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纸箱设计工艺基础知识 四川康得利股份有限公司 2 一 原纸 3 1 原纸制造 原材料 纸的原材料是纸浆 它由各种各样的植物制成 某种植物是否适合做纸的原料 主要取决于它的细胞形态 目前使用最多的是树木 一般分为针叶树和阔叶树 4 1 原纸制造 细胞是形成植物的空心结构的单元 每一个细胞都是由包围着的空腔的细胞膜构成 植物生长初期 细胞空腔保持着原生质的形态 在细胞膜充分形成之后 细胞空腔逐渐消失 变成造纸所需要的纤维 这种纤维就是构成纸张的重要成分 植物纤维的细胞膜 主要由纯度不同的纤维素构成 这种纤维素就是纸张的基本物质 5 1 原纸制造 纸浆 将植物纤维部分制成纸浆 纸浆可通过两种方法制成 1 化学方法 溶解并除去使相邻细胞膜连接在一起的物质 制成纸浆 2 物理方法 将植物纤维分离分取出并制成纸浆 6 1 原纸制造 选取原材料时应考虑的因素 一种植物是否适合造纸 主要应考虑它的纤维性质 原材料是否能稳定供应 集装和运输成本 储备过程中是否会变质等因素 7 1 原纸制造 纸浆分类 根据纸浆制造方法可将纸浆分为化学纸浆 物理 机械 纸浆 半化学纸浆 8 1 原纸制造 化学纸浆 以化学药品为主制成的纸浆 化学纸浆制造过程中 会在除去原料中间层木素和细胞膜木素的过程中溶解大量半纤维素及溶解一部分纤维素 优点 质量高 缺点 与机械纸浆相比 原材料利用率低 生产成本高 牛皮卡纸一般由化学纸浆制成 9 1 原纸制造 物理 机械 纸浆 用机械方法将木材弄碎后制成的纸浆 半化学纸浆 先采用化学方法将木材中的木素除去 然后将软化了的木片用机械弄碎后制成的纸浆 化学处理与机械处理各占一半 10 1 原纸制造 废纸纸浆 用回收的废纸做原材料 将相互聚结着的纤维分解成粥状制成的纸浆 11 2 造纸机 造纸机的分类 根据抄网的不同将造纸机分为长网造纸机及圆网造纸机 圆网造纸机 在被称为圆网的抄网部分 可以抄 层纸层 由于具有多层抄制功能 所以常用于制造较厚的瓦楞纸 长网造纸机 单层抄制 常用于制造较薄的瓦楞纸及芯纸等 12 3 原纸指标 1 相对耐破 破裂强度 kgf cm2 克重 g m2 13 3 原纸指标 2 环压强度 环压强度与瓦楞纸箱的抗压强度直接相关 根据瓦楞纸的抗压强度可以推算出瓦楞纸箱的抗压强度 方法 取长度为152 4MM 宽度为12 7MM的纸条围成圆圈状 然后将其放入支持器 以每分钟12 7正负3MM的速度加压 试样被压坏的最大荷重就是环压值 14 3 原纸指标 2 环压强度A S W 100S 抗压强度 kgf W 克重 g m2 15 3 原纸指标 3 白度 白板纸的白度检查 4 耐折 横向耐折 在9 8N力下耐折次数的多少 16 3 原纸指标 5 紧度 g cm2 水份 定量 g m2 裂断长 是瓦楞纸的指标km 接头 wh 断头 缺幅 吸水性 g m2 6 生产的适应性 水份是否均匀 是否易于粘合 适于印刷等 17 原纸各项指标对加工过程及纸板的物理指标的影响 1 水份过高或过低影响强度及粘合 2 原纸紧度及吸水性影响粘合与印刷 3 表面平整度影响印刷 4 横纵向耐折影响纸板横纵线耐折次数 5 原纸耐破指数直接影响纸板耐破指数 面里芯纸各层耐破指数 各层克重之合为纸板的耐破值 18 原纸各项指标对加工过程及纸板的物理指标的影响 6 克重及环压影响纸板边压强度 7 施胶度影响纸板吸水性 储存时间 强度 8 接头 缺幅 断头影响收成率 9 水份不均易打皱 紧边 影响粘合 造成易断纸从而影响收成率 19 4 原材料等级 1 平张纸和卷筒纸 彩印厂一般使用平张纸制作彩面 涂布白板等 2 原纸等级 箱板纸分A B C D E五级瓦纸分A B C D四级主要根据原纸用料来判定原纸等级 如 A级为全木浆纸 B级为面浆为全木浆 底浆为美废等 20 4 原材料等级 3 一般来说 原纸克重越低价格越高 因此在制造过程中 低克重纸产量低 耗用高 克重偏差控制难度大 21 二 纸箱设计 箱型结构 纸箱箱型较多 最常见的是02型 02型 代号 开槽纸箱 通过金属钉 粘合剂 粘胶带结合制成纸箱 运输时成平板状 使用时封合摇盖 我公司最常用箱型为0201型 0203型 22 二 纸箱设计 箱型结构 0201型纸箱 纸箱摇盖尺寸为纸箱宽度尺寸一半 纸箱高度平行于瓦楞方向 即对口箱 0203型纸箱 纸箱摇盖尺寸为纸箱宽度尺寸 即全盖箱 该箱型适合重型物包装 23 纸箱设计时确定箱型的因素 客户要求内装物重量 型式有无其它包装支撑 如泡沫 支架等内装物贵重情况其它 24 二 纸箱设计 瓦楞箱型 瓦楞楞型分为A C B E四种 特征 1 A楞 瓦楞高度为4 5 5MM300MM长的楞型个数为34 2MM 2 C楞 瓦楞高度为3 5 4MM300MM长的楞型个数为38 2MM 3 B楞 瓦楞高度为2 5 3MM300MM长的楞型个数为50 2MM 4 E楞 瓦楞高度为1 1 2MM300MM长的楞型个数为96 4MM 25 四种楞型对比 1 楞高 A楞 C楞 B楞 E楞2 楞数 300MM长 E楞 B楞 C楞 A楞3 由于瓦楞高度原因 下边压强度及抗压强度 A楞 C楞 B楞 E楞4 由于相同长度内楞数不同 平压抗压强度 E楞 B楞 C楞 A楞5 由于瓦楞高度及相同长度内楞数问题 变形量A楞 C楞 B楞 E楞6 由于相同长度瓦楞个数原因 印刷效果为 E楞 B楞 C楞 A楞 26 瓦箱纸箱设计时如何选择楞型 根据楞型特征及内装物情况进行分析 选用合适的楞型进行制作 如 客户要求保证抗压强度 我们就选用A楞或C楞 内装物为玻璃瓶选用缓冲性大的 要求印刷效果选用B楞等 目前 单E楞使用较少 一般用于精制内包装 27 二 纸箱设计 瓦楞箱型 楞型组合 根据各楞型特征 内装物情况 客户重点要求 我们可以对纸板楞型进行合理组合 销售部门在开发单位时也可以根据该情况向客户提出合理化建议 以达到提高产品质量 超越客户满意度 降低成本的目的 28 二 纸箱设计 瓦楞箱型 纸板厚度 理论上 纸板厚度为各楞型楞高加上各层纸纸板厚度 但在实际操作中 瓦辊在使用过程中会产生磨损 加上操作技能的好坏 印刷压力大小 堆码高度等对纸板厚度的影响等 纸板厚度一般为各楞型最低值相加值 这样计算最为保险 29 二 纸箱设计 尺寸设计 尺寸设计的两种主要形式 1 根据内装物尺寸或其它依据设计内空 2 根据内径尺寸加一定修正系数以保证制作过程内空尺寸 30 二 纸箱设计 尺寸设计 1 定内空尺寸 内空尺寸的确定主要根据内装物排列数量 内装物性质 装箱方式等 综合考虑纸板抗压强度 堆码状态 美学因素等条件进行制定 如是0201型箱型尽量考虑比例为L B H 1 5 1 1 因该结构为最佳箱形 在其它长宽长比例下 可达到提高抗压强度和美感的效果 31 二 纸箱设计 尺寸设计 在确定尺寸时主要考虑以下因素 A 内装物最大外尺寸B 内装物排列方式及数量C 内装物的公差系数D 内装物隔衬与缓冲件的相关尺寸E 内径尺寸计算公式 32 二 纸箱设计 尺寸设计 瓦楞纸箱内径尺寸计算公式如下 Xi XmaxNx d Nx 1 T KXi 纸箱内径尺寸 mm Xmax 内装物最大外尺寸 mm Nx 内装物排列数目d 内装物的公差系数 mm T 隔衬或缓冲件的总厚度 mm 在实际操作过程中有许多不确定因素 内空的制作上可以出现一定偏差 33 2 以内空尺寸定展开图尺寸 34 2 以内空尺寸定展开图尺寸 35 切口加工方式 注 L2和B2是一页箱接合部份垂直箱面的长和宽 由于必须保持纸箱四角为90度 这时不得不考虑接头纸板厚度 因此L2和B2同L1和B1尺寸有所不同 36 模切加工方式 37 2 以内空尺寸定展开图尺寸 38 切口加工方式 39 模切加工方式 40 2 以内空尺寸定展开图尺寸 展开图收放尺寸的确定 还要根据加工过程存在的问题 客户对尺寸误差的要求 是正偏还是下偏 外部市场反馈等问题进行综合分析并对尺寸进行修正 41 3 瓦楞纸箱搭头尺寸 确定瓦楞纸箱搭头尺寸时 应首先保证产品质量及满足客户要求 再考虑成本及在加工过程中设备裁切纸板尺寸的误差 一般情况下 B瓦或E瓦搭头尺寸为35MM A瓦搭头尺寸为35 40MM 五层板搭头尺寸为45MM 七层板搭头尺寸为50MM 为保证正面的印刷在装订时不被破坏 接头一般应与瓦楞纸箱正面连接 但还必须还要考虑公司装订机的高度 42 4 模切的余料 A 平压平 衔口方向以17mm为准 其余边部均以7mm为标准 B 圆压圆 横向边余料8 10mm 纵向边部余料3 5mm C 圆压平 周边余料8 12mm D 胶量计算公式 用胶量 平方面积 65g 粘合面 几个粘合面 43 5 圆压圆模板圆周划线尺寸收缩比例 制作前必须用游标卡尺测量其准确厚度 44 6 印刷顺圆周方向 墨稿制作 粘版收放比例 45 7 制板飞边 确定飞边时主要考虑原纸紧度 等级 水份 操作工技能 纸板层数 加工路线 如 走印模比印刷的飞边要少 等 按常规来说 只要原材料幅宽比较匹配 不管瓦楞层数所有的飞边定在30MM是最佳状态 46 三 纸箱缺陷及检验 标志印刷综合尺寸方正度结合钉距 压痕线裱合裁切刀口箱角合拢厚度 1 瓦楞纸箱十二个轻缺陷 47 三 纸箱缺陷及检验 摇盖耐折抗压强度耐破强度戳穿强度粘合强度边压强度 2 瓦楞纸箱六个重缺陷 48 三 纸箱缺陷及检验 我们需要在设计 生产过程中使用仪器或眼观进行检测 对瓦楞纸箱存在的缺陷加以控制 杜绝缺陷的发生 检验方法 根据国家GB6544 86 GB6543 86瓦楞纸板及纸箱检验标准 随机抽取六个样箱 样本基数不少于500个 然后根据十二项轻缺陷进行检验 再取其中三个进行抗压强度检验 另三个按规定试验方法进行其它物理性能检验 其合格判定数轻缺陷为21个 重缺陷为0个 49 三 纸箱缺陷及检验 3 检验与要求1 标志 符合GB190 85 危险货物包装标志 GB191 85 包装储运指示标志 的规定 但主要还是以客户要求的版面进行印刷 2 印刷 色样鲜艳 套印准确 图案清晰 深浅一致 箱面清洁 野墨 无重印 图案文字偏离水平线不得超过5mm 文字无错 计量单位应符合法定计量单位 涂料均匀 不起泡 不露底 不粘结 50 三 纸箱缺陷及检验 3 综合尺寸 综合尺寸是内空长宽高之合 这里对纸箱在综合尺寸大于等于或小于等于1000MM的一 二 三类箱尺寸误差范围进行了规定 一类箱 单瓦楞尺寸误差 3MM 双瓦楞尺寸误差 5MM 二类箱 综合尺寸 1000MM 单瓦楞或双瓦楞尺寸误差同一类箱相同 三类箱 综合尺寸 1000MM 单瓦楞尺寸误差 4MM 双瓦楞尺寸误差 6MM 51 三 纸箱缺陷及检验 目前国家标准中还未对七层瓦楞及更高层数瓦楞纸箱尺寸误差进行规定 但我公司要求对七层尺寸误差进行控制 小箱七层同双瓦楞二类箱一样 大箱 摩托车 长宽误差常规只能控制在5 8MM内 高度可控制在5MM内 52 三 纸箱缺陷及检验 4 方正度 对方正度的检验就是检验两对角度的误差 纸箱出现装订大小头 纵线成型及搭头成型差都很容易出现对角线误差偏大的情况 在标准中规格 综合尺寸 1000mm的纸箱 顶面两对角线之差不得大于5mm 综合尺寸 1000mm的纸箱 顶面两对角纸之差不得大于8mm 目前 客户基本没对对角线误差进行检验 但对角线误差与成型效果的好坏有非常密切的关系 是一项重要指标 53 三 纸箱缺陷及检验 5 结合 对结合方式及结合材料进行规定 钉合使用带镀层的低碳钢扁丝 扁丝不应有锈斑 剥层 龟裂等缺陷 钉合接缝应钉牢 钉透 不得有叠钉 缺钉 翘钉 断钉 曲钉 不转角等 采用斜钉 与箱立边成45度角 或横钉 箱钉应沿搭接部分中线钉合 偏斜不超过5mm 箱接头钉合搭接舌宽35 50mm粘合搭接舌宽不小于30mm 粘合剂使用乙酸乙烯乳胶或具相同效果的其他粘合剂 粘合应牢固 54 三 纸箱缺陷及检验 6 钉距 按要求进行操作 可增加纸箱抗压及美观效果 1 单排钉距不大于80mm 钉距均匀 2 头尾钉距底面压痕边线不大于20mm 55 三 纸箱缺陷及检验 7 压痕线 压痕的宽窄影响纸箱抗压 美观及成型效果 标准对压痕线的要求为 单瓦楞纸箱不大于12mm 双瓦楞纸箱不大于17mm 折线居中 不得有破裂断线 箱壁不允许有多余的压痕线 压线还分为面纸与芯线 压线轮分为预压轮 公轮 母轮 预压轮的作用是先将纸箱瓦楞压蹋楞 压线是纸箱加工中较重要工序 它对压线轮精度 原纸耐折 车速 操作技能等的要求较高 56 三 纸箱缺陷及检验 8 裱合 箱面不允许有明显损坏及污迹 平整牢固 不缺材 不露楞 无明显透胶 不起泡 无折皱 开胶面积之和每平方米不大于20cm2 箱面不得拼接 57 三 纸箱缺陷及检验 9 裁切刀口 刀口光洁 无明显毛刺 切断口表面裂损宽度不超过8mm 箱角 成箱后 箱角漏洞直径不大于5mm 不允许有明显的包角 摇盖合拢 外摇盖离缝或搭接不大于3mm 58 三 纸箱缺陷及检验 10 厚度 A瓦4 5 5MMC瓦3 5 4MMB瓦2 5 3MME瓦1 1 2MM双瓦楞纸箱或七层箱的厚度不能小于单瓦楞楞高下限值之和 59 三 纸箱缺陷及检验 11 水份 瓦楞纸板含水规律与普通纸大致相同 放置环境湿度不同 瓦楞纸板有时会吸收水份 有时会排出水份 标准状态下含水率为9 10 含水率随环境变化而变化 一般情况下 相对湿度50 时 含水率为7 相对湿度65 时 含水率为10 相对湿度80 时 含水率为13 相对湿度95 时 含水率为20 以上 目前许多厂家都会对纸箱水份进行检测 60 三 纸箱缺陷及检验 重缺陷 1 摇盖耐折 摇盖经开合180度往复5次 1 2类箱面层和里层都不得有裂缝 3类箱面层不得有裂逢 里层裂缝长度总和不得大于70mm 2 抗压强度 虽然纸箱抗压强度与纸箱长宽高比例及综合尺寸有很大关系 但纸箱抗压强度还是较综合一个指标 对纸箱抗压强度的影响 分为不可抗拒因素及可变因素 不可抗拒的因素为 纸箱箱型 61 三 纸箱缺陷及检验 重缺陷 3 戳穿 该项试验由比契发明 戳穿检验原理 一个直角三角锥穿透瓦楞纸板所耗用的功 4 耐破 耐破指标是为各国公认的瓦楞纸板的最要指标 耐破检测原理为 在纸板一定面积上加压 使瓦楞纸板伸长到某种限度发生破裂时产生的值 瓦楞纸板耐破指标与原纸耐破指数很大关系 62 三 纸箱缺陷及检验 重缺陷 5 粘合 在瓦楞纸板楞间用钢针 通过压力导致瓦楞分裂来检测瓦楞纸板的粘合 原则是最小范围内进行粘合 并达到粘合效果 6 边压 边压的高低直接影响纸箱抗压 边压是楞形 原材料 粘合 厚度 加工工艺的体现 同抗压一样是非常重要的指标 63