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1、一、瓦楞纸箱的用途,二、瓦楞纸箱的发展历史,三、我国瓦楞纸箱的发展 方向及前景,第五章 瓦楞纸箱结构设计,1、瓦楞纸板及纸箱的发明已有一百多年的历史。 2、最早将瓦楞纸用于包装的是美国的阿尔伯特.琼斯,他于1871年发明了一种瓦楞形包装纸,此种波形瓦楞纸可用于包装玻璃瓶、罐等物。,一 、 瓦 楞纸箱的用途及发展,1874年美国奥利夫.朗等人加以改进,在瓦楞纸一面粘贴一层衬纸,成为单面瓦楞纸板,用于酒瓶等容器的包装。 1902年瓦楞纸箱正式作为铁路运输的包装箱。 1914年开始用纸箱代替木箱。,我国自1980年以来,开始瓦楞纸箱的生产与使用。使用范围从最初仅用于轻、纺之类的日用小商品外包装,很快
2、发展到不仅包装各类上市商品的中、小包装,更扩大到某些较大型机电产品。诸如较大型家用电器、摩托车和中小型产品的包装。,特别是1990年以后,出现了两个方向的发展趋势。一是,高档精细彩印E型瓦楞纸板的生产技术迅速发展。特别是在家电、精密仪器、医药、玻璃陶瓷器皿、饮料、干鲜果品和礼品等包装方面更为突出;,经过研究与实验,完全可以在不增加瓦楞层数的情况下,对制瓦楞纸箱的原辅材料、瓦楞楞型、瓦楞层和结构形式及纸箱结构造型、接合方式等进行改进,同样能获得高强度的更好的效果。发挥瓦楞纸板的优越性,保持和扩大了以纸代木的良好效果。,我国瓦楞纸板的发展趋势是: 1、以大力开发能够大幅度提高制作瓦楞纸板所用纸材的
3、刚性与韧性的新材料、新技术; 2、开发新型造纸添加剂、增粘剂等辅助材料; 3、开发更科学、合理的瓦楞新楞型和瓦楞层和结构形式及瓦楞纸箱的结构造型设计。,1、瓦楞纸板的结构,瓦楞纸板是制造各类瓦楞纸箱的基材,它是由箱板纸和瓦楞芯 纸粘合而成的板状物,箱板纸用于瓦楞纸板的内、外两面,因此称 为面纸或里纸。瓦楞芯纸是一种有规则的永久性的波纹形纸。,箱板纸,箱板纸,瓦楞 芯纸,图 21 单瓦楞纸板结构,单瓦楞纸板又称三层瓦楞 纸板,有两层面纸和一层芯纸构成。其结构如【图21 】:,双瓦楞纸板结构是由两层箱板纸、两层瓦楞芯纸和一层夹芯纸加工而成,夹芯纸一般与芯纸用料相同。其结构如【图22 】:,图 22
4、 双瓦楞纸板结构,二、瓦楞纸板的结构 与原料,面纸所用原材料是牛皮箱板纸或箱板纸。瓦楞芯纸则是由瓦楞原纸加工而成。这样就要求瓦楞原纸纤维组织均匀,厚薄一致,无突出纸面的硬块,纸质坚韧,具有一定的耐压、抗张、抗戳穿、耐折叠的性能,所含水分应控制在812。另外,还需高速粘合适应性等。,2、瓦楞纸板原料,图23 瓦楞纸板结构实例,瓦楞纸板的瓦楞通常有四种类型,即A型(大瓦楞)、B型(小瓦楞)、C型(中瓦楞)和E型(微瓦楞)。此外,还有一种超大型的K型瓦楞,但使用较少。各种瓦楞之间的区别在于楞高和每米长度上瓦楞的数量不同,因而不同楞型的瓦楞纸板机械性能也不同。 几种类型比较见表21 :,表21 瓦楞类
5、型及其主要性能,1、A 型楞,是单位长度内的瓦楞数量最少,而瓦楞最高,由于瓦楞之间有较大的空隙,因而具有良好的减震性能,适于制作包装易碎产品以及对冲击、碰撞和各种动载荷要求很高的瓦楞纸板箱。,三、瓦楞的类型,其瓦楞高度较小,可以节省瓦楞原纸。其单位长度内瓦楞数较多,不易变形,印刷时,有较强的抗压能力,可得到良好的印刷效果。B型楞瓦楞纸板制作的瓦楞纸 箱能承受较大的平面压力,适合包装罐头、日用化学品以及小五金等较硬的产品。,3、C 型楞,C 型楞楞高及单位长度的瓦楞数介于A型楞与B型楞之间。其综合了这两者的特性,既有足够的刚性,又有良好的减震性能,可有效地用于包装易碎物品、柔性产品及要求防止表面
6、受损的硬质制品。,2、B 型楞,图24 瓦楞纸板类型实例,4、E 型楞,E型瓦楞是微细的一种瓦楞,它的高度约1mm左右,单位长度内的瓦楞数目最多。此型瓦楞有平坦的表面和较高的平面刚度,以及有重量轻、缓冲性和印刷效果好等特点,广泛适用于中包装和内包装的瓦楞纸箱或纸盒,最适宜包装日用品、家电以及各种成套商品的包装。,5、楞型比较,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。【图23 】及表 22 分别说明不同方向的压力及各种瓦楞纸板对压力的承受情况。,平面压力,垂直压力,平行压力,图 23 瓦楞纸板各向承压示意图,表 22 三种瓦楞各向承压能力比
7、较,从表22 中可看出A、B、C型三种瓦楞强度和特性,在使用同样原纸和同样压力的情况下,其结果是: 平面压力:向瓦楞纸板施加平面压力时,楞数最多、楞形较低的 B型纸板强度最高,依次为 C型和 A型。 垂直压力:沿楞形方向施加垂直压力时,楞数最少、楞形最高的 A型纸板强度最高,依次为 C型和 B型。 平行压力:在楞形方向施加平行压力时,楞数最多、楞高较小的B型纸板 强度最高,依次为 C型和 A型。,在多层瓦楞纸板(双瓦楞以上纸板)中,配合使用各种类型的瓦楞,可以充分利用他们的优点。例如E型瓦楞与其他瓦楞的组合:A-E, B-E, C-E, E-A-B,可以得到高强度的瓦楞纸板。 各种瓦楞配合有如
8、下特点: 外层为B型瓦楞纸板,有良好的双向刚度,能减小外力的冲击,减小表面翘曲,在周围介质相对湿度提高时,纸板强度损失最小。 内层为B型瓦楞纸板,具有足够的刚性和抵抗平面压力的能力,以承受包装箱内部商品所施加的压力。 中间层为A型瓦楞纸板,具有良好的弹性,受冲击载荷时有缓冲作用。 根据各种不同瓦楞的特点,单瓦楞纸箱用A型或C型为宜,双瓦楞纸箱用A、B型或B、C型相结合最为理想。接近表面的用B型,能承受较强的冲击力,接近内层的用A型或C型,弹性大,缓冲力强。,近几年,国外正在研究一种新 的楞型 X楞型,这种X瓦楞结 构在强度、性能等方面就比传统的 瓦楞纸板有不少优越之处。 见右图11。,另外,蜂
9、窝纸板正以其快速的发展占据着纸箱产业的一席之 地。这种纸板将在第五章的内容里详细介绍。,瓦楞的形状与瓦楞纸板的抗压强度有直接关系,因此研究瓦楞形状是必要的。瓦楞的曲线是由二个圆弧及其相接的直线构成的,按波峰圆弧半径大小不同,一般分为U形、V形和UV形。见【图24 】。,U形楞顶为圆弧形。这种楞形伸长性好,且富有弹性。在弹性限度内,当压力消除后仍能恢复原状。但因圆弧的着力点不稳定,故耐压强度不高。,V形楞的特点是整个楞由直线组合而成,所以比较坚固,抗压强度较大。但如果外加压力超过其承受的压力限度,其楞形即迅速被破坏,完全丧失恢复能力。,U形楞:,图 24瓦楞形状(a) U形楞,图 24瓦楞形状(
10、b)V形楞,V形楞:,四、瓦楞的形状,取上述两种波形的优点,产生了两者相结合的UV形瓦楞。试验证明,这种楞形耐压强度较高,目前被广泛采用。,UV形楞:,图 24瓦楞形状(c) UV形楞,1、按结构层数分类:,瓦楞纸板可分为双层、三层、五层和七层瓦楞纸板四种。 见【图25 】(a,b,c,d)。,又叫单面瓦楞纸板。是由一层瓦楞芯纸粘合而成。它不能直接用来制造纸箱,一般作为缓冲材料使用。,(1)双层瓦楞纸板,(2)三层瓦楞纸板,又叫做单瓦楞纸板,由两层面纸和一层芯纸构成。它多用于生产中包装或外包装的小型纸箱。,(3)五层瓦楞纸板,又被称为双瓦楞纸板,由上类推,有两层面纸、两层芯纸和一层夹芯纸。,(
11、a),(b),(c),五、瓦楞纸板的种类,(1)内包装瓦楞纸板。可包装物品,但不能直接用于运输。纸板的面纸和芯纸强度较低,一般用于制作内包装纸盒,以包装轻小物品为主。 (2)外包装瓦楞纸板。用来制作直接运输物品的包装箱。所以要选用高强度、性能稳定的面纸。,2、按用途分类:,可分为 内包装及 外包装瓦楞纸板。,(4)七层瓦楞纸板,又称三瓦楞纸板。它主要用于制作运送超重物品的包装箱。,图 25 瓦楞纸板结构,(d),七层瓦楞纸板瓦楞纸板,图 26 七层瓦楞纸板实例,t 瓦楞纸板实际厚度(mm); tn 内、外面纸与夹芯纸厚度(mm); tmn瓦楞芯纸厚度(mm); Fkn瓦楞辊高度(mm); d
12、瓦楞纸板制造过程中的厚度损失(mm)。,瓦楞纸板厚度,在设计瓦楞纸箱时,可按表31计算厚度。,表 31 计算瓦楞纸板厚度(mm),瓦楞纸板只有经过分切、压痕、开槽、开角等操作后才能制成 瓦楞纸箱。 箱坯结构及名称如图【图34】:,图 34 瓦楞纸箱箱坯结构,瓦楞纸箱箱坯结构,(1)纵切线:与机械方向平行的切断线。 (2)横切线:与机械方向垂直的切断线。,1、切断:,2、压痕: 主要作用是 ,将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(外尺寸)。按压痕线与瓦楞楞向的不同,压痕分为: (1)横压线:与瓦楞楞向垂直的压痕线。 (2)纵压线:与瓦楞楞向平行的压痕线。,所往往难以保证纸箱内
13、(外)尺寸达到一定的精度。,由于瓦楞纸板的特点,对纵压线来说,因其位置不易把握准确,,是将瓦楞纸板按规定尺寸分切。按切断线与机向的不同关系, 可分为:,纵压线的位置见图【图35】:,指在瓦楞纸板上切出便于摇盖折叠的缺口,其宽度一般为纸板计算厚度再加1mm。开槽与压痕有密切关系,且对纸箱尺寸精度与外观有直接影响。开槽中心线要尽量与压痕中心线对齐,偏差越小越好。,3、开槽:,图35为纵压线的几个典型位置,在楞峰和楞谷处压痕时,尺寸精度尚可保证,而压痕位于楞腰,则精度往往较差。,图 36 三种接头接合方式,图 37 瓦楞纸箱结构图,5、箱面(板): 对于垂直六面体纸箱,其中4个垂直箱面分类为: (1
14、)端面:瓦楞纸箱的BH面。 (2)侧面:瓦楞纸箱的LH面。 6、摇盖: 02类纸箱一般带有摇盖。分为内摇盖;外摇盖;上摇盖;下摇盖。,国际纸箱箱型标准是由欧洲瓦楞纸箱制造商联合会 / 瑞士纸板协会制定,国际瓦楞纸箱协会批准在国际间通用。 按这一标准,纸箱结构可分为基型 和组合 型两大类。 1、基型: 即基本箱型。用4位阿拉伯数字表示,前两位代表箱型种类,后两位表示同一种箱型种类中不同的结构。 (1)02开槽型纸箱 (详见下列箱形请点击此处) 主要箱型 有: 0200型,0201型,0202型,0203型,0204型, 0205型,0206型,0209型,0210型,0212型, 0215型,0
15、217型。,是最基本、最常用的一类纸箱。为一页纸板连体成型,无独立分离的上下摇盖,连体的上下摇盖可以封闭纸箱,一般在纸箱厂通过钉合、粘合剂或胶纸带粘合来接合接头。运输时呈平板状,使用时必须封合上下摇盖。类似管式折叠纸盒。,瓦楞纸箱箱型结构 一、国际纸箱箱型标准,(2)03套合型纸箱 (详见下列箱形请点击此处) 主要箱型 有: 0300型,0301型,0303型,0304型,0308型, 0310型,0320型。,(3)04折叠型纸箱 (详见下列箱形请点击此处) 主要箱型 有:0401型, 0403型,0410型,0432型。,即罩盖型,具有两个以上独立部分组成,即箱体与箱盖(个别包括箱底)分离
16、。纸箱立放时(LB面/水平面),箱盖或箱底可以全部或部分盖住箱体。因此具有挺力和抗压强度高的特点,适于松散产品的中包装。大部分类似于盘式罩盖折叠纸盒。,通常由一页纸板组成,不需钉合或胶纸带粘合。一部分箱型甚至不需粘合剂粘合,只要折叠即能成型。还可以设计锁口、提手和展示牌等结构。具有适宜展销陈列的特点,一般采用E型瓦楞纸板,经压痕和模切成型。类似于盘式组装或摇盖折叠纸盒。,(4)05滑盖型纸箱 (详见下列箱形请点击此处) 主要箱型 有: 0501型, 0503型, 0504型,0511型。,(5)06固定型纸箱 (详见下列箱形请点击此处) 主要箱型 有: 0601型, 0605型,0608型。,由数个内装箱或框架及外箱组成,内箱与外箱以相对方向运动套入。这一类型的部分箱型可作为其他类型纸箱的外箱。这种纸箱用料省,但加工复杂,大部分用于中低档商品的中包装。部分箱型类似于抽屉盒。,由两个分离的端板及连接这