纸箱生产工艺及相关要求

纸箱生产工艺及相关要求严新根2013.11.13一、纸箱基本知识介绍1、瓦楞纸箱的种类繁多，按其结构大体上可分为三大类：（a）开槽型纸箱（02型）（b）套合型纸箱（03型）（c）折叠型纸箱（04型）开槽型纸箱（02型）（对口箱）开槽型纸箱是运输包装中最基本的一种箱型,也是目前使用最广泛的一种纸箱。它是由一片或几片经过加工的瓦楞纸板所组成，通过钉合或粘合的方法结合而成的纸箱。它的底部及顶部折片（上、下摇盖）构成箱底和箱盖。其中：0201型为摇盖外盖吻合，内盖不接。此类纸箱在运输、储存时，可折叠平放，具有体积小、使用方便、密封防尘、内外整洁等优点。套合型纸箱（03型）（天地盖）套合型纸箱由一片或几片经过加工的瓦楞纸板所组成，其特点是箱体和箱盖是分开的，使用时进行套合。此类纸箱的优点是装箱、封箱方便，商品装入后不易脱落，纸箱的整体强度比开槽型纸箱高。缺点是套合成型后体积大，运输、储存不方便。折叠型纸箱（04型）（自动折叠型）折叠型纸箱也称为异型类纸箱，通常由一片瓦楞纸板组成，通过折叠形成纸箱的底、侧面、箱盖，不用钉合和粘合。2、原纸简单介绍：牛皮箱纸板：又称牛卡纸，一般采用100%的纯木浆制造，纸质坚挺，韧性好，是包装用高级纸板，用于制造高档瓦楞纸箱。挂面箱纸板：用于制造中、低档瓦楞纸箱。国产挂面箱纸板一般采用废纸浆、麦草浆、稻草浆等一种或两种混合作底浆，再以本色木浆挂面。其各项性能与挂面的质量密切相关，强度比牛皮箱纸板差。白纸板：是销售包装的重要包装材料，它的主要用途是经过彩色套印制成纸盒和纸箱，起着保护商品、美化商品、宣传商品的作用。白纸板多为单面光滑的纸板，有灰底和白底之分。一般采用废纸浆作底浆，以漂白浆挂面。瓦楞原纸：用途是经过机器滚压，形成波纹状的瓦楞纸，并与箱板纸粘合形成瓦楞纸板。瓦楞纸在瓦楞纸板中起着缓冲和支撑的作用。瓦楞原纸是以木浆、草浆、废纸浆中的一种或两种混合搭配抄制而成的。瓦楞原纸质量的好坏直接影响到瓦楞纸箱的抗压强度，因此采用高强度的瓦楞原纸，可以制造出坚挺而富有弹性的瓦楞纸箱。原纸等级一般分为：K级牛卡纸、A级牛卡纸、B级箱板纸、C级（T纸）箱板纸、W挂面纸、T涂布纸。纸板层数及配材：K3A、K9K、K=K、K≡K。•纸质—瓦楞纸板型号三坑瓦楞纸板(七层紙组合),一般用:A≡B或AxB…表示.厚度:8~12mm双坑瓦楞纸板(五层紙组合),一般用:A=B或A333B…表示.厚度:6~8mm单坑瓦楞纸板(三层紙组合),一般用:A3B表示.厚度:3~5mm幼(E)坑瓦楞纸板(三层纸组合),一般用:AEB或A9B…表示.厚度:1.5~2mm见坑瓦楞纸板(四层/两层紙组合),一般用:A333…C3表示.3、瓦楞纸板分类：二、纸箱生产工艺流程2原材料印刷版五层瓦楞纸板线（关键）水性印刷（关键）模切（关键）粘/钉箱成品入库捆包制胶模切版二、纸箱生产工艺流程1、水印生产流程图二、纸箱生产工艺流程22、胶印生产流程图模切板晒版原材料切纸印刷（关键）上光/压光单面瓦楞纸板裱胶模切(关键）粘/钉箱机成品入库捆包制胶制胶1、纸箱边压计算公式：边压强度：顺着瓦楞方向，单位长度瓦楞纸板压馈前所能承受的最大压力。单位：N/m.边压强度：P：P=(R1+R2+R3+Rm1C1+Rm2C2)／15.2*0.9式中：Rn、Rmn：环压强度(N/m)环压强度R＝定量Ｗ（单位g/m2）×环压指数r（单位N.m/g）×0.152环压强度（横向）：指纸沿幅宽方向能阻抗外力和负荷的能力。环压指数r：横向环压指数值；Cn：瓦楞收缩率；单面机B楞为1.455（楞高：2.95mm）；五层线B楞为1.425（楞高：2.95mm）;五层线新B楞为1.345（楞高为2.6mm）；五层线C楞为1.412（楞高：3.6mm）；单面机E楞为1.283（楞高：1.4mm）；五层线E楞为1.274（楞高：1.4mm）。边压的影响因素：1、单面机（五层线）涂胶量及压力辊压力2、裱瓦机涂胶量及压力3、水印机印刷压力4、模切机模切压力5、粘箱机皮带压力三、纸箱物理指标情况介绍2、纸箱耐破计算公式：耐破强度：单位面积瓦楞纸板破裂前所能承受均匀增加的最大外力。耐破强度K(kPa)：5层瓦楞纸板：K=W1×K1+W3×K3+W5×K53层瓦楞纸板：K=W1×K1+W5×K5式中，W1、W3、W5分别为面纸、夹芯纸、里纸定量（g/m2）；K1、K3、K5：耐破指数值（Kpa·m2/g）；耐破的影响因素：1、瓦楞纸箱的耐破强度由构成纸板之内层、外层及中隔原纸本身的耐破强度决定，与瓦楞芯纸无关。2、原纸本身的耐破强度主要由原纸纤维决定。耐破度与纤维长度和纤维间的结合力有关，纤维长度增加，纤维间结合力增大，都使耐破度提高。原木浆抄造的纸张耐破较回收浆高。此外，在抄造原纸的过程中适当加入一些助剂也有助于提高原纸的耐破强度。3、纸板水份含量在5%~6%时，耐破值最大。水份含量8~14%范围内变化时，耐破值变化不超过5%，但水份含量达到18%时耐破值下降幅度可达10%左右。也就是说瓦楞纸箱在相对湿度为50%RH～80%RH的环境存放，其耐破强度变化幅度很小，因此可以免去试样温湿平衡处理过程，从而大大缩短测试时间。4、卷筒纸在仓库长时间堆放会造成原纸纤维疲劳，造成耐破下降。实验表明：原纸堆放时间超过3个月，其耐破值会下降5~8%；堆放时间超过6个月，耐破强度损失将达到10%以上3、瓦楞纸箱抗压强度计算公式P=K*G（H/h–1）*9.8其中:P–抗压力值，N；K–劣变系数（强度系数）；G–单件包装毛重，kg；H–堆积高度，m；H/h–取整数位。储存期劣变系数K小于10天1.6300~100天1.65100天以上2对抗压的影响因素：1)楞型对抗压的影响很大。单瓦A楞抗压最高，C楞第二，B楞更差。2）纸箱的周长越长，抗压强度越高，纸箱的周长与抗压强度存在一定的换算关系。在用料和楞型相同的情况下，纸箱周长的增长与抗压强度的增长会形成一种变化的曲线，也就是说，由于纸箱周长的加大，增加了纸箱的不稳定性，在纸箱周长达到一定阶段后，所能承受的抗压强度会呈现按一定比例的递减。纸箱的高度影响：高度在100~350mm时，抗压强度随着纸箱的高度增加而稍有下降；高度在350~650mm之间时，纸箱的抗压强度几乎不变；高度大于650mm时，纸箱的抗压强度随着高度增加而降低。主要原因是随着纸箱的高度增加，其稳定性也会相应地增加。纸箱的长宽比影响：一般情况下，纸箱的长宽比在1~1.8的范围内，长宽比对抗压强度的影响仅为±5%。其中纸箱的长宽比RL＝1.2~1.5时，纸箱的抗压强度最高。纸箱的长宽比为2：1时，其抗压强度下降约20%，因此确定纸箱尺寸时，长宽比不宜超过2，否则会造成成本浪费。3）纸箱的堆码方式：纸箱堆码方式对纸箱的抗压强度产生一定影响。纸箱竖楞方向承受的压力大大超过横楞方向，纸箱堆码时应保持竖楞方向受压。在纸箱的整个承压过程中主要是四个角受力，约占整个受力总量的三分之二，箱角部位承受的压力最高，离箱角越远，承压力越低，因此应尽量减少对纸箱四个角四周瓦楞的破坏，在堆码时应尽量保持箱角与箱角对齐叠放。瓦楞纸箱堆码试验常用的试验方式是使用瓦楞纸箱堆码试验机进行抗压测试。4）纸箱的堆码时间：纸箱的抗压强度随着装载时间的延长而降低，这种现象称为疲惫现象。试验表明，在长期载荷的作用下，只要经历一个月的时间，纸箱的抗压强度就会下降30%，在经历一年后，其抗压强度就只有初始值的50%。在设计纸箱材质时，对流通时间较长的纸箱应提高其安全系数。5）纸箱印刷工艺：纸箱的印刷工艺对抗压强度的影响不容忽视。印刷面积、印刷外形及印刷位置对纸箱抗压强度的影响程度各不相同。总的来说，印刷面积愈大，纸箱抗压强度的降低比率也愈大。满版实地，块状及长条状印刷对抗压强度的影响比较大，设计时应尽量避免。就纸箱印刷位置而言，印刷在正侧唛中间部位较边缘部位的抗压高。大量试验数据显示，单色印刷使纸箱的抗压强度降低6％～8％，双色及三色印刷使纸箱的抗压强度降低10％～15％，四色套印及整版面实地印刷使纸箱抗压强度下降约20％。对于多色印刷，采取先印刷，再覆面模切的预印加工工艺可以有效降低纸箱因印刷而造成抗压强度减损的幅度。6）纸箱的生产工艺也会对抗压强度造成影响通过试验得出，在同样条件下，纸箱的横压线每加宽1mm，纸箱的抗压强度下降90N～130N，变形量增加约2mm。压线过宽，会造成纸箱在抗压测试时力值增加缓慢，有效力值小，最终变形量大。为保证抗压强度，我们应尽量改善生产工艺，降低各工序对纸箱抗压强度的影响。7）平压平模切对抗压强度影响较小，圆压圆及圆压平模切对抗压影响则大一些。譬如与印刷机连动的弧形啤切，可导致纸箱抗压强度减少25％以上。8）纸箱堆放的温湿环境和纸箱含水率对抗压强度的影响纸箱对温湿环境比较敏感，温度对纸箱的抗压强度影响较小，但湿度则非常明显。随着温度和湿度的增加，纸箱的抗压强度呈明显下降趋势，在温度30℃、湿度80%RH时开始急剧下降，当温度为45℃、湿度95%RH时，抗压强度下降幅度可达60%以上，很容易造成纸箱坍塌，造成此种情况的主要原因是浆糊在高温高湿下易产生乳化现象的缘故。由于瓦楞纸板由浆糊粘合而成，通常情况下瓦楞纸板糊线部位的浆糊为固态，但如果纸箱长时间存放在高温高湿的环境，浆糊会产生乳化现象，从而造成瓦楞板粘合位脱离，导致纸箱抗压强度急剧下降9）纸箱开孔方式对抗压强度的影响部分纸箱上有通气孔、手提孔等，这些开孔也会对纸箱的抗压造成重大影响。试验表明，开孔越大，抗压强度减损越大；开孔离顶、底部越近，离中心往左右越远，抗压强度越低；开对称孔比开不对称孔的抗压强度减损要小。一般来说，侧面各1个手提使纸箱的抗压强度降低20%，两侧面及正面各1个手提使纸箱的抗压强度降低30%。4、瓦楞纸箱重量计算公式单坑纸板重量﹕Ws=S*(G1+G2+R*Gm+g1)双坑纸板重量﹕Wd=S*(G1+G2+G3+R*Gm+R1*Gm1+g2)三坑纸板重量﹕Wt=S*(G1+G2+G3+G4+R*Gm+R1*Gm1+R2*Gm2+g3)式中﹕Ws、Wd、Wt分别表示单坑、双坑及三坑纸板的重量；G1﹑G2﹑G3﹑G4为单位面积内瓦楞纸板面纸、里纸及中隔纸的克重(g/m2)；R﹑R1﹑R2表示瓦楞伸长系数；Gm﹑Gm1﹑Gm2分别表示芯纸的克重(g/m2)；g1﹑g2﹑g3分别表示瓦楞纸板粘合剂的克重(g/m2)；S表示瓦楞纸板的面积。1、瓦楞纸箱尺寸1）、内尺寸：取决于内包装物的最大外尺寸、内包装物的数量及装箱排列方式、内包装物的种类。2）、外尺寸：量取纸箱相对两箱面外侧的垂直距离；3）、制造尺寸：即纸箱未成型前的展开尺寸，测量展开后的底纸面。2、内径尺寸、外径尺寸、制造尺寸三者关系D=纸板厚度X=内径规格X'=制造规格X=外径规格1、X’–X=D,制造规格–内径规格=纸板厚度2、X+D=X’,内径规格+纸板厚度=制造规格3、X’’–X’=D,外径规格–制造规格=纸板厚度4、X’+D=X’’,制造规格+纸板厚度=外径规格四、纸箱尺寸换算方法