九纸制品包装设计PPT课件

1 第九章纸制品包装设计 物流包装 物流工程系李苏剑 2 第一节瓦楞纸板包装设计第二节蜂窝包装设计第三节纸制品包装的成本分析第四节纸制品包装新产品简介 第九章纸制品包装设计 3 第一节瓦楞纸板包装设计 一 概述在包装制品中 纸制品包装居首位 占比约为38 在纸制品包装中 瓦楞包装制品占比约为57 2009年 我国生产瓦楞约367亿平方米 占世界生产总量的19 3 成为仅次于美国的瓦楞包装制品生产大国 并继续以20 的年增长速度在高速发展 日用品包装 电子产品包装 汽车减速包装 4 1 瓦楞纸箱的特点优点 1 资源丰富 纸板式瓦楞纸箱的原料是各类植物纤维 包括木纤维 竹纤维 草质纤维 2 使用性能好 重量轻 外观整齐 装拆箱方便 便于印刷装潢 由于没有接缝 其密封性能优于木箱 结构性能好 其内的瓦楞结构类似拱形结构 能起到防冲减震作用 具有良好的力学特性 3 工艺性好 易于机械化生产 4 成本低 5 废箱易于回收再利用 回收处理无公害 符合环保要求 缺点 1 抗压强度低 2 容易吸水 受潮 变形 5 2 纸箱的流通特性制造 装箱 运输 贮存 用户拆箱 各个环节都存在导致纸箱强度削弱及至破损的因素 1 堆码形成的压力载荷 压力过载造成压溃 压曲 鼓眼 规定合理的堆码高度 增强纸箱的承压力 2 冲击 振动载荷车船的颠簸 纸箱之间 纸箱与其它货物间摩擦 破损 野蛮装卸 意外事故 冲撞 戳穿 破损 3 温湿度 冷热干湿雨水 纸箱强度 刚度大幅度下降 压痕 模切 开槽 印刷处理 纸箱的整体 4 制作过程 强度下降 钉合 粘接处理不当 纸箱先天不足 增加破损的可能性 6 第一节瓦楞纸板包装设计 二 瓦楞纸板生产工艺概要瓦楞纸板生产线目前常见幅宽为1 8米 2 2米和2 5米 正常的修边为单边1cm左右 详细工艺流程如图9 1所示 图9 1瓦楞纸板生产工艺流程示意图 7 第一节瓦楞纸板包装设计 三 瓦楞纸板分类常用瓦楞纸板有单瓦楞纸板 双瓦楞纸板 三瓦楞纸板 其中 用作面纸和底纸的原纸称为箱纸板 用作芯纸的原纸称为瓦楞原纸 1 按瓦数与层数 8 第一节瓦楞纸板包装设计 2 按瓦楞形状分类按楞形分类可分为U V UV型 其中 U 形 性能介于U形和V形之间 综合性能较好 引用最广泛 9 第一节瓦楞纸板包装设计 3 按瓦楞型号分类根据瓦楞高度和30cm长度上的瓦楞个数不同 目前国际上通用的瓦楞楞形分别是 大瓦楞A型 小瓦楞B型 中瓦楞C型 微瓦楞E型 超大瓦楞K型 超细瓦楞F型等规格 A型楞 高而宽 富有弹性 缓冲和防振性能好 垂直方向的抗压强度大 承载能力强 但平压性能不好 适合于包装较轻且易碎的产品 B型楞 细密 刚性强 适印性好 平压强度高 但缓冲性稍差 垂直承载能力低 适合包装较重的物品 多用于罐头和瓶装物品等包装 C型楞 楞高和瓦楞数介于A型瓦楞和B型瓦楞之间 综合了A型 B型瓦楞的优势 防振性能接近A型瓦楞 而平压性能接近B型瓦楞 原纸消耗比B型瓦楞少 现已成为欧美国家采用最多的楞型 E型楞 最细的一种瓦楞 刚性较大 能承受较大的平面压力 适合于高质量胶版印刷 超大瓦楞K型 国外用的较多 10 表9 2瓦楞规格型号种类 11 各种楞型的应用场合 A型 C型三层瓦楞纸板常用于周转纸箱或小型纸箱的制造 AB楞 BC楞 五层 双瓦楞纸板常用于中型包装箱的制造 BAB楞组合或其它楞型组合而成的 七层 多层瓦楞纸板常用于重型大包装箱制造 E型瓦楞纸板常用于需要精美装潢印刷的销售包装纸盒 箱的制造 单面瓦楞纸板常代替厚纸板或做衬垫使用 12 瓦楞纸板的种类 瓦楞纸板的种类很多 因此要用不同的代号来区别 目前国家标准规定的代号有S ij D ij T ij i 1 2 3 j 1 2 3 4 5 i为类别号 j为种别号 i 1 用于贵重和出口产品包装 i 2 用于内销产品包装 i 3 用于短途和廉价产品包装 j为种别号 种号愈大 瓦楞纸板的强度愈高 S Singlewallcorrugatedfiberboard 表示单瓦楞纸板 D Doublewallcorrugatedfiberboard 表示双瓦楞纸板 T Triplewallcorrugatdefiberboard 表示三瓦楞纸板 问题 D 2 3的含义是什么 13 瓦楞纸板的层数 运输包装常用的是单瓦楞纸板 双瓦楞纸板和三瓦楞纸板 14 表瓦楞纸板楞型尺寸 GB6544 2008 15 表9 4瓦楞纸板技术指标 GB6544 2008 16 瓦楞纸板的抗弯强度 瓦楞纸箱广泛应用 瓦楞纸板有科学的结构 能用较少的材料使其横断面获得较大的惯性矩 瓦楞纸箱具有较高的抗弯强度和刚度 17 假设瓦楞是由一些半圆环形组成的 其半径为r 则瓦楞高度及宽度比较 面纸和芯纸厚度很小 故一个瓦楞宽度的横截面惯性矩为 一个瓦楞宽度的横截面积为 式中 1 2是面纸厚度 3是芯纸厚度 18 瓦楞高度为4 8mm 内 外面纸厚度均为0 41mm 芯纸厚度为0 23mm 假设瓦楞为半圆弧形 试计算一个瓦楞宽度的横截面惯性矩 如果将同样横截面积的材料制成实心厚纸板 在同样宽度上的惯性矩又是多少 解 一个瓦楞宽度的横截面惯性矩为 若瓦楞宽度b 2h 9 6mm 则与它对应的横截面积为 如果将面积为11 34mm2的材料制成宽度为9 6mm的实心纸板 其厚度为1 18mm 其横截面惯性矩为 瓦楞纸板的惯性矩是同宽同横截面积的实心厚纸板的42倍 11 34 9 6 1 18 19 四 瓦楞纸板物理性能1 平压强度平压强度是衡量瓦楞纸板保持其原来厚度而不发生压溃的能力的重要指标 单位是kPa 它与瓦楞芯的平压强度有关 也与面 里纸与瓦楞原黏结强度有关 2 瓦楞纸板厚度一定压力下 纸板的厚度 瓦楞纸板厚度 瓦楞深度 瓦楞原纸厚度 衬纸厚度 表9 5常见瓦楞纸板厚度参考值 第一节瓦楞纸板包装设计 20 瓦楞纸板的瓦楞展开系数 淀粉粘合剂的定量为80 100g m2 泡花碱粘合剂的定量为100 120g m2 3 定量瓦楞纸板单位面积上的质量称为定量 其单位为g m2 计算方法 瓦楞纸板定量 内 外面纸及各中间垫纸定量之和 瓦楞芯纸定量 瓦楞展开系数 粘合剂定量 4 紧度紧度是指单位体积纸的质量 即表观密度 单位为g cm3 可由定量和厚度求得 紧度与耐破度和抗张强度成正比 与撕裂度和透气度成反比 21 隔着胶膜对板面施加压力 5 耐破强度耐破强度是指在规定的试验条件下 液压增压法 瓦楞纸板单位面积上所能承受的均匀增大的最大压力 单位为kPa 耐破强度是模拟纸箱装满货物后在紧束状态下抗鼓胀的能力 实际上是纸板平面方向的抵抗拉伸和开裂的能力 参见表9 6 为了评价瓦楞纸板的耐破能力 引用耐破指数 耐破指数r 耐破强度p 定量Q 22 瓦楞纸板的选用 1 选择依据 产品价值 流通范围 内装物质量及外廓尺寸 2 综合尺寸 国标 内装物长 宽 高 3 选择原则 内装物质量和综合尺寸愈大 对强度的要求愈高 选用种号愈大的瓦楞纸板 内装物质量小 综合尺寸小 对强度要求低 选用单瓦楞纸板 内装物质量大 综合尺寸大 对强度要求高 选用双瓦楞纸板 23 箱板纸的选配 箱板纸的选配 耐破强度 瓦楞纸板的耐破强度是内 外面纸及中间垫纸的耐破强度之和 耐破强度 p为瓦楞纸板的耐破强度 b为箱纸板的耐破强度 r为耐破指数 Q为箱纸板的定量 因为 所以 24 某厂准备生产D 1 4瓦楞纸板 试为该瓦楞纸板选配适当的箱纸板 解 D 1 4是第一类第4种双瓦楞纸板 要求的耐破强度为1961kPa 第一类瓦楞纸板用于出口包装 因此选用A等和B等箱纸板 A等作外面纸 B等作内面纸和中间垫纸 三层箱纸板取相同的耐破强度 根据经验公式每层箱纸板的耐破强度应为 kPa外面纸的耐破指数取3 0kPa m2 g 查表 要求的定量为 g m2根据国标的规定 外面纸选用定量为250g m2的A等箱板纸 内面纸和中间垫纸的耐破指数取2 75kPa m2 g 要求的定量为 g m2根据国标的规定 内面纸和中间垫纸选用定量为250g m2的B等箱板纸 25 表9 6箱板纸技术指标 GB13024 2003 26 27 边压强度最低 最高 6 边压强度边压强度 瓦楞纸在规定尺寸 25x100mm 短边为瓦楞方向 的矩形样片上沿瓦楞方向所能承受的最大压力 单位为N m 边压强度模拟纸箱堆码的受力状态 技术指标中边压强度是指纵向强度 横向 纵向 28 7 戳穿强度戳穿强度 是指用一定形状的角锥穿透纸板所需的功 即包括开始穿刺及使纸板撕裂弯折成孔所需的功 单位为J 戳穿强度是模拟纸箱在流通过程中受外部异物顶撞 或包装箱之间相互顶撞而避免破损的能力 29 8 撕裂强度撕裂强度是指从箱纸板裂口撕裂至一定长度时所需的功 单位为N m 对于带手提空的瓦楞纸箱 应对其箱纸板的撕裂度有一定要求 9 耐折强度耐折强度是指纸板试样在施加一定张力的同时折叠到一定角度 试样达到断裂时所需的折叠次数 30 10 含水率试片中的水分与试片原来重量的百分比称为瓦楞纸板的含水率 过于干燥 破裂 过于潮湿 降低瓦楞纸的强度 图9 5为纸板物理性能与水分 相对湿度的关系 1 拉伸强度 2 耐破度 3 定量 4 撕裂度 5 伸长率 6 耐折度 图9 5纸板物理性能与水分 相对湿度的关系 31 12 黏合强度黏合强度是瓦楞纸的综合强度指标 它不仅影响纸板本身的质量 也影响成箱以后的整体强度和刚度 黏合强度应使用专门的针形体进行测试 单位为N m2 11 挺度挺度是衡量纸板抗弯强度的性能指标 也表示为刚度 如紧度不变 挺度与纸板厚度的3次方成正比 如厚度不变 挺度与紧度成正比 32 13 吸水性纸板的吸水性与印刷 黏结强度等有关 应有一定要求 单位为g m2 14 印刷相关性能对于涂布纸和纸板 与印刷有关的技术指标有一定要求 常被分为优等品 一等品和合格品 主要包括 亮度 平滑度 光泽度 表面强度 油墨吸收性 尘埃度 33 五 瓦楞纸箱1 瓦楞纸箱生产工艺概要目前瓦楞纸箱的生产自动化程度差异较大 市场上已经有包含印刷 开槽 除屑 贴合 打包的一体机 但因为订单及成本的限制 普及还不是很广 参见图9 7 图9 7瓦楞纸箱生产工艺流程示意图 第一节瓦楞纸板包装设计 34 瓦楞纸箱的发展与现状 1 瓦楞纸于1856年在英国已有记载 英国人爱德华 希利和爱德华 艾伦兄弟俩人发明了在纸上加压成波纹瓦楞 作为帽子的内衬 用来透气并吸汗 2 1871年美国人阿尔伯特 琼斯 AlbertJones 发明了单面瓦楞纸板 用于包装玻璃灯罩和类似的易碎物品 获得美国第一个专利权 到了l9世纪末 美国开始研究用瓦楞纸板制作包装运输箱 3 日本于1914年开始生产瓦楞纸箱 1920年双瓦楞纸板问世 它的用途迅速扩大 第一次世界大战期间 木箱在运输包装箱中占了80 而瓦楞纸箱只占20 在第二次世界大战时 瓦楞纸箱在运输包装中已经占到80 4 我国瓦楞纸箱业起步较晚 1954年才开始推广使用瓦楞纸箱 较日本晚40年 较美国晚60多年 同时 技术起点低 一开始沿用日本20世纪30年代的单机 工序间全靠手工连接 没有流水作业 改革开放以来 我国瓦楞纸箱业迅速发展 增长速度在各生产大国中是最高的 35 2 箱型及其应用 1 选择箱型要考虑的因素内容物重量和箱的承重能力匹配 避免 过包装 和 欠包装 尺寸比例与运输空间的匹配箱的外形尺寸要符合优先数系列的规定 保持包装箱与其他运输空间 如集装箱 托盘 汽车 火车车厢 货架容积的匹配 包装箱底面积应符合GB4892 85的规定 装卸操作的环境特性 重量配置要适合人体特性 纸箱内装物的缓冲要求 易碎物品 填料或衬垫 预留箱内空间 这些要素的组合 标准文件 包装限制包装限制 日本 JISZ1506 美国 Rule41 中国 GB6543 86 36 2 02箱型 开槽型纸箱 特点 大多数02型箱是由一整块纸板裁切 开槽 压线而成 少数由两片或者四片纸板拼合 二页箱 四页箱 有上下摇盖组成的箱底和箱盖 空箱时可摊开平放 使用时折叠 封合成箱 箱坯面积最小 用料最省 经济效益最好 不足之处是箱底强度稍低 02箱型主要适用于中小型产品的包装 37 38 3 03箱型 套合型纸箱 特点 由上 下两只箱子对套而成的 上盖的尺寸稍 下底的外尺寸 上下盖对套后压紧 然后用塑料带捆扎 该类箱型可以强化纸箱边缘抗压强度 适用于堆码强度要求高的包装 因此03箱型主要适用于大 中型产品的包装 39 4 04型 折叠型纸箱 折叠型纸箱也称为异型纸箱 通常由一片瓦楞纸板组成 通过折叠形成纸箱的低 侧面 箱盖 不用钉合和粘合 适用于内包装 40 5 05箱型 抽匣型纸箱 由若干种滑动的盒套组成 可由不同的方向相互套在一起 6 06箱型 分离型纸箱 由一个主箱和两个分离的端面组成 使用时需将主体箱与两端面用箱钉钉合 适合大体积物品的包装 如家具 健身设备等 7 07箱型 备用型纸箱 由一片纸板组合而成 可展平 经简单组合成型即可使用 主要应用于生产效率较高的中小型产品 如食品箱等 41 8 木材加固箱有些产品 重量较大 而底脚面积很小 搬运时纸箱箱底难以支撑 为了扩大瓦楞纸箱的使用范围 对于这类产品 通常用木版加强箱底 42 9 瓦楞纸箱附件 43 六 瓦楞纸箱的种类及其代号瓦楞纸箱种类的选型主要取决于内装物的最大重量和最大综合尺寸 可依据表9 10数据进行选配 第一节瓦楞纸板包装设计 44 七 瓦楞纸箱强度计算根据内装物尺寸和重量确定纸板与纸箱尺寸后 应该校核与纸箱堆码高度有关的抗压强度 纸箱的抗压强度与原纸品质 瓦楞型号 箱型 加工条件 流通条件等诸多因素有关 很难精确计算出符合实际的结果 目前主要依据经验公式 第一节瓦楞纸板包装设计 45 补 瓦楞纸箱的抗压强度 堆码载荷 不论是在仓库还是在运输途中 货物都要向上堆码 因此上面的货物对最底层的纸箱产生一定的压力 这个压力称为堆码载荷 抗压强度 纸箱能够承受的最大压力称为它的抗压强度 纸箱的抗压强度 堆码载荷评价方法 试验法 在压缩机上对试验样箱按对面 角 棱几种不同姿态进行压缩试验 观察其应力应变特性及破损边界 方法直观可靠 但费工费时 被动的强度控制方法 计算法 根据纸箱所有的箱板纸及瓦楞原纸的强度 推算瓦楞纸箱的抗压强度 经验估算方法 方法简便有效 而且可预测纸箱强度 广泛使用 46 补 瓦楞纸箱的压缩试验 纸箱的抗压强度 没有理论公式 压缩试验 上压板 固定 下压板 纸箱 温度为20 湿度为65 预处理24小时 加载方向垂直于纸箱顶 底两面 加载速度12mm min 过d点后纸箱被压溃 故与d点对应的压力Pc就是纸箱的抗压强度 试验结果如图 实验研究的目的 建立经验公式 确定安全系数 制定设计原则 加载 47 补 影响瓦楞纸箱抗压强度的因素 实验 取一组样箱 箱高为定值 而加压周长逐个加大 进行压缩试验 1 试验箱尺寸 长X宽X高mm305x305x305 1220 mm355x355x305 1420 mm405x405x305 1620 mm455x455x305 1820 mm505x505x305 2020 mm555x555x305 2420 mm 2 试验条件 n 20 t 20度 65 RH 预处理24h 3 试验结果 随周长的增加 抗压强度普遍有所增加 各种纸板曲线上都有最高点 过最高点之后 周长对抗压强度的影响明显减弱 1 抗压强度与纸箱周长的关系 cm 48 实验 取一组样箱 试件为305x305x305 1220 mm 进行压缩试验 1 试验用瓦楞纸板 2 试验条件 n 20 t 20度 65 RH 预处理24h 3 试验结果 双瓦楞纸箱的抗压强度高于单瓦楞纸箱 抗压强度随种号的增大而提高 2 抗压强度与纸板强度的关系 49 实验 取一组样箱 长 宽为定值 而箱高逐个加大 进行压缩试验 1 试验用瓦楞纸板 单瓦楞2种 A型楞 2 试验箱尺寸 350 x300 长x宽 100 200 1000 高 3 试验条件 n 20 t 20度 65 RH 预处理24h 3 试验结果 3 抗压强度与箱高的关系 50 实验 取一组样箱 高为定值400mm 长宽比不同 进行压缩试验 1 试验条件 n 20 t 20度 65 RH 预处理24h 3 试验结果 4 抗压强度与纸箱长宽比的关系 5 抗压强度与堆码时间的关系 51 实验 取一组样箱 在温湿度试验箱内使其经受不同温度 湿度的变化 了解其强度变化规律 1 试验用瓦楞纸板的种类 双瓦楞纸板1种 2种 单瓦楞纸板1种 2 试验箱尺寸 500 x400 x800mm600 x500 x950mm350 x300 x250mm 3 试验条件 n 20 t 20 30 35 40度 65 80 98 95 RH 预处理48h 3 试验结果 三种不同尺寸的瓦楞纸箱所得结果几乎是同一条曲线 随温湿度的提高 抗压强度急剧下降 6 抗压强度与温湿度的关系 52 1 试验用瓦楞纸板的种类 单瓦楞纸板3种 2 试验箱尺寸 360 x300 x250mm手孔大小 60 x20mm 3 试验条件 n 20 t 20度 65 RH 预处理24h 4 试验程序 手孔位置上下 左右变动 5 试验结果 7 抗压强度与开孔位置的关系 手孔位置离顶 底越近 离中心左右越远 其抗压强度越低 手孔 通风孔面积的大小及形状也对箱的抗压强度有影响 mm 53 1 试验用瓦楞纸板的种类 单瓦楞纸板3种 A型楞 2 试验箱尺寸 300 x250 x200mm 3 试验条件 n 10 t 20度 65 RH 预处理24h 4 计算公式 A 未印刷纸箱的抗压强度B 印刷后纸箱的抗压强度 8 抗压强度与印刷面积的关系 54 5 试验结果 印刷面积愈大 纸箱的抗压强度的降低率也愈大 全面积印刷时其强度下降40 带状印刷 图b 强度损失最大 即使面积只有10 20 其强度降低率几乎与全面印刷相当 图 a 和图 c 的两种印刷方式虽然面积相同 但强度降低率有所不同 A 下降率12 25 B 下降率28 36 C 下降率5 印刷对纸箱强度的影响不仅仅取决于印刷面积 而且与印刷形状和印刷位置有关 55 试验 取一组样箱 从不同方向进行压缩试验 了解强度的变化规律 1 试验用瓦楞纸板的种类 单瓦楞纸板2种 A型楞 双瓦楞纸板2种 2 试验箱尺寸 350 x300 x250mm 3 试验条件 n 20 t 20度 65 RH 预处理24h 4 压缩位置 A 箱高方向 B 箱宽方向 C 箱长方向 5 试验结果 在非箱高方向 其抗压强度急速下降 堆码时必须沿箱高方向 9 抗压强度与纸箱方向的关系 56 试验 取一组样箱 尺寸相同 型式各异 进行压缩试验 了解强度的变化规律 1 试验用瓦楞纸板的种类 单瓦楞纸板2种 A型楞 2 试验箱尺寸 355x265x245mm 3 试验条件 n 10 t 20度 65 RH 预处理24h 4 样箱型式 JIS A 1型 A 5型 B 2型 C 1型 C 2型 5 试验结果 箱型不同 其抗压强度相差甚远 外包装箱设计选型时必须注意 10 抗压强度与箱型结构的关系 日本的一组试验 57 58 扁丝接合 100 基准 胶带接合 A楞高12 B楞下降9 粘合剂接合 高10 14 11 抗压强度与接合方式的关系 59 一 箱坯 补 瓦楞纸箱的结构瓦楞纸箱是以箱坯为基础 通过接合 封箱和捆扎而成为箱形结构的 一页箱 约7mm的沟槽 使箱坯弯折 箱坯上的开槽宽约7mm 按设计位置切开箱坯 形成八个摇盖 60 纸箱周长太大 用两片箱坯或四片箱坯拼凑一个纸箱 用两片箱坯拼凑的纸箱称为二页箱 用四片箱坯拼凑的纸箱称为四页箱 61 二 手孔与通风孔 包装件重量不大 人力搬运装卸 开手孔 手的大小 装水果 蔬菜的瓦楞纸箱 开通风孔 保鲜 强度最高依次减弱 实验结果 62 强度高 两种开孔的强度比较 63 三 接合与封箱 1 接合 利用接头 舌边 将箱坯左右两边合拢并连接起来 这个过程称为接合 2 封箱 利用上 下摇盖形成箱底和箱盖的过程称为封箱 3 接合与封箱的方法 钉合 用胶带粘合和用粘合剂粘合 1 钉合 多用U形镀锌钢钉 钉宽约35mm 脚长有12 16 19mm三种规格钢钉截面为矩形 其规格及选用方法如下表 钉合瓦楞纸板的镀锌扁钢丝规格 64 钉的布置方式 纵向单排 纵向双排 横向单排 横向双排 交叉 斜向单排 纵向与斜向钉合强度基本相等 优于横向 65 钉的间距钉的个数 W 箱内产品重量 p 钉的破坏载荷 内销产品取p 25 N 外销产品取p 15 N K 强度系数 纵向与斜向排列时取K 1 横向排列时取K 0 67 瓦楞纸箱顶底封合也可以用U形钉 25 37mm 80mm 100mm 66 2 用胶带粘合 可省去舌边 节约材料 箱的内外表面平整 胶带的基材多为牛皮纸或者聚丙烯薄膜 其上涂有压敏性粘合剂 只要轻轻按压 胶带就可以与箱面粘合 使用非常方便 3 用粘合剂粘合 钉合与胶带粘合工效低 难以实现生产过程自动化 用粘合剂粘合可实现生产过程自动化 使用的粘合剂主要是具有速干性的醋酸乙烯类粘合剂 国外的试验表明 只要粘合剂的用量达到要求 粘合纸箱的抗压强度 粘合强度以及在跌落试验中的表现都优于钉合与胶带粘合 这是一种很有前途的接合方法 67 四 瓦楞纸箱的捆扎 1 捆扎的作用 02型纸箱 捆扎的作用是提高纸箱的强度 03型套装箱 捆扎的作用是承受箱内产品的重量 2 捆扎带的分类 聚酯带强度高 弹性好 抗蠕变能力强 尼龙带但价格偏高 聚丙烯带 使用的最多 规格15 0 5 15 0 7 15 1 0 15 1 3 19 1 2mm 聚氯乙烯带 价格最低 但性能太差 3 接头的联结方式 热合法 接头处电加热后压合 用在捆扎机上 卡扣法 接头搭合后套上金属卡子 用捆扎工具将接头与卡子压扣成一体 手工捆扎 68 4 捆扎带承受的载荷 如果货物搬运时由捆扎带承受箱内产品的重量 一根捆扎带承受的载荷可按下式计算 式中 P是一根捆扎带承受的载荷 W是箱内产品的重量 n是捆扎带的根数 K1是不平衡系数 K2是安全系数 一般取K1 1 2 K2 3 3 5 69 七 瓦楞纸箱强度计算 1 凯里卡特公式 Pc 纸箱抗压强度 N Z 纸箱周长 cm aXz 楞常数J 箱常数Px 瓦楞纸板的综合环压强度 N cm 适用于0201型纸箱 表9 12楞常数与箱常数 9 9 70 Px 瓦楞纸板的综合环压强度 N cm A R 瓦楞纸板中所有面纸和中间垫纸的环压强度 N Rm 瓦楞纸板中所有芯纸的环压强度 N C 瓦楞展开系数 l 测试环压强度的试片长度 且l 15 2cm B r 箱板纸的环压指数 Q 箱板纸的定量 m 瓦楞原纸的环压指数 Qm 瓦楞原纸的定量 71 2 麦齐公式 BCT 纸箱抗压强度 kPa cm ECT 瓦楞纸板的边压强度 N m H 瓦楞纸板的厚度 mm L 纸箱长度 mm B 纸箱宽度 mm R1 面纸的环压强度 C 面纸厚度 mm R2 瓦楞原纸的环压强度 d 经验系数 T 瓦楞原纸的厚度 mm A 瓦楞原纸的长度 mm 72 例 单瓦楞纸箱的尺寸为70 46 46cm 内 外面纸为300g m 的B等箱板纸 芯纸为180g m 的B等瓦楞原纸 试求纸箱的抗压强度 解 查表知 箱板纸的环压指数r 9 0N m g 瓦楞原纸的环压指数 m 7 5N m g 运输包装用单瓦楞纸板为A型瓦楞 其展开系数为C 1 53 因此 瓦楞纸板的综合环压强度为 N m 纸箱周长为 cm 查表知 A型瓦楞的楞常数aXz 8 36 箱常数J 0 59 瓦楞纸箱的抗压强度为 N 73 表9 6箱板纸技术指标 GB13024 2003 74 表瓦楞芯纸技术指标 GB13023 2008 展开系数为C 1 53 参见表9 2瓦楞规格型号种类 75 76 瓦楞纸箱的堆码强度条件 1 堆码载荷 2 堆码强度条件 纸箱的抗压强度 堆码载荷3 安全系数 H为纸箱高度 h为堆码高度 K为安全系数 安全系数由货物的储存期和储存条件决定的 储存期少于30天K 1 6储存期30 100天K 1 65储存期100天以上K 2 77 八 纸箱尺寸及其优化 内装物的三维尺寸比 长宽高的比例取2 1 2时 瓦楞纸板的用量最少 纸箱外形 与运输容器的贮存空间保持协调 长宽高比例恰当时 在一定的容积下表面积最小 节约用料 优化 咸式比例法连续比例法 1 咸式比例法 根据纸板用量来确定长 宽 高的比例 78 2 连续比例法在直线AC上取一点B 令由此解得 这种结构比例的纸箱 在同样容积下面积稍大于咸式比例法 但其比例接近黄金分割 造型美观 稳定性好 纸箱长高比 79 3 根据纸箱抗压强度确定长宽比例长宽比取1 4 1时 抗压强度最高 长宽相等时抗压强度下降5 长度为宽度的2倍时抗压强度下降15 从堆码角度考虑 重叠式堆码的堆码强度高 但稳定性差 交错式堆码稳定性好 但堆码强度低 兼顾两者的理想长宽比则为1 5 1 80 1 尺寸计算 内尺寸 外尺寸 制造尺寸 81 1 瓦楞纸箱的内尺寸确定内尺寸的原则 保证产品顺利装箱 又不使产品在箱内有明显的移动空间 内装物最大尺寸 内装物排列数目 衬隔或缓冲的厚度 内装物公差 中包装盒 针织品硬质刚性品 内尺寸修正值 在长度与宽度方向的取值为3 7mm 高度方向 小型箱为1 3mm 中型箱为3 4mm 大型箱为5 7mm 1 尺寸计算 82 2 瓦楞纸箱的制造尺寸1 定义 制箱时的下料尺寸称为纸箱的制造尺寸 分切机上的两条压线之间的距离 制造尺寸 内尺寸 L1 L2 B1 B2 理想情况下 L1 L2 1个板厚 B1 B2 0 5个板厚 83 2 纸箱长 宽 高的制造尺寸 纸箱内尺寸 制造尺寸的修正量 瓦楞纸板厚度 02型箱的制造尺寸修正量 84 3 纸箱接头制造尺寸接头J的尺寸根据瓦楞层数和生产工艺水平确定 单瓦楞纸板为35 40mm 双瓦楞纸板为45 50mm 三瓦楞纸板为50mm 4 纸箱摇盖的制造尺寸由于内 外摇盖不在同一平面 外摇盖对接时会出现一定间隙 因此摇盖长度也要有适当的伸放量 对0201型纸箱 A型楞单瓦楞纸板的伸放量为2 3mm AB型楞双瓦楞纸板的伸放量为4 5mm 其他箱型的制造尺寸修正值可查表 85 3 瓦楞纸箱的外尺寸纸箱上标志尺寸 外尺寸 计算箱体体积纸箱的外尺寸 制造尺寸 外尺寸的计算公式为 X 制造尺寸 K 外尺寸修正值 长度和宽度的修正值为1个板厚 高度方向是2个板厚 以板厚为基础 再考虑纸箱棱角的突出误差 就可以定出外尺寸的修正值 A型楞 K取5 7mm B型楞 K取3 5mm C型楞 K取4 6mm AA型楞 K取10 14mm AB型楞 K取8 12mm AC型楞 K取9 13mm BB型楞 K取6 10mm BC型楞 K取7 11mm CC型楞 K取8 12mm 高度的修正值取上限 86 4 制图 图线符号单实线轮廓切线双实线开槽线单虚线内折叠压痕线点划线外折叠压痕线三点划线间隙切割压痕线双虚线折叠180 双压痕线点虚线打孔线波纹线软边切割线波浪线界域辅助线 87 加工工艺代号 符号钉合单钉SS 代号S 双钉DS斜钉OS黏合胶料黏合G 代号A 胶带黏合T扣手切断型P不切断型U楞向纵V横H单层S纸板双层D瓦楞三层T单层BS纸箱双层BD三层BT 88 质量保证章 纸箱制造商保证章 美国铁路运输包装分类规则第41条 3 1 4in 耐破度 纸板定量 最大综合尺寸 承载重量 美国达不到保证章质量运输费用上浮20 台湾无保证章不得出口 并随时检查质量 89 纸箱的循环使用标志 意义 表明纸箱可以再生利用使用标志的要求表面不能喷涂防水剂表面不能覆膜不能钉合不能使用胶粘带使用方法向地区包装技术协会申请 90 牙膏小包装每盒1支 中包装每支12支 中包装外长l 190mm 外宽b 140mm 外高h 120mm 大包装为运输包装 采用单瓦楞纸箱 每箱装入24个中包装 其排列方法如图 试计算这种瓦楞纸箱的尺寸 解 1 内尺寸 91 2 瓦楞纸箱的制造尺寸运输包装用的单瓦楞纸板为A型瓦楞 内尺寸伸放量 X 按表取值 摇盖伸放量取3mm 接头尺寸取40mm 于是 瓦楞纸箱的制造尺寸为 92 3 瓦楞纸箱的外尺寸外尺寸加大值 X 5 7mm 故瓦楞纸箱的外尺寸为 mmmmmm 93 瓦楞纸箱设计示例 64cm彩色电视机的质量为28kg 最大尺寸为674 425 480mm 仅在国内销售 储存期在半年以上 除电视机外 箱内还有泡沫缓冲垫 内装物尺寸为746 485 550mm 解 箱型 0201型纸箱 因为周长太大 所以采用二页箱 瓦楞纸板 内销产品选用第二类瓦楞纸板 内装物质量为28kg 最大综合尺寸为1781mm 应选用第二类第三种双瓦楞纸板 其代号为D 2 4 根据国标 D 2 4的技术指标为耐破强度1200 kPa 边压强度为6000 N m 戳穿强度为9 8 J 根据国标 选用C等箱板纸 其耐破指数为2 0kPa m g 环压指数为6N m g 内 外面及中间垫纸的定量取240g m 根据国标 选用C等瓦楞芯纸 两层瓦楞的定量取160g m 其环压指数为5 5N m g 746 485 550 1781 94 按照选用的箱板纸 瓦楞纸板的耐破强度为 kPa 按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸 瓦楞纸板的定量为 240 240 240 160 1 53 160 1 53 100 1310g m 其中粘合剂定量为100g m A型瓦楞的收缩率为1 53 瓦楞纸箱的尺寸 内装物的外廓尺寸为 mm mm mm 公差 X0取5 6mm 由此确定的纸箱内尺寸为 mm mm mm 95 二页箱长度与宽度方向的伸放量 X 取6mm 高度方向的伸放量 X 取18mm 由此确定的纸箱制造尺寸为 mm mm mm 外摇盖的制造尺寸为 mm 接头 舌边 尺寸J定为50mm 长度与宽度方向的加大值取10mm 高度方向的加大值取12mm 由此确定的纸箱外尺寸为 mm mm mm 96 选用16号U型钉钉合 每个U型钉的破坏载荷p取25N 斜向排列 强度系数K 1 所需钉数为个钉数定为12个 钉距为48mm 到顶 底两面的距离为25mm 如图 封箱选用宽度为80mm的胶带 瓦楞纸箱的结构 二页箱箱坯如图 每片箱坯的面积为1 38m 每个纸箱所需瓦楞纸板的面积为2 76m 其质量为3 86kg 手孔设在端面 其尺寸为95 40mm 97 瓦楞纸箱的堆码强度 瓦楞纸箱的周长为 cm 瓦楞纸箱的综合环压强度为 N m 70 13 N cm 楞常数取16 72 箱常数取0 64 瓦楞纸箱的的抗压强度为 8668 N 货物 包装件 重量W是内装物重量和纸箱重量之和 其值为312N 堆码高度取450cm 安全系数取2 纸箱的堆码载荷为 N 抗压强度比堆码载荷大得多 所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度 98 九 瓦楞纸箱设计 方案设计和技术设计 1 手工设计过程 1 方案设计 确定产品的流通环境载荷 确定产品的结构特点和装箱要求 初定箱型 楞型及承压边长 确定环境所需的纸箱抗压强度 计算纸箱固有的抗压强度 按照Px 分配瓦楞纸板结构 强度校核 确定纸板代号 箱型代号 绘制纸箱立体图 2 技术设计阶段 绘制展开图 编制制箱工艺 技术要求 确定布钉数量和布钉工艺 设计箱内附件 开孔设计 装潢 标志设计 99 2 计算机辅助设计 输入设计参数 选择结构型式 图形库 结构合适 结构尺寸计算 强度计算 排料方案设计 强度满足 输出结果 数学模型 调整尺寸或堆码方式 Yes No Yes 100 第一节瓦楞纸板包装设计第二节蜂窝包装设计第三节纸制品包装的成本分析第四节纸制品包装新产品简介 第九章纸制品包装设计 101 第二节蜂窝纸板包装 BB T0016 1999 优点 质轻 重量为相同规格瓦楞纸板的1 3 木质板的1 6 平压强度高 是普通瓦楞纸板的5 10倍 弯曲强度高 是瓦楞纸板的2 30倍 刚度高 加载后变形小 缓冲性能良好 具有较好的回弹性 比瓦楞纸板缓冲性能差 隔热隔音性好 可回收利用 存在问题 发展