結構設計基礎

1、瓦楞結構設計常識本文主要介紹一些關于瓦楞本身的常識，包括它的楞型、物理性質及其在結構設計中的常用尺寸。1 瓦楞紙板的楞型瓦楞紙板的核心部分是瓦楞，因此瓦楞的形狀、種類和組合方式對于瓦楞紙的特性有很大影響。下面就談一下瓦楞楞型的基本要點。1.1楞型的種類瓦楞紙在結構上的特征，是壓成波紋的瓦楞。瓦楞是瓦楞紙的主體。使用質地相同的面紙和芯紙制成瓦楞紙板，如果瓦楞的形狀不同，瓦楞紙板的性能也不同?，F(xiàn)在，世界各國使用的瓦楞紙，常用的有：A型楞、B型楞、C型楞、E型楞。這四種楞型的用途可歸納如下：外包裝用A、B、C型楞 內(nèi)包裝用B、E型楞 小包裝用E型楞 首先，談一下外包裝用的A、B、C型楞的特點。楞型楞

2、高，mm楞數(shù)，個/300mm4.553423.543822.535021.12964A型楞A型楞的特點是單位長度內(nèi)的瓦楞數(shù)量少，而瓦楞最高。使用A型楞制成的瓦楞紙箱，適合包裝較輕的物品，有較大的緩沖力。B型楞B型楞與A型楞正好相反，單位長度內(nèi)的瓦楞數(shù)量多而瓦楞最低，其性能也與A型楞相反，使用B型楞制成的瓦楞紙箱，適合包裝較重和較硬的物品，多用于罐頭和瓶裝物品等的包裝。另外，還有一種傾向就是利用B型楞堅硬不易破的特點，經(jīng)過沖切后制成形狀復雜的組合箱。C型楞C型楞的單位長度的瓦楞數(shù)及楞高介于A型楞和B型楞之間。性能則接近于A型楞。近年來隨著保管、運輸費用的上漲，體積較小的C型楞受到人們的重視，現(xiàn)已

3、成為歐美國家采用的楞型。其次，談一下用于內(nèi)包裝和小包裝的E型瓦楞的特點。E型楞E型楞在30長度內(nèi)的楞數(shù)一般為95個左右，楞高約為1.1(我公司E瓦楞高為1.7)與外包裝用的A、B、C型瓦楞相比，具有更薄更堅硬的特點。因此，開發(fā)E型楞主要目的是將它作成折疊紙盒以增加緩沖性。用E型楞制成的瓦楞紙盒，外觀美觀、表面光滑，可進行較復雜的印刷，因此通常用于裝潢性瓦楞紙盒。2 瓦楞的波形形狀 構成瓦楞紙板的波形瓦楞紙的楞形形狀分為形、形和形。形瓦楞波形的特征是：平面抗壓力值高，使用中節(jié)省粘合劑用量，節(jié)約瓦楞原紙。但這種波形的瓦楞做成的瓦楞紙板緩沖性差，瓦楞在受壓或受沖擊變霰后不容易恢復。形瓦楞波形的特征是

4、：著膠面積大，粘結牢固，富有一定彈性。當受到外力沖擊時，不象形楞那樣脆弱，但平面擴壓力強度不如形楞。根據(jù)形楞和形楞的性能特點，目前已普遍使用綜合二者優(yōu)點制作的形瓦楞輥。加工出來的波形瓦楞紙，既保持了形楞的高抗壓力能力，又具備形楞的粘合強度高，富有一定彈性的特點。目前國內(nèi)外的瓦楞紙板生產(chǎn)線的瓦楞輥均采用這種形狀的波形瓦楞輥。 3 瓦楞紙板的種類瓦楞紙板的種類，取決于各種楞型的組合方式。組合方式不同，瓦楞紙板的物性也就各有所異。通常瓦楞紙板可以根據(jù)其結構或用途進行分類。單面瓦楞紙板 雙面瓦楞紙板 (三層單瓦楞紙板)根據(jù)結構分類雙芯雙面瓦楞紙板 (五層雙瓦楞紙板)三芯雙面瓦楞紙板 (七層三瓦楞紙板)

5、 內(nèi)包裝瓦楞紙板根據(jù)用途分類外包裝瓦楞紙板 所謂根據(jù)結構分類，同樣地說就是根據(jù)使用幾張芯紙和面紙而進行的分類。3.1 單面瓦楞紙板 單面瓦楞紙板如上圖，是在波形芯紙的一側貼有面紙，其稱呼是根據(jù)面紙的使用張數(shù)定義的，單面瓦楞紙板一般不直接用來制作瓦楞紙箱，而是卷成筒狀或切成一定的尺寸，作為緩沖材料和固定材料來使用。3.2 雙面瓦楞紙板（三層瓦楞紙板）俗稱單瓦楞 雙面瓦楞紙板如圖是在波形瓦紙的兩側貼以面紙而制成的。楞型使用A、B、C、E哪一種都可以。目前，世界上制作紙箱使用最多的就是雙面瓦楞紙板。3.3 雙瓦雙面瓦楞紙板（五層瓦楞紙板）俗稱雙瓦楞 雙瓦雙面瓦楞紙板是使用兩層波形瓦紙加面紙制成的，即

6、由一塊單面瓦楞紙板與一塊雙面瓦楞紙板貼合而成。在結構上，它可以采用各種楞型的組合形式，因此其性能也各不相同。由于它普通雙面瓦楞紙板厚，所以其各方面的性能都比雙面瓦楞紙板強（三層瓦楞紙板）特別是垂直方向的抗壓強度，有明顯的提高，由雙芯雙面瓦楞紙板(五層瓦楞紙板)制成的瓦楞紙箱，多用于易損物品，沉重物品以及長期保存的物品（如新鮮蔬菜水果之類含水分較多的物品）的包裝。3.4 三瓦雙面瓦楞紙板（七層瓦楞）俗稱三瓦楞 三芯雙面(七層)瓦楞紙板是使用三層波形瓦紙制成的，即在一張單面瓦楞紙上再貼上一張雙瓦雙面瓦楞紙制成。與雙瓦雙面(三層)瓦楞紙一樣，可采用A、B、C、E各種楞形的組合。在結構上，這種使用三種

7、楞形組合而成的瓦楞紙板，比使用兩種楞形組合而成的雙瓦雙面(三層)瓦楞紙板要強，因此，用這種三瓦雙面瓦楞紙板制成的瓦楞紙箱，多用于包裝沉重物品，以取代過去的木箱，而且這種紙箱并不限于單獨使用，往往是與木制的托盤和拖板組合。兩者的結合處用鋼帶或專門的箱釘進行固定。4 瓦楞紙板的基本特性 如果對瓦楞紙板所具有的本質特性沒有深刻的了解，要想搞好瓦楞紙包裝是不可能的，那么瓦楞紙的基本特性是什么？下面就談一下它的典型特性。4.1 含水率（電腦紙箱測濕儀）這里所說的水分，準確地說是指瓦楞紙板所具有的水分，即含有的水分嚴格地說，它不能算是一種特性，但如果對瓦楞紙板的含水分產(chǎn)生的影響沒有深刻的理解，往往會導致失

8、敗。從根本上說，瓦楞紙板有含有水分的規(guī)律與普通紙大致相同。根據(jù)放置的環(huán)境濕度，瓦楞紙板有時會吸收水分，有時會排放水分。在標準狀態(tài)下含水率大致為9-10%，它隨環(huán)境濕度的變化而變化。瓦楞紙板水分根據(jù)GB450和GB6543-86、GB6033-86方法測定，每塊紙板各測5個點進行平均，含水率的多少對下述各種強度有直接影響，因此在測定各種特性時必須測定其含水率。4.2 破裂強度（電腦測控壓縮儀）瓦楞紙的破裂強度與面紙的破裂強度一樣是瓦楞紙板質量的一個重要評價標準，是各國公認的。如要確定耐破強度，可在瓦楞紙板的一定面積上加壓， 使瓦楞紙板伸長到某種限度發(fā)生破裂，試驗前后這種連續(xù)的對外力的抵抗能力，可

9、以說是瓦楞紙板的基本特性之一。測定瓦楞紙板的耐破強度時，需要注意由緊固壓力強弱而引起的數(shù)值變化，如果緊固壓力低，測定時瓦楞紙板的伸長率往往偏高。 不論雙面瓦楞紙板（三層）或雙瓦雙面瓦楞紙板（五層）緊固壓都應達到0、3MPa。4.3 沖未穿孔強度（紙板戳穿強度測定儀）在美國、日本，戳穿強度與耐破強度一樣受到重視。戳穿強度用慣力穿透儀測定，我們叫戳穿強度試驗儀。它所測定是一個直角三角形錐穿透瓦楞紙板所耗費的功，單位“焦耳（J）”，當擺錘帶動直角三角形沖破瓦楞紙板時，所失去的能量就相當于這三條棱邊撕裂瓦楞紙板的抵抗力。擺錘最初抬高的角度與沖破紙板后揮起角度的差值，就與擺錘所失去的解量相當。也就是說，

10、根據(jù)擺錘起角的大小就可以計算出其的耐戳穿強度值。4.4 邊壓強度（電腦測控壓縮儀）邊壓強度試驗是在瓦楞方面上，一定厚度（寬度25）的瓦楞紙板，單位長度所能承受的垂直均勻增大的力，稱為瓦楞紙板的邊壓強度，邊壓強度的單位，N/m。從三個樣箱上各取三塊1000.5250.5無印刷、無機械壓痕、無破損的試樣共九塊。邊壓強度的測試方法是將試樣置于試驗儀下壓板正中間，使試樣的瓦楞方面垂直于兩壓板，用導塊支持試樣，使試樣的表面垂直于壓板，開動試驗儀施加壓力。瓦楞紙板的邊壓強度直接影響瓦楞紙箱的支撐強度。而瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝，瓦楞紙板的結構楞形，粘合劑的質量等因素都能影響瓦楞紙板的邊壓強度。4.5 平壓強度試

11、驗（電腦測控壓縮儀） 平壓強度可以反映瓦楞紙板在感覺上的軟硬程度，因此是一個非常重要的特性。按照規(guī)定方法用專用取樣儀器切取322的試樣面積上進行平面抗壓強度試驗。一般來說，瓦楞紙平面抗壓強度偏低的主要原因有以下幾點：1、瓦紙質量差。2、瓦楞紙板含水率高。3、瓦楞成型不良。4、由于某種原因造成瓦楞塌陷。4.6 粘合強度（電腦測控壓縮儀和瓦楞紙板剝離強度試驗架）粘合強度是保證瓦楞紙板成為整體結構的一個重要因素，在面紙和瓦紙的結合方面起著極為重要的作用。粘合在瓦楞紙板生產(chǎn)中的重要性，已在前面瓦楞紙板粘合一節(jié)中說過了。但有一點是，粘合強度未必越強越好。前面所說的幾種紙板特性，戳穿強度、平壓強度和垂直抗

12、壓強度，所有這些強度都非常容易受瓦楞紙板厚度的影響，但粘合強度都與之相反。瓦楞紙板的粘合強度，要對使用的面紙和瓦紙在必要的最小范圍內(nèi)進行粘合。根據(jù)GB6548，其基本原理為在瓦楞紙板的楞間插入鋼針進行剝離。試驗方法可分為雙側試驗和單側試驗兩種。雙側試驗的瓦楞紙板是在粘合差的那一面首先被剝離，因此只能測定較弱的那一面粘合強度。雙面試驗不能全面地測定瓦楞紙板的粘合強度。只有單側試驗才能可靠地測定瓦楞紙板雙面的粘合強度。這兩種試驗方法的區(qū)別就在于鋼針插入的位置完全不同，這很容易理解。粘合強度最低限度根據(jù)GB6543、GB5083、SN/T0262-93標準，其值為588N/m楞以上才合格。 見圖九另

13、外，這種試驗還有一個特點，就是面紙越厚，面紙的剛性就越強，因而粘合強度也越高。 通常，瓦楞紙板粘合強度的缺陷，主要由于以下一些原因：1、粘合劑本身有問題。2、制粘上的失誤導致的糊液粘度不穩(wěn)定。3、制糊時配合失誤導致糊液達不到要求。4、因夏季高溫，潮濕使糊液變質而導致粘度不夠。5、面紙或瓦紙含水率水分過多。6、糊液使用量過少。7、未能根據(jù)貼合的速度來調(diào)整用糊量。 4.7 垂直抗壓強度（電腦測控抗壓試驗機）垂直抗壓強度主要是指將瓦楞紙板置于直立狀態(tài)下的抗壓強度，它是決定瓦楞紙箱抗壓強度的一項主要特性。其全觀如圖：0-3030-100100天以上1、601、652抗壓力試驗的檢測方法根據(jù)SN/T02

14、62-93將三個樣箱立體合好，用封箱膠帶上下封牢，放入抗壓試驗機下壓板的中間位置。開機使上壓板接近空箱箱體，然后啟動加壓標準速度直至箱體屈服（壓潰）。抗壓力值按下列公式計算：P=KG( H h 1)9、8式中：P抗壓力值（N） K劣變系數(shù) K取 G單件包裝毛重（） H堆積高度（m），一般取3m h箱高（m） H/h取整數(shù)（四含五入 ）而造成瓦楞紙板抗壓強度小的原因主要有以下幾點：1、原紙質量差。2、瓦楞紙含水率高。3、瓦楞成型不良。4、瓦楞塌陷。4.8 瓦楞紙板基本特性的綜合比較 瓦楞紙板主要由材料特性、耐破強度、瓦楞紙板的特性、戳穿強度、平壓強度、加工特性、抗壓強度、邊壓強度、粘合強度等組成

15、。瓦楞紙板是整體結構，可見其制造過程中的質量管理是十分重要的。而其中最根本的取決于瓦楞成形技術的瓦楞紙厚度。如圖，在外觀上很難看出什么區(qū)別，可是紙板內(nèi)部瓦楞的成形卻很復雜，由于加工技術質量不同，造成了瓦楞紙板強度特性的差異。各種特性的比例關系十分復雜。這一點恰好證明了瓦楞紙板是一種整體結構，由于所用的原紙和楞型的不同以及瓦楞紙板制造技術上的差別等，使其特性發(fā)生相當大的差異。圖五是關于正常瓦楞紙板的基本特性的綜合比較。歸納起來看，不同楞型和不同品質的瓦楞紙板強度特性有以下特點：1、如果瓦楞成型正常平壓強度只取決于使用的瓦紙，而與所用面紙無關。2、如果瓦紙相同，抗壓強度與所用面紙的環(huán)境成正比。3、

16、粘合強度。從根本上說粘合強度取決于面紙和瓦紙的粘合質量，而面紙的變化不大帶來很大影響，但作為這種試驗法的特點，往往是剛性大的面紙，強度也會大些。5 瓦楞紙板的成型特點5.1 紙板翻折設紙板的厚度為T,紙的厚度為t，n為紙的層數(shù)，N為紙板的層數(shù)，D為制造尺寸，Di內(nèi)尺寸，Do外尺寸，則D=Di +(T-nt)Do=D+nt可粗略地取t為0.5，借以推算結構上的尺寸關系。5.2 角度成型特點5.3 箱體尺寸比例 在瓦楞紙箱的周長、材料、瓦楞結構相同的條件下，箱體的長、寬、高不同，可以導致抗壓強度也不同。5.4 精度要求 在計算紙箱細節(jié)尺寸時，我們的理論值要精確到0.5以保證后繼工序的控制范圍。6 常用設計細節(jié)6.1搖蓋：以常規(guī)的印刷機開槽A-1箱為例，因為成型中相互疊加有往外彈往里壓的傾向，所以搖蓋在計算時要算入一個加分系數(shù)，設搖蓋為F，寬為W，加分系數(shù)為q，則F=(W+q)/2W為奇數(shù)W為偶數(shù)B,E12A,C34CB,AB56如果有高低壓線則不必加分，F(xiàn)=W/26.2 刺穿線：除客戶特殊要求外，用于翻折成型常選用5mm*5mm、6mm*6mm，有這樣規(guī)格的刀具，如果紙板材質比較差或是比較干燥的話，選用10mm*10mm以上的刺穿線，定位用的時候也選用這個。另外，用于撕裂設計的刺穿線選用3mm