第九章 纸制品包装设计2012

1、第九章第九章 纸制品包装设计纸制品包装设计物流包装物流工程系李苏剑第二节 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第九章 纸制品包装设计纸制品包装设计瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计一、概述一、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。日用品包装日用品包装 电子产品包装电子产品包装 汽车减速包装汽车减速包装 1.1.瓦楞纸箱的特点瓦楞纸箱的特点 优点：优点：（1）

2、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：缺点：（1）抗压强度低；（2）容易吸水、受潮、变形。2.2.纸箱的流通特性纸箱的流通特性 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，

3、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。瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计二、瓦楞纸板生产工艺概要二、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瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计三、瓦楞纸板分类三、瓦楞纸板分类 常

4、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、按瓦数与层数瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计2 2、按瓦楞形状分类、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。瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计3 3、按瓦楞型号分类、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 A型楞：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

5、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 B型楞：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 C型楞：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 E型楞：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；超大瓦楞超大瓦楞K K型：型：国外用的较多。楞楞型型楞高（楞高（mmmm）瓦楞数瓦楞数/300/300mmmm收缩率收缩率( (理论值

6、理论值) )中国中国日本日本美国美国欧洲欧洲中国中国日本日本美国美国欧洲欧洲K K 6.86.86.7-76.7-7 303030301.1.5050A A4.5-54.5-54.5-54.5-54.84.84.74.734343 334342 233333 335351.51.53 3C C3.5-43.5-43.5-43.5-43.63.63.63.641413 340402 238383 342421.41.46 6BCBC3.3-3.43.3-3.4 44442 2 1.401.40B B2.5-32.5-32.5-32.5-32.2.5 52.52.550504 450502 246

7、463 350501.31.36 6D D 7.57.5 20201.1.4848E E1.1-21.1-20.60.6- -0.90.91 11.21.21.21.29 93 36 61361362020969690904 495951.21.25 5F F 0.80.80.90.9 1101101051051.221.22表表9-29-2 瓦楞规格型号种类瓦楞规格型号种类 各种楞型的应用场合：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

8、大包装箱制造； E 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。 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（Single wall corrugated fiberboard ）表示单瓦楞纸板;D (Double wall corrugated fiberboard ) 表示

9、双瓦楞纸板;T (Triple wall corrugatde fiberboard) 表示三瓦楞纸板。 问题：D-2.3的含义是什么？瓦楞纸板的层数：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 。表 瓦楞纸板楞型尺寸（GB65442008）表9-4 瓦楞纸板技术指标（GB65442008） 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。 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： 81)(213213 hIx一个瓦楞宽度的横截面

10、积为： )21(321 bA式中：1、2是面纸厚度， 3是芯纸厚度。受拉受压 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=9.6mmb=2h=9.6mm，则，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。81)(213213 hIx23.

11、08)41. 041. 0(21)8 . 4(3433.55mm)21(321 bA234.1123. 02)41. 041. 0(6 . 9mm43331. 11218. 16 . 912mmbIx11.34/9.6=1.181 1、平压强度、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 2、瓦楞纸板厚度、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瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计 瓦楞纸板的瓦楞展开系数瓦楞

12、纸板的瓦楞展开系数瓦楞型式瓦楞型式A AC CB BE E展开系数展开系数1.5-1.61.5-1.61.4-1.51.4-1.51.35-1.41.35-1.41.2-1.31.2-1.3淀粉粘合剂的定量为淀粉粘合剂的定量为80100g/m80100g/m2 2，泡花碱粘合剂的定量为，泡花碱粘合剂的定量为100120g/m100120g/m2 2 。3 3、定量、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 4、紧度、紧度 紧度是指单位体积纸的质量，即表观密度，单位

13、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。 （隔着胶膜对板面施加压力）5 5、耐破强度、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（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

14、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；箱板纸的选配：箱板纸的选配：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。 bp95. 0p为瓦楞纸板的耐破强度，b为箱纸板的耐破强度。 rQbr为耐破指数，Q为箱纸板的定量 rQp95. 0因为:所以: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 A 等和 B B 等箱纸板，A A 等作外面纸，B B 等作内面纸和中间垫纸。三

15、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 kPa 外面纸的耐破指数取 3.0 kPam3.0 kPam2 2/g/g（查表），要求的定量为： g/mg/m2 2 根据国标的规定，外面纸选用定量为250g/m250g/m2 2的A A等箱板纸。 内面纸和中间垫纸的耐破指数取2.75kPam2.75kPam2 2/g/g，要求的定量为：g/mg/m2 2 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。 bp95. 03 .2290 . 3688395. 01961rQb1 .25075. 2688rQb表表9-69-6 箱板纸技术指标（箱板纸

16、技术指标（GB130242003GB130242003）边压强度最低边压强度最低最高最高6 6、边压强度、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7 7、戳穿强度、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。8 8、撕裂强度、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

17、的功，单位为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/mN/m。对。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。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 9、耐折强度、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。到断裂时所需的折叠次数。1010、含水率、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

18、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1212、黏合强度、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。1111、挺度、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。1313、吸水性、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。1414、印刷相关性能、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

19、包括：亮度；平滑度；光泽度；表面强度；油墨吸收性；尘埃度。 五、瓦楞纸箱五、瓦楞纸箱1 1、瓦楞纸箱生产工艺概要、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瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计 (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(Albert Jones)发明了单面瓦楞纸板，用于包装玻璃灯罩和类似的

20、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。 2 2、箱型及其应用、箱型及其应用（1 1）

21、选择箱型要考虑的因素）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（Rule 41）；中国（GB6543-86）（2 2）0202箱型（开槽型纸箱箱型（开槽型纸箱) ) 特点：大多数02型箱是由一整块纸板裁切、开槽

22、、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。 下底下底上上盖盖 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。 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。 由若干种滑动的盒套组成，可由不同的方向

23、相互套在一起。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。 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。（8 8） 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。 六、瓦楞纸箱的种类及其代号六、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。瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计七、瓦楞纸箱强度计算七、瓦楞纸箱强度计算 根据内装物尺寸和重量

24、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。瓦楞纸板包装设计瓦楞纸板包装设计补：瓦楞纸箱的抗压强度补：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

25、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。补：瓦楞纸箱的压缩试验补：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 上压板上压板（固定）（固定）下压板下压板 纸箱纸箱 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；加载加载补：影响瓦楞纸箱抗压强度的因素补：影响瓦楞纸箱抗压强度的因素 实验：取一

26、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mm 305x305x305(1220)mm 355x355x305(1420)mm 405x405x305(1620)mm 455x455x305(1820)mm 505x505x305(2020)mm 555x555x305(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 。1.1.抗压强度与纸箱周长的关系抗压强度与纸箱周长的关系cm实验：取一组样箱，试

27、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。2.2.抗压强度与纸板强度的关系抗压强度与纸板强度的关系实验：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3.3.抗压强度与箱高的关系抗压强度与箱高的关系实验：取一组样

28、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4.4.抗压强度与纸箱长宽比的关系抗压强度与纸箱长宽比的关系5.5.抗压强度与堆码时间的关系抗压强度与堆码时间的关系实验：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 x800 mm 600 x500 x950 mm 350 x300 x250 mm(3)试验条件：n=20,t=20、30、35、40度， 65%，80%，98%，

29、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。6.6.抗压强度与温湿度的关系抗压强度与温湿度的关系(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 x250 mm 手孔大小：60 x20 mm(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： 7.7.抗压强度与开孔位置的关系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(1

30、)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 x200 mm(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 8.8.抗压强度与印刷面积的关系抗压强度与印刷面积的关系%100ABA抗压强度降低率 (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

31、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。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 x250 mm(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。 9.9.抗压强度与纸箱方向的关系抗压强度与纸箱方向的关系箱的抗压强度（%）抗压强度的降低率（%）箱高方向 箱宽方向 箱

32、长方向试验：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：355x265x245 mm(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。10.10.抗压强度与箱型结构的关系（日本的一组试验）抗压强度与箱型结构的关系（日本的一组试验） 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%11.11.抗

33、压强度与接合方式的关系抗压强度与接合方式的关系一一. .箱坯箱坯补：瓦楞纸箱的结构补：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）（一页箱）约约7mm7mm的沟槽的沟槽 （使箱坯弯折）（使箱坯弯折）箱坯上的开槽宽约箱坯上的开槽宽约7mm7mm按设计位置切开箱坯，形成八个摇盖按设计位置切开箱坯，形成八个摇盖 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。二二. .手孔与通风孔手孔与通风孔包装件重量不大包装件重量不大人力搬运装卸人力搬运装卸开手孔开手孔手的大小；手的大小；装水果、蔬菜的瓦楞

34、纸箱装水果、蔬菜的瓦楞纸箱开通风孔开通风孔 保鲜；保鲜； 强度最高强度最高 依次减弱依次减弱实验结果实验结果21bb 12311hbJx12322hbJx21xxJJ11xJJJ22xJJJ21JJ 11JW22JW21，强度高强度高两种开孔的强度比较两种开孔的强度比较三三. .接合与封箱接合与封箱1.1.接合接合：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。2.2.封箱封箱：利用上、下摇盖形成箱底和箱盖的过程称为封箱。3.3.接合与封箱的方法接合与封箱的方法: : 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

35、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钉合瓦楞纸板的镀锌扁钢丝规格03. 002. 072. 010. 005. 08 . 102. 001. 059. 0规规 格格宽度（宽度（mmmm）厚度（厚度（mmmm）用用 途途1616号号2.252.250.10.1五、七层瓦楞箱五、七层瓦楞箱1818号号三层瓦楞箱三层瓦楞箱2020号号1.151.150.050.050.560.560.010.01三层瓦楞盒三层瓦楞盒钉的布置方式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。 钉的间距钉的个数KpWn W箱

36、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。2537mm80mm堆码载荷 3.安全系数：1HhWPH为纸箱高度，h为堆码高度KPPcK K 为安全系数为安全系数 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30100天 K=1.65储存期100天以上 K=2 八八. . 纸箱尺寸及其优化（内装物的三维尺寸比）纸箱尺寸及其优化（内装物的三维尺寸比）LLBBHB/2)(2BHBLSLBVH )(2BLBVBLS0, 0BSLS33221

37、,2VBVHL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)（2 2）连续比例法）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。ACABABBC618. 1ABAC纸箱长高比纸箱长高比（3 3）根据纸箱抗压强度确定长宽比例）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%，

38、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1.5：11 1、 尺寸计算尺寸计算内尺寸、外尺寸内尺寸、外尺寸 、制造尺寸、制造尺寸（1 1）瓦楞纸箱的内尺寸）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。 1max

39、) 1(kTndnXXxximaxX1kxndT件mm/21件mm/123件mm/211 1、尺寸计算、尺寸计算（2 2）瓦楞纸箱的制造尺寸）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。L1L2L1L2B1B2B1B2理想情况下：理想情况下：L1-L2=1L1-L2=1个板厚；个板厚；B1-B2=0.5B1-B2=0.5个板厚个板厚2 2）纸箱长、宽、高的制造尺寸）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。0202型箱的制造尺寸修正量型箱的制造尺寸修正量楞楞 型型名名 称称A AB BE E

40、ABABL L1 1L L2 2B B1 1B B2 2H H6 64 46 63 39 93 32 23 32 26 62 21 12 21 13 39 96 69 95 518182ktXXiiXt2k3 3）纸箱接头制造尺寸）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； 三瓦楞纸板为三瓦楞纸板为50mm50mm。4 4）纸箱摇盖的制造尺寸）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

41、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。（3 3）瓦楞纸箱的外尺寸）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

42、修正值取上限。KXXo（4 4）制图）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 界域辅助线加工工艺代号、符号加工工艺代号、符号 钉合钉合 单钉单钉 SS SS（代号（代号S S） 双钉双钉 DS DS 斜钉斜钉 OS OS 黏合黏合 胶料黏合胶料黏合 G G （代号（代号A A） 胶带黏合胶带黏合 T T 扣手扣手 切断型切断型 P P 不切断型不切断型 U U 楞向楞向 纵纵 V V 横横 H H 单层单层 S S 纸板纸板 双层双层 D D 瓦楞瓦楞 三层三

43、层 T T 单层单层 BS BS 纸箱纸箱 双层双层 BD BD 三层三层 BT BT质量保证章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. 31/4in 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。纸箱的循环使用标志纸箱的循环使用标志意义：表明纸箱可以再生利用意义：表明纸箱可以再生利用使用标志的要求使用标志的要求 表面不能喷涂防水剂表面不能喷涂防水剂 表面不能覆膜表面不能覆膜 不能钉合不能钉合 不能使用胶粘带不能使用胶粘带使用方法使用方法 向地区包装技术协会申请向地区包装技术协会申请 牙膏小包装每

44、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 1max) 1(kTndnXXxxi1) 1(kTndbnLllmm5685) 14(114041) 1(kTndlnBbbmm3865) 12(119021) 1(kTndhnHnhmm3664) 13(11203（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： 1993239221

45、XBF40J3759366XHH38933862XBB57465681XLL39263861XBB57245682XLL（3）瓦楞纸箱的外尺寸 外尺寸加大值外尺寸加大值X=5-7mmX=5-7mm，故瓦楞纸箱的外尺寸为：，故瓦楞纸箱的外尺寸为： mmmm mmmm mm mm 57955741 XLL39753921 XBB3827375 XHH瓦楞纸箱设计示例瓦楞纸箱设计示例 64cm彩色电视机的质量为28kg，最大尺寸为674425480mm。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746485550mm。解： 箱型: 0201型纸箱。因为周长太大，所以

46、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2.0kPam/g，环压指数为6 Nm/g。内、外面及中间垫纸的定量取240 g/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5.5 Nm/g。 746+485+550=1781 按照选用的箱板纸，瓦楞纸板的耐破强度为： bP95. 0kPa 按照选用的箱板纸

47、和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量为： 240+240+240+160 1.53+160 1.53+100=1310 g/m 其中粘合剂定量为100 g/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）7460L4850B5500H752674600XLL490548500XBB555555000XHH1368)2400 . 22400 . 22400 . 2(95. 0 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

48、） （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）7586752XLL4966490XBB57318555XHH253524962XBF76810758 XLL50610496 XBB58512573 XHH 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：瓦楞纸箱的结构： 二页箱

49、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2.76 m，其质量为3.86kg。手孔设在端面，其尺寸为95*40mm。94.1025181. 928KpWn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。 8 .250)6 .498 .7

50、5(2)(2BLZmmxQCrrQPJZZaXzPPxc324/86. 11HhKWP436813 .5745031227013)16053. 15 . 516053. 15 . 5()240624062406(64. 08 .2504/8 .25072.1613.7086. 13/2九、瓦楞纸箱设计九、瓦楞纸箱设计（方案设计和技术设计）（方案设计和技术设计）1.手工设计过程（1 1）方案设计）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

51、板代号，箱型代号； 绘制纸箱立体图。（2 2）技术设计阶段）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。1HhKPPcJZZaXzPPxc324/86. 1lCRRPmxmmxQCrrQP2、计算机辅助设计输入设计参数输入设计参数选择结构型式选择结构型式图形库图形库结构合适？结构合适？结构尺寸计算结构尺寸计算强度计算强度计算排料方案设计排料方案设计强度满足？强度满足？输出结果输出结果数学模型数学模型调整尺寸或调整尺寸或堆码方式堆码方式YesNoYes第一节 瓦楞纸板包装设计第二节第二节 蜂窝包装设计蜂窝包装设计第三节

52、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第九章 纸制品包装设计纸制品包装设计第二节第二节 蜂窝纸板包装蜂窝纸板包装(BB/T0016-1999)(BB/T0016-1999)优点：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：存在问题： 发展无序，产品质量、生产率、材料利用率和能耗等不满意； 边压强度、戳穿强度、防潮、印刷性能差，应用范围受限； 制造工艺复杂，生产率

53、和性能价格比比瓦楞纸板差，纸箱的垂直抗压强度比瓦楞纸箱差； 后加工设备不配套。1 1 蜂窝纸板的结构蜂窝纸板的结构1.1 1.1 容重容重容重容重K K = =（面纸重量（面纸重量+ +芯纸重量芯纸重量+ +面纸涂胶重量面纸涂胶重量+ +芯条涂胶重量）芯条涂胶重量）/ /（长（长x x宽宽x x高）高）icJGtJGK9000)4(3500211G2GJtic3g/cm：面纸定量，：面纸定量， ；：芯纸定量，：芯纸定量， ；：涂胶定量，单位面积上：涂胶定量，单位面积上干燥后的涂胶重量，干燥后的涂胶重量， ；：蜂窝纸板厚度，：蜂窝纸板厚度，mm；：孔径比，：孔径比， ；：蜂窝边长，：蜂窝边长，mm。2g/m2g/m2g/mdai 1.2 容重的下限 当涂胶定量J 达到100 、孔径比 达到1时，可计算出蜂窝纸板的容重下限1.3 容重的上限 当涂胶定量J 达到120 、孔径比 达到0.6时，可计算出蜂窝纸板的容重上限cGtGK9000)1004(350010021下i3g/cm2g/m2g/micGtGK5400