纸箱设计与应用

1、 箱板纸国家标准GB130242003 物性标准 表-1 指标名称单位 规 定 普通箱纸板和牛皮挂面箱纸板 优等品一等品合格品 定量g/ 1257 1608 1809 20010 22010 25011 28011 30012 32012 34013 36014 横幅定量差 幅宽1600 幅宽1800 % 6.07.59.0 7.08.510.0 紧度 220 g/ 220 g/ g/cm3 0.700.680.65 0.720.700.65 耐破指数 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 横向环压指数 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 横向短距压缩 指数b 250 g/ 250 g/ N.m/g 20.2 16.4 19.2 15.4 18.2 14.2 横向耐折度次603512 吸水性（正/反）g/35/7040/10060/200 交货水份%

3、8.02.09.02.0 箱板纸国家标准GB130242003：物性标准 表-2 指标名称单位 规 定 牛皮箱纸板 优等品一等品 定量ag/ 1256 1607 1809 20010 22010 25011 28011 30012 32012 34013 36014 横幅定量差 幅宽1600 幅宽1800 % 6.07.0 7.08.0 紧 度 220 g/ 220 g/ g/cm3 0.700.68 0.720.70 耐破指数 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 横向环压指数 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 横向短距压缩指数 b 250 g/ 250 g/ N.m/g 21.4 17.4 19.2 16.4 横向耐折度次10060 吸水性（正/反）g/35/4040/50 交货水份%8.02.0 a 定量规定外的定量，其指标可就近按插入法考核。 b 横向短距压缩指数，不作为考核指标。 批量 正常检查二次抽样方案 检查水平 不合格分类 卷筒、令

5、 （件） 样本大小 B 类不合格 品 AQL=6.5 Ae Re C类不合格品 AQL=10.0 Ae Re B类不合格C类不合格 1-25 20 1 - - 横向环压指数 耐破指数 定量、横幅 定量差、 紧度、横向 耐折度 吸水性、尺 寸、接口数、 交货水分、 外观缺陷 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 箱板纸国家标准GB130242003：抽样判定标准 二、瓦楞原纸种类、必要性 批量 正常检查二次抽样方案 一般检查水平1 不合格分类 卷筒（件）样本大小

6、B类不合格品 AQL=6.5 Ae.Re C类不合格品 AQL=10.0 Ae.Re B类不合格C类不合格 1-25 20 1 - 横向环压指数 纵向裂断长 定量 水分 紧度 接头 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 瓦楞原纸国家标准GB1302391（97修订）：抽样判定标准 指标名称单位 规定 ABCD 定量 g/m2 112.06.0.160.08.0 127.06.0.180.09.0 140.07.0.200.010.0 紧度.不少于g/m3 0.50 0.

7、45 横向环压指数 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 纵向裂断长 不少于km4.303.752.702.15 交货水分 8.02.0 +3.0 8.0 - 2.0 +3.0 9.0 -2.0 瓦楞原纸国家标准GB1302391(97修订)：物性标准 7 经由特殊加工，可适用于各种气候条件或冷藏、冷冻货物 的包装需求。 8 可适用于机械化、自动化包装作业。 9 使用后不发生废弃公害，可烧毁或再生。 10 使用后，

8、废弃再生处理容易，且具资源回收的贡献。 11 瓦楞纸箱具缓冲性，可防止运输中的振动及内容物损坏。 四、瓦楞纸箱的优点 （1）原纸的强度和湿度 （2）纸和水份关系 （3）纸的回潮性 （4）原纸水分和强度的关系 （5）瓦楞种类与物性 （6）塌楞强度变化 （7）瓦楞纸板含水率与强度 的关系 （8）瓦楞纸板含水率与伸长 率的关系 （9）瓦楞纸箱外周长与抗压 强度的变化 （10）瓦楞纸箱高度与抗压强 度的关系 （11）依瓦楞纸箱的长、宽比 率求得的抗压强度 （12）纸箱抗压与水分的关系 （13）瓦楞纸箱的堆积方法和 抗压 （14）印刷面积和纸箱抗压的 影响 （14）印刷面积和纸箱抗压的 影响 （15）通

9、气孔影响纸箱抗压 （16）附属内套补强 （17）瓦楞纸箱不正常的堆积 对抗压强度的影响 H2O H2O H2O （3）纸的回潮性（见表4-3） （4）原纸水分和强度的关系（见表4-4） （5）瓦楞种类与物性（见表4-5） （6）塌楞强度变化（见表4-6） （7）瓦楞纸板含水率与强度的关系（见表4-7） （8）瓦楞纸板含水率与伸长率的关系（见表4-8） （9）瓦楞纸箱外周长与抗压强度的变化（见表4-9） （10）瓦楞纸箱高度与抗压强度的关系 1、高度在20CM以下，每低1CM，计算值增加 1%， 最多不超过15%； 2、高度在60CM以上，每高2CM，计算值减少1%，最多不减 少15%； 3、宽

10、长之比在0.5以下每减少0.1,计算值减少4%; 4、宽长之比在0.7以上每增加0.1,计算值减少4%。 （11）依瓦楞纸箱的长、宽比率求得的抗压强度（见表4-10） （12）纸箱抗压与水分的关系（见表4-11） Y=a 0.9 ， Y：抗压强度 a：水分0%时的抗压强度 ：纸箱含水率 （13）瓦楞纸箱的堆积方法和抗压（见表4-12） （14）印刷面积和纸箱抗压的影响（见表4-13） 印刷影响印刷影响 （14）瓦楞纸堆积时间变化（见表4-13） （15）通气孔影响纸箱抗压（见表4-14） （16）附属内套补强（见表4-15） （17）瓦楞纸箱不正常的堆积对抗压强度的影响（见表4-16） 例如：

11、A楞内尺寸为360*300*250mm时 A高方向B高方向C高方向 （18）瓦楞纸箱的滑动性 随着运输保管速度的提高，发生纸箱倒塌的事故增加。 1 滑动原因： 瓦楞纸箱在干燥时，含水率过少。 水性印刷油墨的蜡成分高低。 经过二次再加工（如：泼水度加工与其他加工） 运输条件太差。 2 试验方法： Q （c）.在15度以下，几乎不会发生事故。 4 对策： 尽可能减少瓦楞纸箱上的底盖的印刷。 （b）.在1522度，有可能发生问题。 涂布滑动止滑剂（Varnish）等。 包装内容品后，涂布接着剂或粘着剂（如：Paradise Glue、 Varnish、Non Slip Varnish、 Hot Me

12、lt）等。 扩张或缩小包装。 其它方式的对策。 （a）.在22度以上，经常会发生问题。 3 因滑动性而导致事故的限度： 二、纸箱包装设计对生产成本及销售价格的影响 （一）内容物特性的确认： （生产成本） l 内容物特性的把握，是包装设计最基本、最重要的问题，应 l注意下列各点： l 1 内容物的强度。 l 2 化学的变化。 l 3 水分的影响。 l 4 个装、内装及外装的考虑。 l 5 决定包装单位及正确尺寸。 l 6 制作设计展开图 l 7 样品供客户确认。 l 8 瓦楞纸板纸幅的考虑。 l 9 检讨使用必要缓冲材料的场合。 （二）瓦楞纸板材质、种类的决定： （销售价格） l 1 确认搬运、

13、保管、储运的情况，决定安全率及计算必要的 l抗压强度，综合决定瓦楞纸板的材质（面纸、芯纸）及种类（单 l瓦或双瓦）。 l 2 根据产品的特性（强度或脆弱度）来选择材料。 l 3 根据客户的需求，决定所使用的材料。 （三）设计须知： l 1 包装内容物的性质 l a 产品的： l 性质、特征、强度 l b 产品的： l 形状、尺寸 l c 产品的生产工程： l 生产线数、场所（一个或多个）、必要人手、劳动时间、 l 生产量 l 2 物流体系如何 l a 仓库的保管方法： l 栈板、货架、堆积层数、期间、温度、湿度 l b 运输方式： l 卡车、货车、货柜车、装卸方法、转载次数 l 3 需要何种的

14、保护 l 包装试验方法及规范 l 4 储运时间多久。 l 5 是否为易堆积的型态。 l 6 是否为易搬运的型态。 l 7 包装作业是否费时。 l 8 使用者开箱是否容易。 l 9 是否为成本适当的包装。 l 10 考虑本厂内机械作业范围。 l 11 现场加工作业性。 l 瓦楞纸箱： 生产工程、生产性、交期、使用材料取得容 l 易与否。 l 12 楞向与丝向的考虑。 l 13 设计后正式生产的纸张损耗考虑。 l 14 其它 （四）瓦楞纸板种类、材质的决定 l 1 根据最大重量、最大箱内尺寸，选择瓦楞纸板种类，决定耐 l 破强度（GB6543-86、GB6544-99、SN/T0262-93） l

15、 2 确认物流、搬运、仓储情况，决定安全率及计算必要抗压强 l 度，综合决定瓦楞纸板的材质及种类等材质组配。 l 3 决定储运期间的抗压强度 l 一般瓦楞纸箱考虑安全率的抗压强度 l P=KW（n-1）或 P=KW(H/h-1) l P：瓦楞纸箱必要的抗压强度 K：安全系数 H：堆积高度 l W：单个重量 h：单个纸箱高度 n：堆积层数 l 4 根据客户的需求，决定所使用的材质。 l 5 根据前面系列所述，生产瓦楞纸板只为纸器及造纸方面因素起决定 l 性影响，一般性设计考虑到印刷劣化、自然劣化、运输劣化，得到 l 结论是安全率要设定在3.5倍5倍之间。 l l 例如： 某A楞纸箱，内尺寸为50

16、0*300*250mm，材质选定CNS规 l 定A340*SCP125*A340，纸箱毛重13.5kg，安全率为3.5倍， l 可堆码几层？ l 解：根据F（Z）值外周长（500+300）*2=1600mm=160cm(内径) l 查表F（Z）=24.37 l 材质分析：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 堆码高安全为： l 432.8 l 13.5 3.5 l6 纸箱包装厂案例 l 有关纸箱、纸板物理性能项目： l 1 泼水度 2 耐破强度 3 抗压强

17、度 l 4 戳穿强度 5 平压、边压、空箱抗压 l 6 跌落试验 7 六角回转试验 8 倾斜冲击试验 l 9 粘合强度 10 振动试验 11装载试验 l 以下为耐破强度和抗压强度举例说明： l 耐破强度： 根据 GB1302313024 91 l CNS1455、CNS2955（台湾标准） l 单瓦纸板： 耐破强度=面纸+里纸 l 双瓦纸板： 耐破强度=面纸+中纸+里纸 l 抗压强度: 以A-1型为基准来讨论 （1）了解内容物及特性； （2）决定材质、种类（耐装卸及耐贮存）； （3）安全率的设定如下： 纸板只为纸器及造纸方面因素，具决定性影响。假设印刷劣 化（15%）、轧孔劣化（15%）、自然

18、劣化（50%）、 输送 劣化（20%），则安全率是3.5倍（一般设在3.55之间）。 1 （1-15%）*（1-15%）*（1-50%）*（1-28%） 计算： =3.46=3.5 (见备注) 范例： （一）设有A楞纸箱，箱尺寸为：360 X 300 X 250 mm,使用 6S6原纸，试计算其抗压强度？（依某纸器厂原纸规格推算） （附纸器厂原纸规格表）。 代入kellicutt简易公式：P=Rx F(Z) P： 纸箱抗压强度（kg） Rx： （面纸环压 + 芯纸环压 *瓦楞率+ 里纸环压） 6 F（Z）：纸箱周边长函数（见F（Z）函数表） 1 周边长： （360+300）2=1320mm=1

19、32cm（查表知22.85） 2 材质分析为： 27.2+191.59+27.2 6 代入公式14.1022.85=322 kg 为纸箱抗压强度 如果堆高每箱毛重15公斤，安全率测知为3.5倍，则可堆几层？ 322 / （153.5）+1=7 层（堆码7层最安全） Rx=14.10 l三、瓦楞纸箱设计基本概念 l （一）瓦楞纸箱设计基本L字型、U字型及楞差 瓦楞纸箱设计的加算值： 如：某物品最大外径为X，使用AF瓦楞纸箱包装， 则在两折（U型）情形下，其底面设计尺寸应 为X+6，故纸箱成型后底面内径方为X（可再 酌加预留尺寸，方便物品取放），其余各面 （侧面、端面、折盖）均可按U型、L型加算

20、计算出正确的设计尺寸。 l（二）瓦楞纸板因具有厚度，因此在纸箱压成形后，在尺寸上 l 会有所改变： A ：内容物尺寸 B ：纸箱内径 C ：设计（制作）尺寸 D ：纸箱外径 （DCBA） 备注： 纸箱内径（B） 内容物实际必要尺寸 设计尺寸（C） 实际、制作尺寸 纸箱外径（D） 运输物流的必要尺寸 （1）常见尺寸及其关系: （2）理想尺寸比例: 瓦楞纸箱的尺寸比例,决定着包装的适宜程度，决定了包装在搬运 中的稳定性和方便性,同时还决定了包装的经济性.而最佳的尺寸比 例，则由纸板用量，堆码状况甚至美学因素所决定。 a 纸板用量: 同一容量,纸板用量越少,尺寸比例越理想.对直角六面体纸箱来说, 其

21、尺寸比例为L ：B ：H 或 Rl=L/B Rh=HB 式中 R l-瓦楞纸箱长宽比； Rh-瓦楞纸箱高宽比。 以0201箱为例,其容积V和纸板用量(面积)S的计算公式如下： S=2(L+B)*(H+B) V=LBH 其容积V为定值,就可通过数学运算求得纸板用量最少的尺寸比例 L:B:H=2:1:2.也就是就考虑纸板用量时0201箱的理想尺寸为2:1:2, 同理,可求出各种箱型的理想尺寸比例。 b 抗压强度: 瓦楞纸箱箱角处抗压强度最高，离箱角越远，抗压强度越低，而 且纸箱长度方向中心抗压强度最低。所以从理论上讲，正方形的 纸箱抗压强度最大；但实验的结果并不如些。 图4-10瓦楞纸箱的 周长保

22、持一定，RL在一定范围内变化时的抗压强度变化曲线。 从图可以看出，抗压强度的峰值位于RL为1.4附近。即仅从瓦楞纸 箱的抗压强度考虑，则理想的尺寸比例是：RL=1.21.4。 c 堆码状态： 有两种堆码形式。一类为重叠堆码，特点是堆码强度高，但稳定 性差；一类是交错堆码，特点是堆码强度低，但堆码稳定性好。 如堆码强度及稳定性两方面都兼顾的话，最理想的尺寸比例是： R L=1.5 ( H B ) d 美学因素： 按照人们的社会意识和时代的审美要求来考虑瓦楞纸箱的尺寸比 例（主要指装饰面即LH面的尺寸比例）， 看其是否符合具有时代 特征的形式美。便在大多数情况下，不能主要以审美观点来决定 纸箱的尺

23、寸，适当的作法是把审美与其他要求有机的结合起来。 常用美学比例有：黄金分割比例、整数比例、直角比例即方根比 例。实际上，各个方面都要达到理想比例是不可能的，也没有必 要。具体要根据内装物的尺寸来确定，尽量使各个方面接近理想 的比例。 （三）纸箱设计尺寸： l A1型（0201）的包装设计 如图1； l 纸箱内径尺寸：a b c（如图2） TSLWLW-3 f f D （四）纸箱设计步骤： （1）设计要求与特点 瓦楞纸箱设计要满足生产、运输和销售三个方面的要求、瓦楞 纸箱应适合于从手工充填和封合到高速自动化的各种生产线的生 产，适应简单的装置加辅助手工操作；有专门的纸箱型号满足特 殊包装工序的要求，有时还要求