工藝技術_紙箱設計工藝基礎知識

紙箱設計工藝基礎知識 四川康得利股份有限公司 2 一 原紙 3 1 原紙制造 原材料 紙的原材料是紙漿 它由各種各樣的植物制成 某種植物是否適合做紙的原料 主要取決于它的細胞形態(tài) 目前使用最多的是樹木 一般分為針葉樹和闊葉樹 4 1 原紙制造 細胞是形成植物的空心結構的單元 每一個細胞都是由包圍著的空腔的細胞膜構成 植物生長初期 細胞空腔保持著原生質的形態(tài) 在細胞膜充分形成之后 細胞空腔逐漸消失 變成造紙所需要的纖維 這種纖維就是構成紙張的重要成分 植物纖維的細胞膜 主要由純度不同的纖維素構成 這種纖維素就是紙張的基本物質 5 1 原紙制造 紙漿 將植物纖維部分制成紙漿 紙漿可通過兩種方法制成 1 化學方法 溶解并除去使相鄰細胞膜連接在一起的物質 制成紙漿 2 物理方法 將植物纖維分離分取出并制成紙漿 6 1 原紙制造 選取原材料時應考慮的因素 一種植物是否適合造紙 主要應考慮它的纖維性質 原材料是否能穩(wěn)定供應 集裝和運輸成本 儲備過程中是否會變質等因素 7 1 原紙制造 紙漿分類 根據紙漿制造方法可將紙漿分為化學紙漿 物理 機械 紙漿 半化學紙漿 8 1 原紙制造 化學紙漿 以化學藥品為主制成的紙漿 化學紙漿制造過程中 會在除去原料中間層木素和細胞膜木素的過程中溶解大量半纖維素及溶解一部分纖維素 優(yōu)點 質量高 缺點 與機械紙漿相比 原材料利用率低 生產成本高 牛皮卡紙一般由化學紙漿制成 9 1 原紙制造 物理 機械 紙漿 用機械方法將木材弄碎后制成的紙漿 半化學紙漿 先采用化學方法將木材中的木素除去 然后將軟化了的木片用機械弄碎后制成的紙漿 化學處理與機械處理各占一半 10 1 原紙制造 廢紙紙漿 用回收的廢紙做原材料 將相互聚結著的纖維分解成粥狀制成的紙漿 11 2 造紙機 造紙機的分類 根據抄網的不同將造紙機分為長網造紙機及圓網造紙機 圓網造紙機 在被稱為圓網的抄網部分 可以抄 層紙層 由于具有多層抄制功能 所以常用于制造較厚的瓦楞紙 長網造紙機 單層抄制 常用于制造較薄的瓦楞紙及芯紙等 12 3 原紙指標 1 相對耐破 破裂強度 kgf cm2 克重 g m2 13 3 原紙指標 2 環(huán)壓強度 環(huán)壓強度與瓦楞紙箱的抗壓強度直接相關 根據瓦楞紙的抗壓強度可以推算出瓦楞紙箱的抗壓強度 方法 取長度為152 4MM 寬度為12 7MM的紙條圍成圓圈狀 然后將其放入支持器 以每分鐘12 7正負3MM的速度加壓 試樣被壓壞的最大荷重就是環(huán)壓值 14 3 原紙指標 2 環(huán)壓強度A S W 100S 抗壓強度 kgf W 克重 g m2 15 3 原紙指標 3 白度 白板紙的白度檢查 4 耐折 橫向耐折 在9 8N力下耐折次數的多少 16 3 原紙指標 5 緊度 g cm2 水份 定量 g m2 裂斷長 是瓦楞紙的指標km 接頭 wh 斷頭 缺幅 吸水性 g m2 6 生產的適應性 水份是否均勻 是否易于粘合 適于印刷等 17 原紙各項指標對加工過程及紙板的物理指標的影響 1 水份過高或過低影響強度及粘合 2 原紙緊度及吸水性影響粘合與印刷 3 表面平整度影響印刷 4 橫縱向耐折影響紙板橫縱線耐折次數 5 原紙耐破指數直接影響紙板耐破指數 面里芯紙各層耐破指數 各層克重之合為紙板的耐破值 18 原紙各項指標對加工過程及紙板的物理指標的影響 6 克重及環(huán)壓影響紙板邊壓強度 7 施膠度影響紙板吸水性 儲存時間 強度 8 接頭 缺幅 斷頭影響收成率 9 水份不均易打皺 緊邊 影響粘合 造成易斷紙從而影響收成率 19 4 原材料等級 1 平張紙和卷筒紙 彩印廠一般使用平張紙制作彩面 涂布白板等 2 原紙等級 箱板紙分A B C D E五級瓦紙分A B C D四級主要根據原紙用料來判定原紙等級 如 A級為全木漿紙 B級為面漿為全木漿 底漿為美廢等 20 4 原材料等級 3 一般來說 原紙克重越低價格越高 因此在制造過程中 低克重紙產量低 耗用高 克重偏差控制難度大 21 二 紙箱設計 箱型結構 紙箱箱型較多 最常見的是02型 02型 代號 開槽紙箱 通過金屬釘 粘合劑 粘膠帶結合制成紙箱 運輸時成平板狀 使用時封合搖蓋 我公司最常用箱型為0201型 0203型 22 二 紙箱設計 箱型結構 0201型紙箱 紙箱搖蓋尺寸為紙箱寬度尺寸一半 紙箱高度平行于瓦楞方向 即對口箱 0203型紙箱 紙箱搖蓋尺寸為紙箱寬度尺寸 即全蓋箱 該箱型適合重型物包裝 23 紙箱設計時確定箱型的因素 客戶要求內裝物重量 型式有無其它包裝支撐 如泡沫 支架等內裝物貴重情況其它 24 二 紙箱設計 瓦楞箱型 瓦楞楞型分為A C B E四種 特征 1 A楞 瓦楞高度為4 5 5MM300MM長的楞型個數為34 2MM 2 C楞 瓦楞高度為3 5 4MM300MM長的楞型個數為38 2MM 3 B楞 瓦楞高度為2 5 3MM300MM長的楞型個數為50 2MM 4 E楞 瓦楞高度為1 1 2MM300MM長的楞型個數為96 4MM 25 四種楞型對比 1 楞高 A楞 C楞 B楞 E楞2 楞數 300MM長 E楞 B楞 C楞 A楞3 由于瓦楞高度原因 下邊壓強度及抗壓強度 A楞 C楞 B楞 E楞4 由于相同長度內楞數不同 平壓抗壓強度 E楞 B楞 C楞 A楞5 由于瓦楞高度及相同長度內楞數問題 變形量A楞 C楞 B楞 E楞6 由于相同長度瓦楞個數原因 印刷效果為 E楞 B楞 C楞 A楞 26 瓦箱紙箱設計時如何選擇楞型 根據楞型特征及內裝物情況進行分析 選用合適的楞型進行制作 如 客戶要求保證抗壓強度 我們就選用A楞或C楞 內裝物為玻璃瓶選用緩沖性大的 要求印刷效果選用B楞等 目前 單E楞使用較少 一般用于精制內包裝 27 二 紙箱設計 瓦楞箱型 楞型組合 根據各楞型特征 內裝物情況 客戶重點要求 我們可以對紙板楞型進行合理組合 銷售部門在開發(fā)單位時也可以根據該情況向客戶提出合理化建議 以達到提高產品質量 超越客戶滿意度 降低成本的目的 28 二 紙箱設計 瓦楞箱型 紙板厚度 理論上 紙板厚度為各楞型楞高加上各層紙紙板厚度 但在實際操作中 瓦輥在使用過程中會產生磨損 加上操作技能的好壞 印刷壓力大小 堆碼高度等對紙板厚度的影響等 紙板厚度一般為各楞型最低值相加值 這樣計算最為保險 29 二 紙箱設計 尺寸設計 尺寸設計的兩種主要形式 1 根據內裝物尺寸或其它依據設計內空 2 根據內徑尺寸加一定修正系數以保證制作過程內空尺寸 30 二 紙箱設計 尺寸設計 1 定內空尺寸 內空尺寸的確定主要根據內裝物排列數量 內裝物性質 裝箱方式等 綜合考慮紙板抗壓強度 堆碼狀態(tài) 美學因素等條件進行制定 如是0201型箱型盡量考慮比例為L B H 1 5 1 1 因該結構為最佳箱形 在其它長寬長比例下 可達到提高抗壓強度和美感的效果 31 二 紙箱設計 尺寸設計 在確定尺寸時主要考慮以下因素 A 內裝物最大外尺寸B 內裝物排列方式及數量C 內裝物的公差系數D 內裝物隔襯與緩沖件的相關尺寸E 內徑尺寸計算公式 32 二 紙箱設計 尺寸設計 瓦楞紙箱內徑尺寸計算公式如下 Xi XmaxNx d Nx 1 T KXi 紙箱內徑尺寸 mm Xmax 內裝物最大外尺寸 mm Nx 內裝物排列數目d 內裝物的公差系數 mm T 隔襯或緩沖件的總厚度 mm 在實際操作過程中有許多不確定因素 內空的制作上可以出現一定偏差 33 2 以內空尺寸定展開圖尺寸 34 2 以內空尺寸定展開圖尺寸 35 切口加工方式 注 L2和B2是一頁箱接合部份垂直箱面的長和寬 由于必須保持紙箱四角為90度 這時不得不考慮接頭紙板厚度 因此L2和B2同L1和B1尺寸有所不同 36 模切加工方式 37 2 以內空尺寸定展開圖尺寸 38 切口加工方式 39 模切加工方式 40 2 以內空尺寸定展開圖尺寸 展開圖收放尺寸的確定 還要根據加工過程存在的問題 客戶對尺寸誤差的要求 是正偏還是下偏 外部市場反饋等問題進行綜合分析并對尺寸進行修正 41 3 瓦楞紙箱搭頭尺寸 確定瓦楞紙箱搭頭尺寸時 應首先保證產品質量及滿足客戶要求 再考慮成本及在加工過程中設備裁切紙板尺寸的誤差 一般情況下 B瓦或E瓦搭頭尺寸為35MM A瓦搭頭尺寸為35 40MM 五層板搭頭尺寸為45MM 七層板搭頭尺寸為50MM 為保證正面的印刷在裝訂時不被破壞 接頭一般應與瓦楞紙箱正面連接 但還必須還要考慮公司裝訂機的高度 42 4 模切的余料 A 平壓平 銜口方向以17mm為準 其余邊部均以7mm為標準 B 圓壓圓 橫向邊余料8 10mm 縱向邊部余料3 5mm C 圓壓平 周邊余料8 12mm D 膠量計算公式 用膠量 平方面積 65g 粘合面 幾個粘合面 43 5 圓壓圓模板圓周劃線尺寸收縮比例 制作前必須用游標卡尺測量其準確厚度 44 6 印刷順圓周方向 墨稿制作 粘版收放比例 45 7 制板飛邊 確定飛邊時主要考慮原紙緊度 等級 水份 操作工技能 紙板層數 加工路線 如 走印模比印刷的飛邊要少 等 按常規(guī)來說 只要原材料幅寬比較匹配 不管瓦楞層數所有的飛邊定在30MM是最佳狀態(tài) 46 三 紙箱缺陷及檢驗 標志印刷綜合尺寸方正度結合釘距 壓痕線裱合裁切刀口箱角合攏厚度 1 瓦楞紙箱十二個輕缺陷 47 三 紙箱缺陷及檢驗 搖蓋耐折抗壓強度耐破強度戳穿強度粘合強度邊壓強度 2 瓦楞紙箱六個重缺陷 48 三 紙箱缺陷及檢驗 我們需要在設計 生產過程中使用儀器或眼觀進行檢測 對瓦楞紙箱存在的缺陷加以控制 杜絕缺陷的發(fā)生 檢驗方法 根據國家GB6544 86 GB6543 86瓦楞紙板及紙箱檢驗標準 隨機抽取六個樣箱 樣本基數不少于500個 然后根據十二項輕缺陷進行檢驗 再取其中三個進行抗壓強度檢驗 另三個按規(guī)定試驗方法進行其它物理性能檢驗 其合格判定數輕缺陷為21個 重缺陷為0個 49 三 紙箱缺陷及檢驗 3 檢驗與要求1 標志 符合GB190 85 危險貨物包裝標志 GB191 85 包裝儲運指示標志 的規(guī)定 但主要還是以客戶要求的版面進行印刷 2 印刷 色樣鮮艷 套印準確 圖案清晰 深淺一致 箱面清潔 野墨 無重印 圖案文字偏離水平線不得超過5mm 文字無錯 計量單位應符合法定計量單位 涂料均勻 不起泡 不露底 不粘結 50 三 紙箱缺陷及檢驗 3 綜合尺寸 綜合尺寸是內空長寬高之合 這里對紙箱在綜合尺寸大于等于或小于等于1000MM的一 二 三類箱尺寸誤差范圍進行了規(guī)定 一類箱 單瓦楞尺寸誤差 3MM 雙瓦楞尺寸誤差 5MM 二類箱 綜合尺寸 1000MM 單瓦楞或雙瓦楞尺寸誤差同一類箱相同 三類箱 綜合尺寸 1000MM 單瓦楞尺寸誤差 4MM 雙瓦楞尺寸誤差 6MM 51 三 紙箱缺陷及檢驗 目前國家標準中還未對七層瓦楞及更高層數瓦楞紙箱尺寸誤差進行規(guī)定 但我公司要求對七層尺寸誤差進行控制 小箱七層同雙瓦楞二類箱一樣 大箱 摩托車 長寬誤差常規(guī)只能控制在5 8MM內 高度可控制在5MM內 52 三 紙箱缺陷及檢驗 4 方正度 對方正度的檢驗就是檢驗兩對角度的誤差 紙箱出現裝訂大小頭 縱線成型及搭頭成型差都很容易出現對角線誤差偏大的情況 在標準中規(guī)格 綜合尺寸 1000mm的紙箱 頂面兩對角線之差不得大于5mm 綜合尺寸 1000mm的紙箱 頂面兩對角紙之差不得大于8mm 目前 客戶基本沒對對角線誤差進行檢驗 但對角線誤差與成型效果的好壞有非常密切的關系 是一項重要指標 53 三 紙箱缺陷及檢驗 5 結合 對結合方式及結合材料進行規(guī)定 釘合使用帶鍍層的低碳鋼扁絲 扁絲不應有銹斑 剝層 龜裂等缺陷 釘合接縫應釘牢 釘透 不得有疊釘 缺釘 翹釘 斷釘 曲釘 不轉角等 采用斜釘 與箱立邊成45度角 或橫釘 箱釘應沿搭接部分中線釘合 偏斜不超過5mm 箱接頭釘合搭接舌寬35 50mm粘合搭接舌寬不小于30mm 粘合劑使用乙酸乙烯乳膠或具相同效果的其他粘合劑 粘合應牢固 54 三 紙箱缺陷及檢驗 6 釘距 按要求進行操作 可增加紙箱抗壓及美觀效果 1 單排釘距不大于80mm 釘距均勻 2 頭尾釘距底面壓痕邊線不大于20mm 55 三 紙箱缺陷及檢驗 7 壓痕線 壓痕的寬窄影響紙箱抗壓 美觀及成型效果 標準對壓痕線的要求為 單瓦楞紙箱不大于12mm 雙瓦楞紙箱不大于17mm 折線居中 不得有破裂斷線 箱壁不允許有多余的壓痕線 壓線還分為面紙與芯線 壓線輪分為預壓輪 公輪 母輪 預壓輪的作用是先將紙箱瓦楞壓蹋楞 壓線是紙箱加工中較重要工序 它對壓線輪精度 原紙耐折 車速 操作技能等的要求較高 56 三 紙箱缺陷及檢驗 8 裱合 箱面不允許有明顯損壞及污跡 平整牢固 不缺材 不露楞 無明顯透膠 不起泡 無折皺 開膠面積之和每平方米不大于20cm2 箱面不得拼接 57 三 紙箱缺陷及檢驗 9 裁切刀口 刀口光潔 無明顯毛刺 切斷口表面裂損寬度不超過8mm 箱角 成箱后 箱角漏洞直徑不大于5mm 不允許有明顯的包角 搖蓋合攏 外搖蓋離縫或搭接不大于3mm 58 三 紙箱缺陷及檢驗 10 厚度 A瓦4 5 5MMC瓦3 5 4MMB瓦2 5 3MME瓦1 1 2MM雙瓦楞紙箱或七層箱的厚度不能小于單瓦楞楞高下限值之和 59 三 紙箱缺陷及檢驗 11 水份 瓦楞紙板含水規(guī)律與普通紙大致相同 放置環(huán)境濕度不同 瓦楞紙板有時會吸收水份 有時會排出水份 標準狀態(tài)下含水率為9 10 含水率隨環(huán)境變化而變化 一般情況下 相對濕度50 時 含水率為7 相對濕度65 時 含水率為10 相對濕度80 時 含水率為13 相對濕度95 時 含水率為20 以上 目前許多廠家都會對紙箱水份進行檢測 60 三 紙箱缺陷及檢驗 重缺陷 1 搖蓋耐折 搖蓋經開合180度往復5次 1 2類箱面層和里層都不得有裂縫 3類箱面層不得有裂逢 里層裂縫長度總和不得大于70mm 2 抗壓強度 雖然紙箱抗壓強度與紙箱長寬高比例及綜合尺寸有很大關系 但紙箱抗壓強度還是較綜合一個指標 對紙箱抗壓強度的影響 分為不可抗拒因素及可變因素 不可抗拒的因素為 紙箱箱型 61 三 紙箱缺陷及檢驗 重缺陷 3 戳穿 該項試驗由比契發(fā)明 戳穿檢驗原理 一個直角三角錐穿透瓦楞紙板所耗用的功 4 耐破 耐破指標是為各國公認的瓦楞紙板的最要指標 耐破檢測原理為 在紙板一定面積上加壓 使瓦楞紙板伸長到某種限度發(fā)生破裂時產生的值 瓦楞紙板耐破指標與原紙耐破指數很大關系 62 三 紙箱缺陷及檢驗 重缺陷 5 粘合 在瓦楞紙板楞間用鋼針 通過壓力導致瓦楞分裂來檢測瓦楞紙板的粘合 原則是最小范圍內進行粘合 并達到粘合效果 6 邊壓 邊壓的高低直接影響紙箱抗壓 邊壓是楞形 原材料 粘合 厚度 加工工藝的體現 同抗壓一樣是非常重要的指標 63