(bǔ)強(qiáng)（見表4-15） （17）瓦楞紙箱不正常的堆積對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響（見表4-16） 例如：

11、A楞內(nèi)尺寸為360*300*250mm時(shí) A高方向B高方向C高方向 （18）瓦楞紙箱的滑動(dòng)性 隨著運(yùn)輸保管速度的提高，發(fā)生紙箱倒塌的事故增加。 1 滑動(dòng)原因： 瓦楞紙箱在干燥時(shí)，含水率過(guò)少。 水性印刷油墨的蠟成分高低。 經(jīng)過(guò)二次再加工（如：潑水度加工與其他加工） 運(yùn)輸條件太差。 2 試驗(yàn)方法： Q （c）.在15度以下，幾乎不會(huì)發(fā)生事故。 4 對(duì)策： 盡可能減少瓦楞紙箱上的底蓋的印刷。 （b）.在1522度，有可能發(fā)生問(wèn)題。 涂布滑動(dòng)止滑劑（Varnish）等。 包裝內(nèi)容品后，涂布接著劑或粘著劑（如：Paradise Glue、 Varnish、Non Slip Varnish、 Hot Me

12、lt）等。 擴(kuò)張或縮小包裝。 其它方式的對(duì)策。 （a）.在22度以上，經(jīng)常會(huì)發(fā)生問(wèn)題。 3 因滑動(dòng)性而導(dǎo)致事故的限度： 二、紙箱包裝設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)成本及銷售價(jià)格的影響 （一）內(nèi)容物特性的確認(rèn)： （生產(chǎn)成本） l 內(nèi)容物特性的把握，是包裝設(shè)計(jì)最基本、最重要的問(wèn)題，應(yīng) l注意下列各點(diǎn)： l 1 內(nèi)容物的強(qiáng)度。 l 2 化學(xué)的變化。 l 3 水分的影響。 l 4 個(gè)裝、內(nèi)裝及外裝的考慮。 l 5 決定包裝單位及正確尺寸。 l 6 制作設(shè)計(jì)展開圖 l 7 樣品供客戶確認(rèn)。 l 8 瓦楞紙板紙幅的考慮。 l 9 檢討使用必要緩沖材料的場(chǎng)合。 （二）瓦楞紙板材質(zhì)、種類的決定： （銷售價(jià)格） l 1 確認(rèn)搬運(yùn)、

13、保管、儲(chǔ)運(yùn)的情況，決定安全率及計(jì)算必要的 l抗壓強(qiáng)度，綜合決定瓦楞紙板的材質(zhì)（面紙、芯紙）及種類（單 l瓦或雙瓦）。 l 2 根據(jù)產(chǎn)品的特性（強(qiáng)度或脆弱度）來(lái)選擇材料。 l 3 根據(jù)客戶的需求，決定所使用的材料。 （三）設(shè)計(jì)須知： l 1 包裝內(nèi)容物的性質(zhì) l a 產(chǎn)品的： l 性質(zhì)、特征、強(qiáng)度 l b 產(chǎn)品的： l 形狀、尺寸 l c 產(chǎn)品的生產(chǎn)工程： l 生產(chǎn)線數(shù)、場(chǎng)所（一個(gè)或多個(gè)）、必要人手、勞動(dòng)時(shí)間、 l 生產(chǎn)量 l 2 物流體系如何 l a 倉(cāng)庫(kù)的保管方法： l 棧板、貨架、堆積層數(shù)、期間、溫度、濕度 l b 運(yùn)輸方式： l 卡車、貨車、貨柜車、裝卸方法、轉(zhuǎn)載次數(shù) l 3 需要何種的

14、保護(hù) l 包裝試驗(yàn)方法及規(guī)范 l 4 儲(chǔ)運(yùn)時(shí)間多久。 l 5 是否為易堆積的型態(tài)。 l 6 是否為易搬運(yùn)的型態(tài)。 l 7 包裝作業(yè)是否費(fèi)時(shí)。 l 8 使用者開箱是否容易。 l 9 是否為成本適當(dāng)?shù)陌b。 l 10 考慮本廠內(nèi)機(jī)械作業(yè)范圍。 l 11 現(xiàn)場(chǎng)加工作業(yè)性。 l 瓦楞紙箱： 生產(chǎn)工程、生產(chǎn)性、交期、使用材料取得容 l 易與否。 l 12 楞向與絲向的考慮。 l 13 設(shè)計(jì)后正式生產(chǎn)的紙張損耗考慮。 l 14 其它 （四）瓦楞紙板種類、材質(zhì)的決定 l 1 根據(jù)最大重量、最大箱內(nèi)尺寸，選擇瓦楞紙板種類，決定耐 l 破強(qiáng)度（GB6543-86、GB6544-99、SN/T0262-93） l

15、 2 確認(rèn)物流、搬運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)情況，決定安全率及計(jì)算必要抗壓強(qiáng) l 度，綜合決定瓦楞紙板的材質(zhì)及種類等材質(zhì)組配。 l 3 決定儲(chǔ)運(yùn)期間的抗壓強(qiáng)度 l 一般瓦楞紙箱考慮安全率的抗壓強(qiáng)度 l P=KW（n-1）或 P=KW(H/h-1) l P：瓦楞紙箱必要的抗壓強(qiáng)度 K：安全系數(shù) H：堆積高度 l W：?jiǎn)蝹€(gè)重量 h：?jiǎn)蝹€(gè)紙箱高度 n：堆積層數(shù) l 4 根據(jù)客戶的需求，決定所使用的材質(zhì)。 l 5 根據(jù)前面系列所述，生產(chǎn)瓦楞紙板只為紙器及造紙方面因素起決定 l 性影響，一般性設(shè)計(jì)考慮到印刷劣化、自然劣化、運(yùn)輸劣化，得到 l 結(jié)論是安全率要設(shè)定在3.5倍5倍之間。 l l 例如： 某A楞紙箱，內(nèi)尺寸為50

16、0*300*250mm，材質(zhì)選定CNS規(guī) l 定A340*SCP125*A340，紙箱毛重13.5kg，安全率為3.5倍， l 可堆碼幾層？ l 解：根據(jù)F（Z）值外周長(zhǎng)（500+300）*2=1600mm=160cm(內(nèi)徑) l 查表F（Z）=24.37 l 材質(zhì)分析：A340*SCP125*A340 l 44.3+11.3*1.59+44.3 l 6 l 由公式P=Rx * F(Z) = 17.76 * 24.37 = 432.8 kg l 堆碼高安全為： l 432.8 l 13.5 3.5 l6 紙箱包裝廠案例 l 有關(guān)紙箱、紙板物理性能項(xiàng)目： l 1 潑水度 2 耐破強(qiáng)度 3 抗壓強(qiáng)

17、度 l 4 戳穿強(qiáng)度 5 平壓、邊壓、空箱抗壓 l 6 跌落試驗(yàn) 7 六角回轉(zhuǎn)試驗(yàn) 8 傾斜沖擊試驗(yàn) l 9 粘合強(qiáng)度 10 振動(dòng)試驗(yàn) 11裝載試驗(yàn) l 以下為耐破強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度舉例說(shuō)明： l 耐破強(qiáng)度： 根據(jù) GB1302313024 91 l CNS1455、CNS2955（臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)） l 單瓦紙板： 耐破強(qiáng)度=面紙+里紙 l 雙瓦紙板： 耐破強(qiáng)度=面紙+中紙+里紙 l 抗壓強(qiáng)度: 以A-1型為基準(zhǔn)來(lái)討論 （1）了解內(nèi)容物及特性； （2）決定材質(zhì)、種類（耐裝卸及耐貯存）； （3）安全率的設(shè)定如下： 紙板只為紙器及造紙方面因素，具決定性影響。假設(shè)印刷劣 化（15%）、軋孔劣化（15%）、自然

18、劣化（50%）、 輸送 劣化（20%），則安全率是3.5倍（一般設(shè)在3.55之間）。 1 （1-15%）*（1-15%）*（1-50%）*（1-28%） 計(jì)算： =3.46=3.5 (見備注) 范例： （一）設(shè)有A楞紙箱，箱尺寸為：360 X 300 X 250 mm,使用 6S6原紙，試計(jì)算其抗壓強(qiáng)度？（依某紙器廠原紙規(guī)格推算） （附紙器廠原紙規(guī)格表）。 代入kellicutt簡(jiǎn)易公式：P=Rx F(Z) P： 紙箱抗壓強(qiáng)度（kg） Rx： （面紙環(huán)壓 + 芯紙環(huán)壓 *瓦楞率+ 里紙環(huán)壓） 6 F（Z）：紙箱周邊長(zhǎng)函數(shù)（見F（Z）函數(shù)表） 1 周邊長(zhǎng)： （360+300）2=1320mm=1

19、32cm（查表知22.85） 2 材質(zhì)分析為： 27.2+191.59+27.2 6 代入公式14.1022.85=322 kg 為紙箱抗壓強(qiáng)度 如果堆高每箱毛重15公斤，安全率測(cè)知為3.5倍，則可堆幾層？ 322 / （153.5）+1=7 層（堆碼7層最安全） Rx=14.10 l三、瓦楞紙箱設(shè)計(jì)基本概念 l （一）瓦楞紙箱設(shè)計(jì)基本L字型、U字型及楞差 瓦楞紙箱設(shè)計(jì)的加算值： 如：某物品最大外徑為X，使用AF瓦楞紙箱包裝， 則在兩折（U型）情形下，其底面設(shè)計(jì)尺寸應(yīng) 為X+6，故紙箱成型后底面內(nèi)徑方為X（可再 酌加預(yù)留尺寸，方便物品取放），其余各面 （側(cè)面、端面、折蓋）均可按U型、L型加算

20、計(jì)算出正確的設(shè)計(jì)尺寸。 l（二）瓦楞紙板因具有厚度，因此在紙箱壓成形后，在尺寸上 l 會(huì)有所改變： A ：內(nèi)容物尺寸 B ：紙箱內(nèi)徑 C ：設(shè)計(jì)（制作）尺寸 D ：紙箱外徑 （DCBA） 備注： 紙箱內(nèi)徑（B） 內(nèi)容物實(shí)際必要尺寸 設(shè)計(jì)尺寸（C） 實(shí)際、制作尺寸 紙箱外徑（D） 運(yùn)輸物流的必要尺寸 （1）常見尺寸及其關(guān)系: （2）理想尺寸比例: 瓦楞紙箱的尺寸比例,決定著包裝的適宜程度，決定了包裝在搬運(yùn) 中的穩(wěn)定性和方便性,同時(shí)還決定了包裝的經(jīng)濟(jì)性.而最佳的尺寸比 例，則由紙板用量，堆碼狀況甚至美學(xué)因素所決定。 a 紙板用量: 同一容量,紙板用量越少,尺寸比例越理想.對(duì)直角六面體紙箱來(lái)說(shuō), 其

21、尺寸比例為L(zhǎng) ：B ：H 或 Rl=L/B Rh=HB 式中 R l-瓦楞紙箱長(zhǎng)寬比； Rh-瓦楞紙箱高寬比。 以0201箱為例,其容積V和紙板用量(面積)S的計(jì)算公式如下： S=2(L+B)*(H+B) V=LBH 其容積V為定值,就可通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求得紙板用量最少的尺寸比例 L:B:H=2:1:2.也就是就考慮紙板用量時(shí)0201箱的理想尺寸為2:1:2, 同理,可求出各種箱型的理想尺寸比例。 b 抗壓強(qiáng)度: 瓦楞紙箱箱角處抗壓強(qiáng)度最高，離箱角越遠(yuǎn)，抗壓強(qiáng)度越低，而 且紙箱長(zhǎng)度方向中心抗壓強(qiáng)度最低。所以從理論上講，正方形的 紙箱抗壓強(qiáng)度最大；但實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不如些。 圖4-10瓦楞紙箱的 周長(zhǎng)保

22、持一定，RL在一定范圍內(nèi)變化時(shí)的抗壓強(qiáng)度變化曲線。 從圖可以看出，抗壓強(qiáng)度的峰值位于RL為1.4附近。即僅從瓦楞紙 箱的抗壓強(qiáng)度考慮，則理想的尺寸比例是：RL=1.21.4。 c 堆碼狀態(tài)： 有兩種堆碼形式。一類為重疊堆碼，特點(diǎn)是堆碼強(qiáng)度高，但穩(wěn)定 性差；一類是交錯(cuò)堆碼，特點(diǎn)是堆碼強(qiáng)度低，但堆碼穩(wěn)定性好。 如堆碼強(qiáng)度及穩(wěn)定性兩方面都兼顧的話，最理想的尺寸比例是： R L=1.5 ( H B ) d 美學(xué)因素： 按照人們的社會(huì)意識(shí)和時(shí)代的審美要求來(lái)考慮瓦楞紙箱的尺寸比 例（主要指裝飾面即LH面的尺寸比例）， 看其是否符合具有時(shí)代 特征的形式美。便在大多數(shù)情況下，不能主要以審美觀點(diǎn)來(lái)決定 紙箱的尺

23、寸，適當(dāng)?shù)淖鞣ㄊ前褜徝琅c其他要求有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。 常用美學(xué)比例有：黃金分割比例、整數(shù)比例、直角比例即方根比 例。實(shí)際上，各個(gè)方面都要達(dá)到理想比例是不可能的，也沒(méi)有必 要。具體要根據(jù)內(nèi)裝物的尺寸來(lái)確定，盡量使各個(gè)方面接近理想 的比例。 （三）紙箱設(shè)計(jì)尺寸： l A1型（0201）的包裝設(shè)計(jì) 如圖1； l 紙箱內(nèi)徑尺寸：a b c（如圖2） TSLWLW-3 f f D （四）紙箱設(shè)計(jì)步驟： （1）設(shè)計(jì)要求與特點(diǎn) 瓦楞紙箱設(shè)計(jì)要滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售三個(gè)方面的要求、瓦楞 紙箱應(yīng)適合于從手工充填和封合到高速自動(dòng)化的各種生產(chǎn)線的生 產(chǎn)，適應(yīng)簡(jiǎn)單的裝置加輔助手工操作；有專門的紙箱型號(hào)滿足特 殊包裝工序的要求，有時(shí)還要求