包装结构设计《瓦楞纸箱》
2002年达到2500多亿元,2008年更是达到 8600亿元,已成为世界第二大包装大国。
1980年包装工业产值占国民生产总值 的 0.3% 左 右 , 而 2008 年 占 国 民 生 产 总 值 2.8% ( 中 国 2008 年 度 国 内 生 产 总 值 为 300670亿元 )。
从以上数据看,通过改革开放二十 多年的努力,我国包装工业走完了国际 发达工业国家几十年的历程。
a. 瓦楞楞型
标准的楞型(也是 常用的楞型)有A (大)、B(小)、 C(中)、E(微) 四种。
此外,还有一种超大K型瓦楞,楞 高6.6~7.0mm,楞数75~85个/m。
最几年又开发了“G”型楞、“F”型 楞等小楞型,以及特殊的礼品化、防 伪外包装的“S”型楞。
瓦楞楞型对瓦楞 纸板的性能有很重要 的影响。
GB6544-1999(包装材料瓦楞纸板)规 定的单瓦楞纸板和双瓦楞纸板的强度指标, 供设计时参考使用。
a. 单瓦楞纸板强度指标
附: 1千帕(kPa) =10-3兆帕(MPa) =0.0102千克力/厘米2(kgf/cm2) =0.0098大气压(atm)
b. 双瓦楞纸板强度指标
3.瓦楞纸板的 厚度
压痕的主要作用,是使瓦楞纸板按 预定位置准确地弯折,以实现精确的纸 箱内尺寸(或外尺寸)。
由于压痕的深浅和位置准确度不 同,往往会导致纸箱内尺寸(或外尺 寸)发生某些偏差,因而有时会出现 内装物难以进入箱中或过紧的现象。
特别是纵压线,因瓦楞纸板的结 构特点,往往难以保证达到预定的尺 寸。
下图为纵压线的几个典型位置,在楞 峰和楞谷处压痕时,尺寸的精确度易于保 证;
平压痕加工的压痕精确度取决 于凹模与凸模的尺寸以及凸模压入 凹模的深度。
平压痕 工艺的最大 特点是可以 在压痕的同 时进行开槽 开角等操作。
② 纵压线与横压线
按压痕线方向与瓦楞楞向的不同关系, 压痕又可分为:
a.纵压线: 与瓦楞楞向平行的压痕线。 b.横压线: 与瓦楞楞向垂直的压痕线。
③ 压痕的作用
参考书目:
印刷工业出版社 作者:宋宝峰
化学工业出版社 作者:吴波
中国轻工业出版社 作者:孙诚
第四章 瓦楞纸箱结构设计
第一节 瓦楞纸箱概述
一、概述
1.瓦楞纸箱
瓦楞纸箱是用 瓦楞纸板制成的箱 型容器,主要用于 运输包装,也直接 用于销售包装,特 别是小型箱应用更 为广泛。
优点:
瓦楞纸箱质量 轻,有一定的强度 和挺度,能够满足 许多商品的包装要 求。
双面瓦楞纸板:
亦称单瓦楞纸板,是由一层瓦楞 芯纸和上、下面纸粘合而成,在纸箱 中应用最多。
双面双瓦楞纸板:
亦称双瓦楞纸板,是由 面纸、里纸、芯纸及两层瓦 楞芯纸,共五层粘合而成, 多用于大型、较重商品的包 装。
双面三瓦楞纸板:
亦称三瓦楞纸 板,由面纸、里纸、 两层芯纸及三层瓦 楞芯纸共七层粘合 而成,一般应用于 重型商品的包装。
c.五点式
基本同三点式, 但凹模有三个凸缘, 凸模有两个凸缘。
用于五层瓦楞纸 板摇盖折叠的横向压 线。
以上均为轮转压痕工艺,它们是 成对压模呈圆盘状旋转,纸板通过成 对压模之间,即可留下压痕。
通过调整 凹模和凸模之 间的间隙,即 可改变压痕的 深度。
平压痕工艺在模切机上进行, 纸板在两个平面模具之间压痕。
1.瓦楞纸板及其选用
瓦楞纸板是制造各类瓦楞纸箱的基材, 是由箱板纸(面纸)和波纹状的瓦楞芯纸经 胶粘剂粘合而成的多层纸板。
瓦楞纸板具有较大的刚性和承载能力, 且由于存在着中空的孔隙而富有弹性,具有 较好的缓冲防震性能。
① 瓦楞纸板的 种类及其表示方法
瓦楞芯纸的剖 面结构近似于三角 形拱形结构,与箱 板纸(面纸)结合 形成瓦楞纸板。
瓦楞纸板的 厚度直接影响瓦 楞纸箱的强度和 尺寸,是一个非 常重要的设计参 数。
瓦楞纸板的厚 度可以使用瓦楞纸
板测厚仪测得。
可以通过公式计算求出,一般是原 纸厚度与瓦楞高度之和。
① 双面单瓦楞纸板厚度计算公式
t=t1+t2+tX+tG-d
式中
(3-1)
t——瓦楞纸板厚度,mm;
t1——面纸厚度,mm; t2——里纸厚度,mm; tX——瓦楞芯纸厚度,mm; tG——瓦楞辊高度,mm; d——瓦楞纸板制造过程中的厚度损失,mm。
E型瓦楞:
楞高最低,只有1.1~ 2mm,定长内瓦楞数最多, 属于最细最薄的瓦楞楞型。
因而表面平整,具有 刚性,装潢印刷性能好, 质量高,现已广泛应用于 商品的销售包装。
b. 瓦楞形状
瓦楞波纹的形状是否适当,直接关系到瓦 楞纸板的抗压强度。
瓦楞形状由两个圆弧及与其相连接的直线 所决定,根据圆弧半径的大小不同,瓦楞形状 可分为U型、V型和UV型。
即纸包装 继续上升,玻 璃仍下降,塑 料持平。
2005 年 纸 包 装 产 值 为 1492 亿 元 , 增 长 31.4 , 占总产值的37.1%;塑料包装产值为1082亿元, 占总产值的26.9%;金属包装产值为326亿元,占 8.1%;玻璃包装产值为108亿元,占2.7%。
近五年来,中国包装工业总产值每年 平均以20%的速度递增。2009年中国包装 工业总产值超过了1万亿元。
例:S-2·1 S代表单瓦楞,整体代号表示纸板为
2类1号瓦楞纸板。
例:D-1·2 D代表双瓦楞,整体代号表示纸板为
1类2号瓦楞纸板。
2. 瓦楞纸板的强度指标
瓦楞纸板属于各向异性材料,不同方 向性质不尽相同,尤其对来自不同方向的 压力,承受能力是各不相同的。
瓦楞纸板各向承压示意图
不同楞型瓦楞各向承压能力比较:
纸包装容器产量与需求的增长率高 低是一个国家经济的先期指标之一。
大致上来说,各 国的纸包装容器市场 的增长基本符合该国 的经济增长率。
用最简单的方法 去理解,经济发展得 越快,生产的东西越 多,需要的包装量就 越多,而瓦楞纸包装 在包装领域里占了相 当大的比例。
就我国来说,经 济的增长与瓦楞纸器 容器的产量更是高度 关联,尤其是食品、 饮料、电器和玩具等 轻工业的内需与出口 市场的发展状况,对 瓦楞纸器需求有相当 影响。
我国现在已经成为世界包装工业大 国,但还不是强国。
② 纸包装
2000年,我国包装工业产值2200亿元。
其 中 纸 包 装 1300 万 吨 , 占 56.5% ; 玻 璃 包 装 19.7%;塑料包装14.9%;金属包装8.9%。
2005年,包装工业产值3200亿元。
其中纸包装2000万吨,占58.9%;玻璃包装 17.8%;塑料包 装14.8%;金属 包装8.5%。
箱坯结构主要包括: 纵压(痕)线 横压(痕)线 开槽和接头
1.压痕
① 压痕的种类
制造瓦楞纸箱的常用压痕形式(轮转), 有以下几种:
a.一点式
即单V形槽,凹模 为平面,凸模有一个 凸缘。
用于箱体纸板的 纵向压线。
b.三点式
这种压痕工艺 凹模有两个凸缘, 凸模有一个凸缘。
用于三层瓦楞 纸板摇盖折叠的横 向压线。
环渤海湾、珠三角、长三角三大经济 圈是我国包装行业最发达的地区,工业总 产值占到全国包装工业总产值的81%。
③ 瓦楞纸箱
在我国纸包装制品中,纸箱所占 比重最大。
我国纸包装 业发展迅速,特 别是在纸包装制 品中所占比重达 70% 以上的纸箱 业的发展更是突 飞猛进。
纸包装容器生产量与一个国家的经 济增长有相当密切的关系。
表中最大综合尺寸是指瓦楞纸箱内 尺寸长、宽、高之和。
用1类瓦楞纸板制作的纸箱主要用于 出口及贵重物品的运输包装;
2类瓦楞纸板主要用于内销产品的运 输包装;
3类瓦楞纸板则主要用于短途、低价 商品的包装。
② 按强度计算选用
将在《瓦楞纸箱强度》一节来 学习 !!!
三、瓦楞纸箱箱坯构造
瓦楞纸板只有经过分切、压痕、开 槽开角以后,才能制成瓦楞纸箱箱坯。
A型瓦楞: 楞型最高,在定
长内楞数最少,瓦楞 最大。
具有很好的防震 缓冲性能和垂直耐压 强度。
B型瓦楞:
楞型低,在定长内楞数多,楞峰 较尖。
平面抗压能力强,有良好的装潢 印刷性能。
C型瓦楞:
楞高和定长内的楞数,都介于A型与B 型之间,兼有A型、B型瓦楞的特点。
具有与A型相近的防震缓冲性能,也 具有与B型相近的平面抗压能力。
近年来,由于环保意识的加强,瓦 楞纸包装的可回收再生特性,也将促使 其市场占有率上升。
另外,由于高强度的瓦楞纸板的出 现,使瓦楞纸箱在运输包装中的占有率 也将提升。
附:
国际瓦楞纸箱联盟 (ICCA)
该组织成立于1963 年,目前拥有协会会员 13家,企业会员20家, 常设秘书处在美国伊利 诺伊洲。
在公式中具有重要
意义的是厚度损失d 值, d 值越小,制作的瓦楞
纸板也就越厚,因而瓦 楞纸板的质量也越好。
影响d 值的主要因素有:
a.双面粘贴时出现的楞高损失; b.瓦楞不正(塌楞、歪楞、高低不 齐等)。
② 瓦楞纸板厚度计算的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ般式
表达如下:
t=t1+t2+∑ti+∑tX+∑tG-d
(3-2) 式中
U型瓦楞: 圆弧半径较大,因而弹性较好,受
载后在一定限度内产生弹性变形,外载 荷消除后,基本可恢复原状。
U形瓦楞由于受力点呈圆弧状,不够 稳定,故抗压强度较低。
其圆弧与面纸接触面较大,故胶粘 剂用量大。
V型瓦楞: 圆弧半径很小,形成的瓦楞状似三
角,借助两条斜线的合力作用,抗压强 度较高。
但如果外加载荷超过其承受极 限,则楞形迅速破坏,载荷消除后 也不能恢复原状,亦即弹性较差。
而且,瓦楞纸 箱的生产自动化程 度高,成本低廉。
瓦 楞 纸 板 始 于 18 世 纪 末 , 19 世 纪 初 因 其量轻而且价格便宜, 用途广泛,制作简易, 且能回收甚至重复利 用,使它的应用有了 显著的增长。