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1、上海理工大学本科生毕业设计（论文）1第一章第一章 绪论绪论1 11 1 课题研究的目的及意义课题研究的目的及意义 本文以对具有运输和展示功能的包装箱的设计为目的，通过对此类包装箱 的国内外现状、包装的材料和性能、包装设计原则和方法、成功的包装箱案例 的研究与分析，选用性能尺寸合适的瓦楞纸材料，运用相关的软件，以创新为 理念，进行包装箱的结构设计、装潢设计、平面设计，以达到突出包装箱运输 和展示功能的优点，同时输出制作成品进行相关的抗压等力学性能试验，以满 足市场和客户的需求。通过对本课题的研究，提高了对具有展示和运输性能的瓦楞纸材料的性能与特点、设计软件、设计方法和设计要素的认识。其次，通过市
2、场对具有展示和运输性能的包装箱的市场分析，进一步了解他的市场前景、发展走势、行业影响以及新的设计方案探讨。 1 12 2 研究背景及国内外的研究概况研究背景及国内外的研究概况 1 12 21 1 瓦楞纸箱行业的现状及其发展瓦楞纸箱行业的现状及其发展 瓦楞纸板是一种良好的包装材料，它内部的瓦楞结构呈波浪形，具有缓冲 减震的作用，具有良好的力学特性，保护功能良好。瓦楞纸板可以在多种场合 下应用，废弃的纸箱也可以回收利用，是一种绿色包装材料，具有良好的发展 前景。 用瓦楞纸板制成的纸包装容器，广泛应用于家电、食品、医药、日化、纺 织、烟酒、轻工等行业，这是因为瓦楞纸箱轻便牢固，既能起到保护商品的作
3、用，又便于运输装卸，同时具有易制造、印刷适性优良、成本低、环保可回收 等优点，在运输包装中占有很大优势。 近二十年来，我国包装工业迅速发展，目前已跻身包装大国的行列。据 2012 年中国工博会论坛“绿色包装与标准化国际研讨会”资料显示，2011 年我 国包装工业总产值以 1.3 万亿元人民币位居全球第二，占当年全国 GDP 的 2.67%。要实现瓦楞纸箱业的可持续发展，充分发挥瓦楞纸箱包装的优势，利用瓦 楞纸包装的发展空间，瓦楞纸箱行业就应该明确其发展方向，总体来讲主要有 以下几个方面： (1)瓦楞纸板向高强度、低定量发展 (2)印刷向高质精美方向发展 (3)瓦楞产品功能向多样化方向发展 (4
4、)生产设备向高档化发展 (5)生产模式向专业化分工方向发展 1 12 22 2 瓦楞纸版以及纸箱性能研究现状瓦楞纸版以及纸箱性能研究现状 瓦楞纸板的性能主要是指力学性能。是一种具有粘弹塑性的非金 属夹层结构材料，根据材料力学的各向同性假设推论，我们可以知道其力学性 能具有显著的各向异性。 在瓦楞纸板的力学性能方面，程小琴、高德等对压缩、弯曲、稳定性、压 溃、蠕变性能以及力学模型等方面进行了大量的理论与试验研究工作。同时， 余本农、王迪功、廖梓延、王俊丽、谢一明对于瓦楞纸箱的承载性能、压缩变 形规律、力学模型、抗压强度计算公式等也进行了大量的理论与试验研究。基于运输和展示功能的纸包装设计研究21
5、 12 23 3 瓦楞纸箱国际箱型标准以及异型瓦楞纸箱瓦楞纸箱国际箱型标准以及异型瓦楞纸箱为了便于国际间的贸易往来和技术交流，瓦楞纸箱箱型结构表示方法已经 标准化。目前国际上通用的表示方法有两种。一种是由欧洲瓦楞纸箱制造商联 合会(FEFCO)和瑞上纸板协会(ASSCO)联合制定的国际纸箱箱犁标准，包括九个 系列的箱型。这一标准经国际瓦楞纸板协会(LCCA)批准在国际间通用，西欧及 我国均采用这一标准。另一种是美、日国家标准。前者比较精细，对结构繁杂 又较难描述的各种基本箱型结构作了比较科学而且详尽的分类，制定了一套数 字标识系统，共分 9 大类，以下三类是具有展销功能的箱型：表 1-1 代号
6、特点应用备注 02 开槽型 箱一页纸板成型，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、粘胶剂 或胶带纸来接合 的纸箱 04 折叠型 纸箱托盘一般由一页纸板组成， 盒底板延伸成型体板与盖 板，即使不用钉合 或胶带纸粘合也可成型。 其上还可设计锁舌、提手、 展示板等结构。多为中小 型包装箱，具有 一定的销售包装 的功能多用 E 型、B 型 或微瓦楞纸板制 作07 系列浅 托盘箱型兼具运输和展示 功能 组合型是以上基型的组合，即由两种及以上的基本箱型组成或演变而成。我国国家标准 GB654386(瓦楞纸箱)参考国际箱型标准系列规定了运输包 装用瓦楞纸箱的基本箱型，共
7、分四大类。包装的功能概括起来是两大类：一类是功能性，指对商品的保护功能，它 体现了包装的本质；另一类是增值性，包括美化商品、节约成本、便于储运、 引导消费， 提高附加值等，它展现包装的魅力和效果。总之，瓦楞纸箱不但要起到功能性要求，更要发挥引导消费、提高附加值 的增值性作用，展现包装魅力，促进商品销售。 1 12 24 4 具有展示功能的新型包装箱的发展现状具有展示功能的新型包装箱的发展现状面对瓦楞行业激烈的竞争，不同的人群有不同的需求。纸箱供应商希望尽 最降低生产成本；零售商希望能够节省人力物力，包装可直接上货架，通过一 次简单的操作，迅速变成具有较好展示性的纸箱；产品客户方要求包装新颖，
8、能够在零售点很好地展示商品，起到促进销售和展示品牌的作用能够满足这 些要求的兼具运输和展示功能的纸包装，是一种具有新型设计概念的瓦楞纸包 装结构，属于异型箱的一种重要形式，可以称为易打开瓦楞纸箱、货架易包装、 芝麻开门纸箱等，目前国内没有统一的中文名称，国际上称为 ShelfReady Packaging，简称 SRP。它的特点是采用了易于开启的包装结构，在商场或超市 里，售货员可以单手不借助任何工具就打开包装，并把整个包装置于货架上， 不仅方便上货，方便计数，方便消费者拿取货物，而且可以保持货架整齐美观。在国内来讲，包装行业属于朝阳行业，各种新技术、新设计、新人才层出 不穷，而具有展示功能的
9、异形瓦楞箱又是设计人员所追求的，所以，未来不论 国际国内，具有展示功能的包装箱将会是行业重点。上海理工大学本科生毕业设计（论文）31 13 3 课题研究目标和研究内容课题研究目标和研究内容 1 13 31 1 研究目标研究目标针对目前瓦楞纸包装箱由运输包装向销售包装发展的趋势，从标准箱型出 发，研究其中具有展示功能的纸包装结构及其性能，进而研究典型展示性结构 要素对于纸箱性能的影响，然后进行典型纸包装结构设计，使其既能在运输仓 储中既有保护功能，又能在销售过程中可直接上货架，提高商品在超市货架上 的堆码有效性，以起到很好的展示作用。商品的展示的同时，也起到了展示企 业品牌、促进销售的作用，真正
10、完成具有运输包装和展示包装的双重功能，实 现内外包装一体化。 1 13 32 2 研究的主要内容研究的主要内容 针对以上研究目标，本课题研究的主要内容有： (1)(1)现行国际标准箱型纸箱结构研究现行国际标准箱型纸箱结构研究 本文对标准纸箱的结构首先进行理论研究，总结其分类原因及相关类型纸 箱结构的特点等。其次对与本课题相关的具有展示功能的纸箱进行抗压强度研 究，在一定参数确定的条件下，分析考察其相关结构对抗压强度性能的影响。 (2)(2)典型展示性结构对于瓦楞纸箱的力学性能的影响典型展示性结构对于瓦楞纸箱的力学性能的影响 针对展示性纸箱中经常用到的典型结构，分析不同结构的抗压性能。 (3)(
11、3)兼具运输和展示功能的包装设计原则分析以及结构设计兼具运输和展示功能的包装设计原则分析以及结构设计 (4)(4)应用实例应用实例基于运输和展示功能的纸包装设计研究4第二章第二章 现行国际标准纸箱结构浅析现行国际标准纸箱结构浅析要研究兼具运输和展示功能的纸包装结构，本课题遵循由简入繁、由易入 难的原则， 从现行通用的国际标准箱型开始入手研究。 2 21 1 国际纸箱箱型标准浅析国际纸箱箱型标准浅析本章节主要讨论由欧洲瓦楞纸箱制造商联合会(FEFCO)和欧洲同质纸板组织 (ESBO)联合制定的“国际纸箱箱型标准”的分类原则，经研究其各个系列的特 点分别为： 0l 箱型是指瓦楞纸板，包括单面瓦楞纸
12、板卷(rolls)和双面瓦楞纸板 (sheets)。02 箱型是开槽型纸箱(slottedtyPC boxes)，由一页纸板成型，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 胶剂或胶带纸来接合的纸箱。由于箱坯可折叠运输，运输成本低；瓦楞楞向沿 高度方向，所以抗压强度高。03 箱型是箱盖与箱底分开的套合型纸箱(Telescope-type boxes)，既罩盖 型。箱体与箱盖分离，箱盖可以全部或部分盖住箱体，适合包装装卸困难的大 型产品与堆码强度要求高的产品。04 箱型为折叠型纸箱与托盘(Folder-type boxes or trays)，一般由一页 纸板组
13、成，盒底板延伸成型体板与盖板，即使不用钉合或胶带纸粘合也可折叠 成型，其上还可设计锁舌、提手、展示板等结构，能直接看到纸箱内所装的商 品，被超市广泛用于展销产品。 这类纸箱多为中小型包装箱，具有一定的销售包装的功能，多用 E 型、B 型或 微瓦楞纸板制作 05 箱型为滑盖型纸箱(Slide-type boxes)，由数片楞向不同的内装箱、框 架、隔板与外箱等组成，内外箱以相对方式运动而封合。这种箱型的加工复杂、 费工时，但比其它箱型省料，被广泛应用于中低档商品的包装，特别是中包装， 很少用于运输包装用的外包装。06 箱型是固定型纸箱(Rigid-typc boxes)，由两个以上分离的端板及连
14、接 它们的箱体组成，使用前需要通过钉合或类似的工艺将端板与接合好的箱体连 接起来，适合包装易碎、大体积物品。07 箱型预粘自动型纸箱(Dytypc boxes)南单页纸板成型，运输呈平板状， 节约运输成本；经简单成型其底部能自动锁合，比较牢固，只要打开纸箱便可 使用。09 型为内附件，有平板型、平套型、直套型、隔板型、充填型和角型等。 内附件可以用于定位、缓冲、分隔纸箱中的商品，也可用于加强纸箱的垂直抗 压强度与侧面弯曲强度。组合型足以上基型纸箱箱型的组合，即由两种及以上 的基本箱型组成或演变而成。 2 22 2 标准箱型中瓦楞纸托箱系列的结构浅析标准箱型中瓦楞纸托箱系列的结构浅析纸托箱泛指用
15、于销售场所的敞口的、便于运输的特殊纸箱。国际标准箱型 中 04 箱型系列中有一部分即为这种开口型纸托箱。如图 2-1 是 0460 箱型，外长边侧板较高、短边较矮，粘结成型，是一种简 单的纸托箱，展示面积较大。上海理工大学本科生毕业设计（论文）5图 2-1 0460 箱型结构图0452 箱型，也是一种较最简单的瓦楞纸托箱，只是其长短边的侧板等高。 在长边开槽，接头可在机器上自动钉合或胶合，胶合部分对于纸箱的强度也有 一定的补强作用。如图 2-2 是 0455 箱型，其结构比 0452 箱型稍复杂，即在纸箱长边上增加 一层侧板， 由于侧板加宽，所以从 4i 浪费材料的角度考虑也增加了接头的长 度
16、，使长边几乎为 3 层侧板结构。其它像 0430、0431、0434 箱型也有展示功能。图 2-2 0455 箱型结构 2 23 3 具有展示功能的标准箱型纸箱性能分析具有展示功能的标准箱型纸箱性能分析 2 23 31 1 现有瓦楞纸箱抗压强度的理论分析现有瓦楞纸箱抗压强度的理论分析为将以上抗压强度试验所得结果与理论结合比较，先研究现有的瓦楞纸箱 强度计算方法，并选择合适的公式方便计算。 (1)凯里卡特抗压强度计算方法 (2)马基抗压强度计算方法 (3)沃耳福抗压强度计算方法 (4)纸箱内隔板的抗压强度研究 2 23 32 2 标准箱型中瓦楞纸托箱系列的抗压强度的分析标准箱型中瓦楞纸托箱系列的抗压强度的分析 表 2-1 列出了不同箱型的抗压强度值箱型0460 型0452 型0455 型0430 型043 l 型0434 型抗压强度（KN）2.462.763.062.923.683.22基于运输和展示功能的纸包装设计研究60460 型纸托箱较 020 1 型箱抗压强
