紙箱設計與應用

1、 箱板紙國家標準GB130242003 物性標準 表-1 指標名稱單位 規(guī) 定 普通箱紙板和牛皮掛面箱紙板 優(yōu)等品一等品合格品 定量g/ 1257 1608 1809 20010 22010 25011 28011 30012 32012 34013 36014 橫幅定量差 幅寬1600 幅寬1800 % 6.07.59.0 7.08.510.0 緊度 220 g/ 220 g/ g/cm3 0.700.680.65 0.720.700.65 耐破指數 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 橫向環(huán)壓指數 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 橫向短距壓縮 指數b 250 g/ 250 g/ N.m/g 20.2 16.4 19.2 15.4 18.2 14.2 橫向耐折度次603512 吸水性（正/反）g/35/7040/10060/200 交貨水份%

3、8.02.09.02.0 箱板紙國家標準GB130242003：物性標準 表-2 指標名稱單位 規(guī) 定 牛皮箱紙板 優(yōu)等品一等品 定量ag/ 1256 1607 1809 20010 22010 25011 28011 30012 32012 34013 36014 橫幅定量差 幅寬1600 幅寬1800 % 6.07.0 7.08.0 緊 度 220 g/ 220 g/ g/cm3 0.700.68 0.720.70 耐破指數 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 橫向環(huán)壓指數 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 橫向短距壓縮指數 b 250 g/ 250 g/ N.m/g 21.4 17.4 19.2 16.4 橫向耐折度次10060 吸水性（正/反）g/35/4040/50 交貨水份%8.02.0 a 定量規(guī)定外的定量，其指標可就近按插入法考核。 b 橫向短距壓縮指數，不作為考核指標。 批量 正常檢查二次抽樣方案 檢查水平 不合格分類 卷筒、令

5、 （件） 樣本大小 B 類不合格 品 AQL=6.5 Ae Re C類不合格品 AQL=10.0 Ae Re B類不合格C類不合格 1-25 20 1 - - 橫向環(huán)壓指數 耐破指數 定量、橫幅 定量差、 緊度、橫向 耐折度 吸水性、尺 寸、接口數、 交貨水分、 外觀缺陷 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 箱板紙國家標準GB130242003：抽樣判定標準 二、瓦楞原紙種類、必要性 批量 正常檢查二次抽樣方案 一般檢查水平1 不合格分類 卷筒（件）樣本大小

6、B類不合格品 AQL=6.5 Ae.Re C類不合格品 AQL=10.0 Ae.Re B類不合格C類不合格 1-25 20 1 - 橫向環(huán)壓指數 縱向裂斷長 定量 水分 緊度 接頭 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 瓦楞原紙國家標準GB1302391（97修訂）：抽樣判定標準 指標名稱單位 規(guī)定 ABCD 定量 g/m2 112.06.0.160.08.0 127.06.0.180.09.0 140.07.0.200.010.0 緊度.不少于g/m3 0.50 0.

7、45 橫向環(huán)壓指數 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 縱向裂斷長 不少于km4.303.752.702.15 交貨水分 8.02.0 +3.0 8.0 - 2.0 +3.0 9.0 -2.0 瓦楞原紙國家標準GB1302391(97修訂)：物性標準 7 經由特殊加工，可適用于各種氣候條件或冷藏、冷凍貨物 的包裝需求。 8 可適用于機械化、自動化包裝作業(yè)。 9 使用后不發(fā)生廢棄公害，可燒毀或再生。 10 使用后，

8、廢棄再生處理容易，且具資源回收的貢獻。 11 瓦楞紙箱具緩沖性，可防止運輸中的振動及內容物損壞。 四、瓦楞紙箱的優(yōu)點 （1）原紙的強度和濕度 （2）紙和水份關系 （3）紙的回潮性 （4）原紙水分和強度的關系 （5）瓦楞種類與物性 （6）塌楞強度變化 （7）瓦楞紙板含水率與強度 的關系 （8）瓦楞紙板含水率與伸長 率的關系 （9）瓦楞紙箱外周長與抗壓 強度的變化 （10）瓦楞紙箱高度與抗壓強 度的關系 （11）依瓦楞紙箱的長、寬比 率求得的抗壓強度 （12）紙箱抗壓與水分的關系 （13）瓦楞紙箱的堆積方法和 抗壓 （14）印刷面積和紙箱抗壓的 影響 （14）印刷面積和紙箱抗壓的 影響 （15）通

9、氣孔影響紙箱抗壓 （16）附屬內套補強 （17）瓦楞紙箱不正常的堆積 對抗壓強度的影響 H2O H2O H2O （3）紙的回潮性（見表4-3） （4）原紙水分和強度的關系（見表4-4） （5）瓦楞種類與物性（見表4-5） （6）塌楞強度變化（見表4-6） （7）瓦楞紙板含水率與強度的關系（見表4-7） （8）瓦楞紙板含水率與伸長率的關系（見表4-8） （9）瓦楞紙箱外周長與抗壓強度的變化（見表4-9） （10）瓦楞紙箱高度與抗壓強度的關系 1、高度在20CM以下，每低1CM，計算值增加 1%， 最多不超過15%； 2、高度在60CM以上，每高2CM，計算值減少1%，最多不減 少15%； 3、寬

10、長之比在0.5以下每減少0.1,計算值減少4%; 4、寬長之比在0.7以上每增加0.1,計算值減少4%。 （11）依瓦楞紙箱的長、寬比率求得的抗壓強度（見表4-10） （12）紙箱抗壓與水分的關系（見表4-11） Y=a 0.9 ， Y：抗壓強度 a：水分0%時的抗壓強度 ：紙箱含水率 （13）瓦楞紙箱的堆積方法和抗壓（見表4-12） （14）印刷面積和紙箱抗壓的影響（見表4-13） 印刷影響印刷影響 （14）瓦楞紙堆積時間變化（見表4-13） （15）通氣孔影響紙箱抗壓（見表4-14） （16）附屬內套補強（見表4-15） （17）瓦楞紙箱不正常的堆積對抗壓強度的影響（見表4-16） 例如：

11、A楞內尺寸為360*300*250mm時 A高方向B高方向C高方向 （18）瓦楞紙箱的滑動性 隨著運輸保管速度的提高，發(fā)生紙箱倒塌的事故增加。 1 滑動原因： 瓦楞紙箱在干燥時，含水率過少。 水性印刷油墨的蠟成分高低。 經過二次再加工（如：潑水度加工與其他加工） 運輸條件太差。 2 試驗方法： Q （c）.在15度以下，幾乎不會發(fā)生事故。 4 對策： 盡可能減少瓦楞紙箱上的底蓋的印刷。 （b）.在1522度，有可能發(fā)生問題。 涂布滑動止滑劑（Varnish）等。 包裝內容品后，涂布接著劑或粘著劑（如：Paradise Glue、 Varnish、Non Slip Varnish、 Hot Me

12、lt）等。 擴張或縮小包裝。 其它方式的對策。 （a）.在22度以上，經常會發(fā)生問題。 3 因滑動性而導致事故的限度： 二、紙箱包裝設計對生產成本及銷售價格的影響 （一）內容物特性的確認： （生產成本） l 內容物特性的把握，是包裝設計最基本、最重要的問題，應 l注意下列各點： l 1 內容物的強度。 l 2 化學的變化。 l 3 水分的影響。 l 4 個裝、內裝及外裝的考慮。 l 5 決定包裝單位及正確尺寸。 l 6 制作設計展開圖 l 7 樣品供客戶確認。 l 8 瓦楞紙板紙幅的考慮。 l 9 檢討使用必要緩沖材料的場合。 （二）瓦楞紙板材質、種類的決定： （銷售價格） l 1 確認搬運、

13、保管、儲運的情況，決定安全率及計算必要的 l抗壓強度，綜合決定瓦楞紙板的材質（面紙、芯紙）及種類（單 l瓦或雙瓦）。 l 2 根據產品的特性（強度或脆弱度）來選擇材料。 l 3 根據客戶的需求，決定所使用的材料。 （三）設計須知： l 1 包裝內容物的性質 l a 產品的： l 性質、特征、強度 l b 產品的： l 形狀、尺寸 l c 產品的生產工程： l 生產線數、場所（一個或多個）、必要人手、勞動時間、 l 生產量 l 2 物流體系如何 l a 倉庫的保管方法： l 棧板、貨架、堆積層數、期間、溫度、濕度 l b 運輸方式： l 卡車、貨車、貨柜車、裝卸方法、轉載次數 l 3 需要何種的

14、保護 l 包裝試驗方法及規(guī)范 l 4 儲運時間多久。 l 5 是否為易堆積的型態(tài)。 l 6 是否為易搬運的型態(tài)。 l 7 包裝作業(yè)是否費時。 l 8 使用者開箱是否容易。 l 9 是否為成本適當的包裝。 l 10 考慮本廠內機械作業(yè)范圍。 l 11 現(xiàn)場加工作業(yè)性。 l 瓦楞紙箱： 生產工程、生產性、交期、使用材料取得容 l 易與否。 l 12 楞向與絲向的考慮。 l 13 設計后正式生產的紙張損耗考慮。 l 14 其它 （四）瓦楞紙板種類、材質的決定 l 1 根據最大重量、最大箱內尺寸，選擇瓦楞紙板種類，決定耐 l 破強度（GB6543-86、GB6544-99、SN/T0262-93） l

15、 2 確認物流、搬運、倉儲情況，決定安全率及計算必要抗壓強 l 度，綜合決定瓦楞紙板的材質及種類等材質組配。 l 3 決定儲運期間的抗壓強度 l 一般瓦楞紙箱考慮安全率的抗壓強度 l P=KW（n-1）或 P=KW(H/h-1) l P：瓦楞紙箱必要的抗壓強度 K：安全系數 H：堆積高度 l W：單個重量 h：單個紙箱高度 n：堆積層數 l 4 根據客戶的需求，決定所使用的材質。 l 5 根據前面系列所述，生產瓦楞紙板只為紙器及造紙方面因素起決定 l 性影響，一般性設計考慮到印刷劣化、自然劣化、運輸劣化，得到 l 結論是安全率要設定在3.5倍5倍之間。 l l 例如： 某A楞紙箱，內尺寸為50

16、0*300*250mm，材質選定CNS規(guī) l 定A340*SCP125*A340，紙箱毛重13.5kg，安全率為3.5倍， l 可堆碼幾層？ l 解：根據F（Z）值外周長（500+300）*2=1600mm=160cm(內徑) l 查表F（Z）=24.37 l 材質分析：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 堆碼高安全為： l 432.8 l 13.5 3.5 l6 紙箱包裝廠案例 l 有關紙箱、紙板物理性能項目： l 1 潑水度 2 耐破強度 3 抗壓強

17、度 l 4 戳穿強度 5 平壓、邊壓、空箱抗壓 l 6 跌落試驗 7 六角回轉試驗 8 傾斜沖擊試驗 l 9 粘合強度 10 振動試驗 11裝載試驗 l 以下為耐破強度和抗壓強度舉例說明： l 耐破強度： 根據 GB1302313024 91 l CNS1455、CNS2955（臺灣標準） l 單瓦紙板： 耐破強度=面紙+里紙 l 雙瓦紙板： 耐破強度=面紙+中紙+里紙 l 抗壓強度: 以A-1型為基準來討論 （1）了解內容物及特性； （2）決定材質、種類（耐裝卸及耐貯存）； （3）安全率的設定如下： 紙板只為紙器及造紙方面因素，具決定性影響。假設印刷劣 化（15%）、軋孔劣化（15%）、自然

18、劣化（50%）、 輸送 劣化（20%），則安全率是3.5倍（一般設在3.55之間）。 1 （1-15%）*（1-15%）*（1-50%）*（1-28%） 計算： =3.46=3.5 (見備注) 范例： （一）設有A楞紙箱，箱尺寸為：360 X 300 X 250 mm,使用 6S6原紙，試計算其抗壓強度？（依某紙器廠原紙規(guī)格推算） （附紙器廠原紙規(guī)格表）。 代入kellicutt簡易公式：P=Rx F(Z) P： 紙箱抗壓強度（kg） Rx： （面紙環(huán)壓 + 芯紙環(huán)壓 *瓦楞率+ 里紙環(huán)壓） 6 F（Z）：紙箱周邊長函數（見F（Z）函數表） 1 周邊長： （360+300）2=1320mm=1

19、32cm（查表知22.85） 2 材質分析為： 27.2+191.59+27.2 6 代入公式14.1022.85=322 kg 為紙箱抗壓強度 如果堆高每箱毛重15公斤，安全率測知為3.5倍，則可堆幾層？ 322 / （153.5）+1=7 層（堆碼7層最安全） Rx=14.10 l三、瓦楞紙箱設計基本概念 l （一）瓦楞紙箱設計基本L字型、U字型及楞差 瓦楞紙箱設計的加算值： 如：某物品最大外徑為X，使用AF瓦楞紙箱包裝， 則在兩折（U型）情形下，其底面設計尺寸應 為X+6，故紙箱成型后底面內徑方為X（可再 酌加預留尺寸，方便物品取放），其余各面 （側面、端面、折蓋）均可按U型、L型加算

20、計算出正確的設計尺寸。 l（二）瓦楞紙板因具有厚度，因此在紙箱壓成形后，在尺寸上 l 會有所改變： A ：內容物尺寸 B ：紙箱內徑 C ：設計（制作）尺寸 D ：紙箱外徑 （DCBA） 備注： 紙箱內徑（B） 內容物實際必要尺寸 設計尺寸（C） 實際、制作尺寸 紙箱外徑（D） 運輸物流的必要尺寸 （1）常見尺寸及其關系: （2）理想尺寸比例: 瓦楞紙箱的尺寸比例,決定著包裝的適宜程度，決定了包裝在搬運 中的穩(wěn)定性和方便性,同時還決定了包裝的經濟性.而最佳的尺寸比 例，則由紙板用量，堆碼狀況甚至美學因素所決定。 a 紙板用量: 同一容量,紙板用量越少,尺寸比例越理想.對直角六面體紙箱來說, 其

21、尺寸比例為L ：B ：H 或 Rl=L/B Rh=HB 式中 R l-瓦楞紙箱長寬比； Rh-瓦楞紙箱高寬比。 以0201箱為例,其容積V和紙板用量(面積)S的計算公式如下： S=2(L+B)*(H+B) V=LBH 其容積V為定值,就可通過數學運算求得紙板用量最少的尺寸比例 L:B:H=2:1:2.也就是就考慮紙板用量時0201箱的理想尺寸為2:1:2, 同理,可求出各種箱型的理想尺寸比例。 b 抗壓強度: 瓦楞紙箱箱角處抗壓強度最高，離箱角越遠，抗壓強度越低，而 且紙箱長度方向中心抗壓強度最低。所以從理論上講，正方形的 紙箱抗壓強度最大；但實驗的結果并不如些。 圖4-10瓦楞紙箱的 周長保

22、持一定，RL在一定范圍內變化時的抗壓強度變化曲線。 從圖可以看出，抗壓強度的峰值位于RL為1.4附近。即僅從瓦楞紙 箱的抗壓強度考慮，則理想的尺寸比例是：RL=1.21.4。 c 堆碼狀態(tài)： 有兩種堆碼形式。一類為重疊堆碼，特點是堆碼強度高，但穩(wěn)定 性差；一類是交錯堆碼，特點是堆碼強度低，但堆碼穩(wěn)定性好。 如堆碼強度及穩(wěn)定性兩方面都兼顧的話，最理想的尺寸比例是： R L=1.5 ( H B ) d 美學因素： 按照人們的社會意識和時代的審美要求來考慮瓦楞紙箱的尺寸比 例（主要指裝飾面即LH面的尺寸比例）， 看其是否符合具有時代 特征的形式美。便在大多數情況下，不能主要以審美觀點來決定 紙箱的尺

23、寸，適當的作法是把審美與其他要求有機的結合起來。 常用美學比例有：黃金分割比例、整數比例、直角比例即方根比 例。實際上，各個方面都要達到理想比例是不可能的，也沒有必 要。具體要根據內裝物的尺寸來確定，盡量使各個方面接近理想 的比例。 （三）紙箱設計尺寸： l A1型（0201）的包裝設計 如圖1； l 紙箱內徑尺寸：a b c（如圖2） TSLWLW-3 f f D （四）紙箱設計步驟： （1）設計要求與特點 瓦楞紙箱設計要滿足生產、運輸和銷售三個方面的要求、瓦楞 紙箱應適合于從手工充填和封合到高速自動化的各種生產線的生 產，適應簡單的裝置加輔助手工操作；有專門的紙箱型號滿足特 殊包裝工序的要求，有時還要求