包装抗压强度计算.doc

包装抗压强度计算在众多的纸包装材料中瓦楞纸箱被公认为是最经济、实用和使用最广泛的。瓦楞纸箱是一种薄壁结构的包装容器，具有质量轻、强度高，易加工成型、易折叠，便于运输和搬运、易回收和再生利用、印刷适应性优良、成本低等特性，已广泛应用于食品、水果、蔬菜、电子产品、工业器件、文化用品等工农业产品的销售包装和运输包装。大多数瓦楞纸箱在运输、存储过程中，往往要多层叠放或堆放，除不规范装卸和不按要求的高度叠放或堆放因素外，包装箱本身的质量达不到标准要求是一个重要因素，为了保证被食用油不受损害，就要求包装箱必须具有一定的抗压强度。因此纸箱耐压强度是商品包装要求的最重要的质量指标。运输包装材料制品的分析 发泡塑料制件 1）适合做各种中小产品的绝热、隔震的内衬或运输容器。 2）特别适合敏感产品的缓冲包装衬件，如护角,护棱, 护板, 组合结构,现场发泡全面裹包件等, 它的优良性能应对恶劣的流通条件。 3） 经过模切,制成可现场折叠成形的塑料隔档与衬垫组合结构。 瓦楞纸板 1) 微细型瓦楞板（E/F/G/N/O单瓦楞），主要应用领域在于中高挡消费品包装, 高清晰彩图包装箱盒. 2) 中型瓦楞板（A/C/B单瓦楞，双瓦楞），主要应用于各种日用消费品和工业产品的运输包装容器。 3) 重型瓦楞板（双瓦楞，三瓦楞及三瓦楞以上瓦楞板，瓦楞向互相垂直粘合的双瓦楞板-），特别适合制作各种堆栈滑板、重型产品运输包装箱等。 4) 各型瓦楞板材及其组合，通过模切，弯折，穿插等方法形成各种特殊形状的保护性衬垫与隔挡(护角,护棱, 护板, 组合结构)，各种防护性展示性兼备的商店货架。 纸浆模塑制件 1) 各种小商品浅模盘，大量用于各种生鲜食品, 医药品, 小五金,其他中小产品，主要起盛装、定位、分隔作用,兼有保护功能，市场潜力巨大。 2) 适合于各种中型产品的保护性适形性的缓冲衬垫与隔挡，包括各种纸护角,护棱,护板等。 瓦楞纸的名字由来皆因其结构似中国建筑所用的瓦片，而纸层之中是通心的，故称之为瓦楞纸，及后又被人以英文Carton Board翻译作卡通板，但是最正确还是用Corrugated Board即坑纸。 坑纸的结构 坑纸的基本结构是一张平顺的牛皮纸与波浪形的纸(统称纸心)裱合，以前牛皮纸含量大部分甚至全部为木浆，约有200至250gsm厚，耐破力及承托力极强，但近二、三十年因环保和成本因素，牛皮纸内的木浆含量降低并混以废纸，而厚度也较以前薄了很多，常见为120至160gsm，间中也有使用200gsm的厚度。至于纸心，则全是由废纸循环再造而成，其厚度也由过往的130至160gsm改为100至140gsm。 坑纸的种类 坑纸最重要的用途是外包装，由于印刷科技发达，坑纸也有着多种款式。今时今日，它不只是担任外包装的角色，内包装或纸制品也派上用场。先由看似一样，但原来各有不同的坑纹说起。坑纹早期只有A形，其承托力高，但用料较多，故在不同需求下发展出B及C形，B形波纹波幅较窄，波较矮，承托力较细，但用料较少。而C形坑纹似A形的阔，但比B形还要矮，故C坑纸较A、B坑纸薄身。十多年前开始流行E坑，几年前有F坑，近年更有G坑的出现(坑纸现有A、B、C、E、F、G，但并无D坑)，皆因包装盒已非纯为保护产品而设，它更担任装饰、宣传等角色。E、F、G坑不同之处均是坑纹更幼细，有保护力之余又不觉粗糙，对于有些包装盒要在坑纸上再裱粉灰卡的做法来说是可以降低成本。例如幼细的坑纹配以较薄身的粉灰卡也不易显出坑纹，从中便可减低成本。现多见于化妆品、手机等高级消费品的包装上。 什么是单坑、双坑及三坑，要由基本说起： 最简单的是见坑，即一张牛皮纸和一张纸心裱合在一起，完成后，纸面是牛皮纸，纸背清楚见到坑纹。它适用于内层包装，多用以隔开单件货品或配件，虽形态较为粗糙，但成本低、功效高，例如用以包装灯泡、玻璃器皿等。 单坑(SingleWall)多是内、外用120gsm的牛皮纸裱约105gsm的纸心在中间，纸心常用是B坑，适合一般包装盒。 双坑(DoubleWall)顾名思义是有两层坑纸加在一起，即最外两层及中间为牛皮纸，如夹心饼般隔着的第二层及第四层为纸心，而这两层纸心通常是用不同的坑纹，一层多用C坑，另一层为B坑。这对成本及功用也有效益。很多货物包装也用双坑纸制成的包装箱作附运用途，如前文所言，其牛皮纸及纸心的厚度，通常也足以应付现代社会环境一般的运输情况，如空运或入货柜作水路运输等。 至于三坑(TripleWall)也如双坑般，是三层坑纸加在一起，即最外两层及第三、五层为牛皮纸，第二、四、六层为纸心。牛皮纸多是用120gsm，配以105gsm纸心。适用于极贵重、易碎或易屈拆的物品。可是三坑箱较笨重、昂贵、且灵活性低，有些人会用双坑箱，在放置货物时于箱内上下方也加一层双坑纸以加强顶力。有些人又以两重双坑箱来包裹贵重、易碎的物品，以代替三坑箱。 选择坑箱 到底何时考虑使用单坑、双坑或三坑箱，当然以安全为最重要的考虑，其次是成本。 坑纸的结构要经得起耐破力(Burst Strength)、承托力(Supporting Strength)、横压力(Ring Crush)及边压力(Edge Wise Supporting Strength)等要求。做坑盒先要为坑纸做测试，若纸质符合要求，其裁剪及做箱结构也要再经测试。一般坑箱承托重物上限为25至30kgs，纸箱的每个平面面积也应保持在某个尺寸以内。此外，还要注意坑箱在潮湿的环境下，吸取了湿气后的承托力是否仍可应付舟车劳顿、震荡、搬抬、重压等等。亦由于上述原因，纸坑箱是不宜大批预做及储存的。再者，量度准绳的尺寸去订制坑箱，除了为善用成本，容易包装外，也因此可防止物品在箱内摇晃，若货物在附送途中不停摇晃，其产生不必要的承托力、顶力等会令坑箱负荷大增，危险性极大。 控制了坑箱的成本，运费也是重要的一环，坑箱在运输上有着重量及面积的考虑，有强韧保护力之余，也要平衡运货的负担。故有些情况要配合货柜的容量(体积)，有些要配合空运公司的限制等。现在更因坑纸的种类多，印刷技术的改变，加工的配合，以及运输情况的改善，使内、外包装可合而为一。有些产品经一次性的包装使可直接放于超级市场的售货架上，所以这个既是内包装，也是外包装，它除了要有保护、方便运送，更需有宣传、夺目的作用，例如啤酒以24支入一箱，纸箱上印上了精美的宣传图案，它可直接放上超级市场的货架，又可放在酒吧等夜店的铺面作宣传之用。这种做法现是甚为普遍及流行，因它不仅降低包装成本，也减少了人力的成本，又可达到环保的要求。瓦楞纸箱耐压强度的计算预定纸箱耐压强度瓦楞纸箱要求有一定的耐压强度，是因为包装商品后在贮运过程中堆码在最低层的纸箱受到上部瓦楞纸箱的压力，为了不至于使其压塌，必须具有合适的抗压强度，瓦楞纸箱的耐压强度用下列公式计算： P=KW（n-1）上式中：P-纸箱耐压强度，N W-纸箱装货后重量，N n-堆码层数K-堆码安全系数其中堆码层数n是根据堆码高度H与单个纸箱高度h求出，其计算方法为：n=H/h 而堆码安全系数根据货物堆码的层数及瓦楞纸箱所装货物的贮存期和贮存条件所决定，在GB/T 6543-1986瓦楞纸箱的附录C中规定：贮存期小于30天 取K=1.6 贮存期30天-100天 取K=1.65 贮存期100天以上 取K=2.0根据原料计算出纸箱抗压强度预定了瓦楞纸箱的耐压强度以后，应选择合适的纸箱板、瓦楞原纸来生产瓦楞纸箱，避免盲目生产造成的浪费；根据原纸的环压强度计算出纸箱的抗压强度有许多公式，如凯里卡特（Kellicutt）公式、马丁荷尔特公式、沃福(Wolf)公式、马基公式、澳大刹亚APM公司计算公式等，但较为简练实用的是kellicutt公式，它适合于用来估算0201型纸箱抗压强度。确定纸箱抗压强度的方法由于受生产过程中各种因素的影响，最后用原料生产的纸箱抗压强度不一定与估算结果完全一致，因此最终精确确定瓦楞纸箱抗压强度的方法是将纸箱恒温湿处理后用纸箱抗压试验机测试；对于无测试设备的中小型厂，可以在纸箱上面盖一木板，然后在木板上堆放等量的重物，来大致确定纸箱抗压强度是否满足要求。影响瓦楞纸箱抗压强度的因素影响瓦楞纸箱抗压强度的因素分基础因素和随机因素。所谓基础因素意即指瓦楞纸板本身对瓦楞纸箱抗压强度影响的因素，主要涵盖瓦楞原纸的环压强度、瓦楞楞型(A、B、C型等)、瓦楞纸板的种类(单瓦楞、双瓦楞、三瓦楞等)、瓦楞纸板的含水率等。在瓦楞纸箱的设计、生产和运输流通环节中，还有一些随机因素会对瓦楞纸箱的抗压强度产生很大的影响，如下表1所示：显而易见的是，基础因素对瓦楞纸箱抗压强度的影响是众所周知的，也是瓦楞纸箱设计时所必须要考虑的问题。而在上表所示的各种随机因素当中，瓦楞纸箱的箱型、尺寸及其均衡性、印刷设计及印刷面积是用户方面所要研究的问题；而瓦楞纸箱制作技术、生产设备和制作时的质量管理是瓦楞纸箱生产企业所必须解决的问题：而运输流通时的这些随机因素则是运输流通所涉及的相关部门所应该注意的问题，同时也是设计时所必须考虑的问题。瓦楞纸箱整箱抗压性能测试如上文所述及，瓦楞纸箱的抗压强度对于纸箱的整体性能影响很大，因此在实际生产时对于其性能的测试也显得比较重要，当前许多工厂对纸箱的认识逐渐从凭手感判定纸箱的优劣发展到运用各种仪器对纸箱的物理性能进行测试分析的阶段，很多厂家还配备了抗压仪对纸箱抗压强度进行测试，不仅如此，许多客户特别是国外一些大型跨国公司对瓦楞纸箱的认识也发生了深刻变化，即从关注纸板耐破强度逐渐转向纸箱的抗压强度，并将抗压强度作为质量验收的最重要指标。同时近二年来原纸价格居高不下，纸箱利润空间一缩再缩的情况下，制造出用纸成本最省而又能满足客户抗压要求的纸箱已成为众多纸箱厂共同的目