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1、包装材料学（一）,高文华,第五章瓦楞纸箱,第一节概 述,一 瓦楞纸箱的分类,1.国际纸箱规程(International Fiberboard Case Code) 由FEFCO 欧洲纸板制造工业联合会 ASSCO 欧洲硬纸板箱制造协会 联合提出: 六类基本箱型，09一类包括44种箱内隔衬附件。,纸箱的结构与分类纸箱六类，箱内附件一类02 一片纸板制成（摇盖）03 两或三片纸板制成，双层箱壁居多（天地盖）04 大多一片纸板制成，粘插成箱05 两张纸板制成，抽匣式06 三张纸板制成，端部与箱体可用异种材料制成07 一片纸板制成，可作箱盒 09 纸箱内隔板，缓冲垫,纸箱设计制造中常用符号,2 国家
2、标准(1)按纸箱结构分类：3类9种+09(2)按生产原料分类：1类纸箱用于出口、贵重商品包装， 2类纸箱用于内销商品包装， 3类纸箱用于短途、廉价商品包装,3 制箱名词术语分纸：将瓦楞纸板裁切成一定粘 的操作工序，压线：将瓦楞纸板压出一定深度和宽度痕迹的操作工序，切角：将瓦楞纸板切出的操作，开槽：切出的纸箱口盖的操作（纸箱厚度+1mm），箱坯：完成了印刷、压线、切角、开槽尚未接合成箱的纸板。,二 瓦楞纸箱生产工艺,1. 单机生产工艺流程（印刷机、分纸压线机、切角开槽机、钉箱机）生产30008000m2/d2. 模切机生产（印刷机、模切机、钉（粘）箱机）2.55万m2/d3. 半自动或自动制箱机
3、（印刷开槽机、自动粘（钉）箱机）520万m2/d,1 箱面印刷设计内容(1)商品标志 十二类商品分类图案标志（FL）,三 纸箱印刷,供货号(GH):供应该批货物的清单号码货号(HH):商品顺序编号（出入库,收发货登记,核价）品名规格(PG):商品名称或代号(标明单一商品规格型号, 花色)数量(SL):包装内含商品数量重量(ZL):包装件重量(净重NW,毛重GW)生产日期(CQ):年月日生产工厂(CC):厂名体积(TJ):LBH=V(m3) 有限期限(XQ):至年月日其它:收货地点与单位(SH) ,运输号(YH), 发货单位 (FH) ,发运件数(JS) (可由喷码机完成),(2)贮运标志 如小
4、心轻放、怕雨、向上等(3)危险品标志 易燃、易爆、有毒等。 以上标志的印刷位置如下：,2 印刷方法 苯胺印刷（胶版） 制作苯胺印版有手工雕刻、模压、感光制板三种方式。 丝网印刷（编版） 直接涂漆法、漆膜雕刻法和感光制版法。 凹版印刷 (4)柔性版印刷,印刷图文应尽可能设计简洁。避免多次印刷（即套印次数）。一般纸箱单色或双色印刷即可符合要求。箱角在堆码时起十分重要的作用，因此设计时要避免在箱角印刷图文；也不要设计环周长的印刷直线，因为它很可能使纸箱受压时沿此线弯折。,3 印刷对瓦楞纸板强度的影响,第二节纸箱制造工艺,一、纸箱箱坯单机生产工艺,1 分纸压线 分纸压线机（1）分纸：完成瓦楞纸板的纵、
5、横向切边 边缘切口处塌陷（闭口）： 水分过大（正常1013%） 钝刀,压线：完成纵、横向压线 压线破裂压线处纸面破裂A、压线轮间距过小，压线过强，根据纸板厚度调整B、纸板过干（6.5%） C、原纸伸长 过小D、压线轮偏置E、压线轮表面损伤 压线处弯折时破裂 压线过弱（浅）,2 切角开槽 切角开槽机（四联工字刀）：切出箱盖和搭接舌设备组成：三组开槽刀、一组切角刀开槽宽度与深度 宽度： 612mm深度： A =3mm B =2mm C =4mm切角技术指标 搭接口 3550mm宽,二 纸箱箱坯模切机生产工艺,通过模板冲压完成箱坯 (适合生产异型纸箱,冲切提手,透气孔等）1 圆压圆模切机设备组成 模
6、切板弧形胶合板描工箱坯图样（考虑模板厚度）锯刀槽弯制刀片与压痕钢线装嵌刀线粘弹力胶安装 砧辊包胶辊：辊面包有聚氨脂胶皮，延长模切寿命，可达300-400万张称为软切钢辊：切口光洁，切刀磨损快，10万张，称为硬切规格速度最大2m以上，车速150200张/min,2 平压平模切机设备组成送纸装置 摩擦式、气动式模切装置：模切板、底板（砧台）、传动部分排屑装置堆垛装置：收纸台、自动升降机构、传动部分,规格速度 最大100150cm 5075张/min模切压力与刀、线长度（模切强度） 模切机的功率是固定的，工作时只可安装一定长度的 刀、线及使用相当规格和质量的纸板，一般用下式： P=KLFP：模切压力
7、 NK：修正系数，一般取1.3L：刀、线总长度mmF：单位长度刀、线的模切力（模切强度），N/mm（必须经实验求得）,改进型平压平模切机 S&S型（摆动式平压 平）模切机组成：上压是平版，模切板 安装其上； 下压版为弧形摆动 床， 由两组凸轮驱动 A：起始碾压，D上、下 板分离使纸板出进特点：模切强度高，适合于 多楞瓦楞纸板，,3 圆压平模切机 组成：模板安装在平板台上， 平版沿一轨道往复运动， 模压辊挤压切断有关部位，并完成压线。特点：模切版制作容易，精度高 车速：40次/min，纸板规格可较大,三 纸箱箱坯自动生产工艺与设备,送纸装置 踢纸板：加工3层瓦楞纸板时，1.5mm；5层时用2.5
8、mm。 间距可调，为加工纸板的1.5倍。 抽吸送纸系统：解决翘曲纸板的送纸2 印刷装置 苯胺印刷，双色 3 压线装置 完成纵向压线，三层 810mm，五层 1214mm,切角开缝装置 上刀：两片弧形刀片，下弧形刀可沿上刀座圆周移动，改变开缝深度（纸箱高度） 底刀：两片环形刀构成刀槽。,第三节纸箱的接合,一、钉接成箱（stitch joint）,用U形钉将纸箱钉接成箱钉丝：设备：钉箱机,技术要求重迭边宽32mm头尾针距边缘应为：大型箱225mm中型箱 217mm小型箱 210mm针距 单排钉60mm 双排钉90mm 距差1015mm钉线长度 小箱28mm 大箱36mm钉脚弯曲规范，钉线牢固重型双
9、排钉，小箱单排钉,二、粘接成箱（glue joint）,1. 粘合剂 聚醋酸乙烯乳胶等2. 设备：自动粘箱机送纸系统涂胶系统压线轮（强化压痕，纵向线）折合系统（回转轮皮带式，浆叶式）贴压系统，加压直至粘合剂固化计数打捆,3. 影响粘接速度的因素时间 在玻璃板上涂上粘合剂至透明成膜时间 23（4045%rh） 52min 10 (5864%rh) 159min,压力 在200 g/m2 纸上涂胶20 g/m2 ，然后在8*11cm上撕裂，破坏率%表示,三、胶带接合成箱,胶带接合成箱时箱坯不需要设置搭接舌，将箱体对接后，用强度较高的增强胶带粘贴既可。箱内、外表面平整，密封性好。胶带接合成箱批量不大
10、时可用手工操作，批量较大时采用粘结设备，其基本组成和工作原理类似于自动折叠式胶结成箱机，在贴压部位设置一胶带送进、切断、粘贴装置既可完成胶带接合。,四 纸箱接合强度和质量,按图示的尺寸切取待测试样，经恒温恒湿处理后分别在压缩机、拉力机上测试，记下裂断时的最大压力和拉力，及其相应的变形量。,接合方式及强度的比较,第四节瓦楞纸箱的质量检测,一 外观质量,1、印刷：无偏差（47mm），不掉色，色泽鲜艳一 致。2、封闭：无洞、缝3、尺寸：误差35mm4、摇盖：耐折叠（5次，而后不应有裂缝，三类箱里层 允许70mm裂纹）5、要求接合规范，边缘整齐，不叠角，箱面不允许有明显损坏或污迹等,二、纸箱耐压强度及
11、其影响因素,纸箱耐压强度是许多商品包装要求的最主要质量指标，测试时将瓦楞纸箱放在两压板之间，加压至纸箱压溃时的压力，即为纸箱耐压强度，用kN表示。,1、预定纸箱耐压强度（BCT） P=kw(n-1)式中 P纸箱耐压强度，N W纸箱装货后重量，N n堆码层数 K堆码安全系数其中：n可以根据堆码高度H与单个纸箱高度h求出： 堆码安全系数K根据货物堆码的天数来确定贮存期小于30d 取K=1.6贮存期30100d 取K=1.65贮存期大于100d 取K=2.0,2 根据原材料RCT计算纸箱BCT其中，P纸箱抗压强度，N；Px综合环压强度 N/CM；Ax2瓦楞常数（A楞 8.36 B 5.0 C 6.1
12、）Z纸箱周长，CM；J纸箱常数（A 0.59, B、C 0.68 ）,对于三层瓦楞： R1、R2、Rm分别为瓦楞纸板面纸、里纸、瓦楞原 料的环压强度N/m；起楞系数。对于五层瓦楞： 令 ，则PPxF,凯里卡特简化式中的F值：,例：包装某种商品的0201型纸箱规格为402830cm,毛重15.5Kg,仓贮时最大堆码高度为3.5m，向应选用何种原料来生产这种纸箱才比较合适（安全系数取2.8，纸张利用率85%）,解： 确定BCT PKW（n1） K=2.8 H=3.5m=350cm h=30cm W=15.5Kgf=152N 取n11层 P2.8（111）1524256（N）,确定制造方案并估算纸箱
13、抗压强度方案 里、面纸：优等品挂面牛皮箱纸板，280g/m2 芯纸：A级瓦楞原纸，140g/m2 A楞：查知R1R210.6Nm/g Rm=7.1Nm/g =1.58 又根据：Z（4028）2136 查得：F58.7,P=PxF =7558.7 =4402.5(N)4256N 强度符合要求箱坯用纸面积：S理2（L+B）+5(B+H) =2(40+28)+5(28+30) =14158（cm2） =0.82(m2)利用率为85，实际用纸S实0.82850.96（m2）,方案 里、面纸：合格品普通箱纸板，320g/m2 芯、夹纸：D级瓦楞纸板， 160g/m2 AB楞 查知：R1R27.0Nm/g
14、 Rm=3.5Nm/g 又根据：Z（4028）2136 11.58 21.38 查得：F73.9P=73.967=4951(N)4256N强度符合要求,估算成本方案箱纸板：Y箱280 0.962 10-64600=2.47元瓦楞原纸：Y瓦1400.961.5810-62600=0.55元Y2.470.553.02（元/箱）方案：Y箱(16000.9632014000.96320) 10-60.92元Y瓦1200(11.581.38)0.9616010-60.73元Y0.920.731.65（元/箱）如果包装出口商品，采用方案如果包装地区流通的普通商品，采用方案,（3） 瓦楞纸箱抗压强度的测试方
15、法 压缩机测试 堆积重物法（4）影响纸箱抗压强度的因素原纸质量：环压强度原纸水分：P=a0.9x P-纸箱抗压强度 a-含水率为0时的抗压强度x-纸箱含水率箱型印刷面积、次数与开孔开槽深度与压成宽度堆码方式与时间,三 纸箱动态性能试验1、跌落试验2、斜而冲击试验3、振动试验4、六角鼓回转试验,思考题1.瓦楞纸箱是如何分类的？举例说明。 2. 瓦楞纸箱印刷设计须注意哪些问题？3. 简述瓦楞纸箱生产工艺，并介绍相关设备的作用。4. 比较瓦楞纸箱接合方法及特点。5.某纸箱（0201型）规格为503032cm，包装商品净重17.3 kg，仓贮堆码最大高度为3.5m。如果取安全系数为2.8，请选合适原料、楞型来制造这种纸箱。6.影响瓦楞纸箱质量的主要因素有哪些，生产中如何减少它们的不良作用？,
