包装优化设计

包装优化设计前言进入２１世纪，国内家电市场的竞争日趋激烈。随着一系列国有成功家电企业的加盟和外资家电企业的进入，家电市场即将步入真正意义上的微利时代。为了扩大自身产品的市场占有率，家电制造企业除了必须及时采用尖端的技术，确保产品优良性能，提供完善的售后服务外，成本压力也成了各个企业必须面对的严峻问题。在单纯的材料成本降低已经显得力不从心之际，合理优化的包装设计在成本降低方面就愈发显得重要，因为优化的包装设计方案不但可以降低包装材料成本，还能提高产品的包装性能，越过出口的绿色壁垒，起到事半功倍的效果。包装优化设计所能带来的优势有效降低成本使包装更具人性化缩短送样周期第一章包装基础了解了包装的构成，为优化设计作准备，知道从那些地方可以做优化。1.包装材料1.1箱板纸（非国家标准，以本地使用习惯为例）类型名称原料定量K纸牛皮纸纯木浆制造250g/m2（200～337g/m2）A纸牛皮纸纯木浆制造175g/m2（150～180g/m2）B纸牛皮纸纯木浆制造125g/m2C纸木浆挂面纸127g/m2或140g/m2W纸白板纸150～160g/m21.2瓦楞原纸瓦楞原纸（相对于上面的K、A、B、C、W纸，原纸叫做“O纸”）主要有以下几种：105g/m2、112g/m2、127g/m2、150g/m2、170g/m2若芯纸定量在112g/m2及以上的均为加强芯。三层纸板、五层纸板的中间垫纸一般选用瓦楞原纸。三层瓦楞纸板（单坑）五层瓦楞纸板（双坑）七层瓦楞纸板（三坑）K3KK＝KK≡KK3AK＝AK≡AA3AA＝AA≡AA3B、AEB、A9BA＝BA≡BB3BB＝BB≡BB3CB＝CC3CW＝BW3BW3C上述不同种类的箱板纸和瓦楞原纸搭配可产生表1-2中的瓦楞纸板。两个字母中间的“3”、“9”、“E”表示单坑纸，“＝”表示双坑纸，“≡”表示三坑纸。1.3瓦楞楞型粗坑：瓦楞最高最大的，一般用“3”或“-”表示。幼坑（细坑）：瓦楞约为粗坑一半左右，一般用“E”或“9”表示。F坑：瓦楞最细最小的，约为幼坑一半左右，一般用“F”表示1.4瓦楞纸板代号(示例)A-B（或A3B）表示面纸为A纸＋一层粗坑瓦楞（单坑）＋里纸为B纸的三层粗坑纸板A＝B（或A3O3B）表示面纸为A纸＋两层粗坑瓦楞（双坑）＋里纸为B纸的五层粗坑纸板（O为两层瓦楞中间的垫纸）A≡B（或A3O3O3B）表示面纸为A纸＋三层粗坑瓦楞（三坑）＋里纸为B纸的七层粗坑纸板（O为两层瓦楞中间的垫纸）AEB（或A9B）表示面纸为A纸＋一层幼坑瓦楞（单坑）＋里纸为B纸的三层幼坑纸板B9B表示单坑（细坑）三层瓦楞纸板，面纸、里纸都是125g/m2的B纸1.5箱板纸分类（按国家标准GB6543-86《瓦楞纸箱》）箱纸板按质量分为A、B、C、D、E五个等级，其中A、B、C为挂面纸板。A级：适宜制造精细、贵重和冷藏物品包装用的出口瓦楞纸板。B级：适宜制造出口物品包装用的瓦楞纸板。C级：适宜制造较大型物品包装用的瓦楞纸板。D级：适宜制造一般物品包装用的瓦楞纸板。E级：适宜制造轻载瓦楞纸板。指标名称单位规定ABCDE定量g/m2200±10.0320±16.0230±11.5340±17.0250±12.5360±18.0280±14.0420±21.0300±15.0310±15.5360±18.0420±21.0475±23.0530±26.5紧度不小于g/cm30.720.700.650.60耐破指数不小于200～230g/m2≥250g/m2KPa·m2/g2.952.752.651.501.100.90箱板纸各项指标（一）（横向）环压指数不小于200～230g/m2≥250g/m2N/m·m2/g8.49.78.46.05.24.9（横向）耐折度不小于≤340g/m2360g/m2420g/m2475g/m2530g/m2次80808080805050505050181410654332211吸水性（正/反）不大于g/m235/5040/-60/---交货水分%8.0±2.09.0±.011.0±2.011.0±3.0箱板纸各项指标（二）1.6瓦楞原纸分类（按国家标准GB13023-91《瓦楞原纸》）瓦楞原纸按质量分为A、B、C、D四个等级，其中A级强度最高。0.30.20.30.2指标名称单位规定ABCD定量g/m2112.0±6.0160.0±8.0127.0±6.0180.0±9.0140.0±7.0200.0±10.0紧度不小于g/cm30.500.45横向环压指数112g/m2不小于127～140g/m2不小于160～200g/m2不小于N·m/g7.107.709.205.506.307.703.804.405.503.303.503.50纵向裂断长不小于km4.303.752.702.15交货水分%8.0±2.01.7瓦楞纸板种类按照上述箱板纸和瓦楞原纸种类选配出的瓦楞纸板有30种。根据用途及原材料的质量等级，将每种瓦楞纸板分为优等品、一等品和合格品。其中，优等品为出口商品及贵重物品包装用瓦楞纸板；一等品为内销物品包装用瓦楞纸板；合格品为短途、低廉商品包装用瓦楞纸板。按物理强度将单瓦楞和双瓦楞纸板各分为4种。瓦楞纸板的代号规定如下：S1.1～S1.4分别为优等品双面单瓦楞纸板的第1-4种。S2.1～S2.4分别为一等品双面单瓦楞纸板的第1-4种。S3.1～S3.4分别为合格品双面单瓦楞纸板的第1-4种。D1.1～D2.4分别为优等品双面双瓦楞纸板的第1-4种。D2.1～D2.4分别为一等品双面双瓦楞纸板的第1-4种。D3.1～D3.4分别为合格品双面双瓦楞纸板的第1-4种。名称类别瓦楞纸板代号瓦楞纸箱代号单瓦楞纸箱优等品S-1.1S-1.2S-1.3S-1.4S-1.5BS-1.1BS-1.2BS-1.3BS-1.4BS-1.5一等品S-2.1S-2.2S-2.3S-2.4S-2.5BS-2.1BS-2.2BS-2.3BS-2.4BS-2.5合格品S-3.1S-3.2S-3.3S-3.4S-3.5BS-3.1BS-3.2BS-3.3BS-3.4BS-3.5双瓦楞纸箱优等品D-1.1D-1.2D-1.3D-1.4D-1.5BD-1.1BD-1.2BD-1.3BD-1.4BD-1.5一等品D-2.1D-2.2D-2.3D-2.4D-2.5BD-2.1BD-2.2BD-2.3BD-2.4BD-2.5合格品D-3.1D-3.2D-3.3D-3.4D-3.5BD-3.1BD-3.2BD-3.3BD-3.4BD-3.5名称类别瓦楞纸板代号瓦楞纸箱代号种类优等品一等品合格品代号耐破度KPa边压强度KN/m代号耐破度KPa边压强度KN/m代号耐破度KPa边压强度KN/m单瓦楞纸板S-1.1S-1.2S-1.3S-1.4638785117715704.55.06.07.0S-2.1S-2.2S-2.3S-2.441068698013734.04.55.06.0S-3.1S-3.2S-3.3S-3.439258878411773.54.04.55.0双瓦楞纸板D-1.1D-1.2D-1.3D-1.47851177157019606.57.08.09.0D-2.1D-2.2D-2.3D-2.4686980137317656.06.57.58.0D-3.1D-3.2D-3.3D-3.4588784117715705.56.06.57.0瓦楞纸板技术指标（GB6544-1999）24个代号的瓦楞纸板每种瓦楞纸板对应一种瓦楞纸箱，应根据产品特点选用。种类内装物最大重量kg最大综合尺寸mm代号纸板结构优等品一等品合格品单瓦楞纸箱5102030407001000140017502000单瓦楞BS-1.1BS-1.2BS-1.3BS-1.4BS-1.5BS-2.1BS-2.2BS-2.3BS-2.4BS-2.5BS-3.1BS-3.2BS-3.3BS-3.4BS-3.5双瓦楞纸箱151030405510001400175020002500双瓦楞BD-1.1BD-1.2BD-1.3BD-1.4BD-1.5BD-2.1BD-2.2BD-2.3BD-2.4BD-2.5BD-3.1BD-3.2BD-3.3BD-3.4BD-3.5注：纸箱的综合尺寸，是指其内尺寸长、宽、高之和。提示：鉴于包装国家标准制定步伐不一致，GB6543-86和GB6544-1999时间相差太远，运用起来可能有出入，以最新制定的国家标准为可靠参照。1.8瓦楞楞型按瓦楞高度和单位长度瓦楞个数，瓦楞可分为A、C、B、E四种楞型。楞型楞高，mm楞数，个/300mmA4.5～5.034±2C3.5～4.028±2B2.5～3.050±2E1.1～2.096±4根据各种瓦楞的特点，单瓦楞纸箱用A型或C型为宜，双瓦楞纸箱用A、B或B、C型组合。瓦楞纸板属于各向异性材料，对来自不同方向的压力，承受能力各不相同。楞型平面压力垂直压力平行压力A最差最好最差C次之次之次之B最好最差最好各种瓦楞性能比较A型楞瓦楞宽而高，防震缓冲性能好，抗压强度较好，能承受较强的冲击并具有较大的承载能力，适于制作易碎产品的包装，以及对抗冲击、碰撞和各种动载荷要求高的瓦楞纸箱。B型楞又称小瓦楞，瓦楞细而密，有很强的刚性和较好的印刷适应性，适于制作防震要求不高的纸箱。如产品内箱，多用彩色印刷，这种瓦楞能够抵抗印刷压力，印刷出的图案很精细。C型楞也城中瓦楞，这种瓦楞综合了A型楞和B型楞的特点，同时具有足够的刚性和良好的减震性能，用这种瓦楞制成的纸箱能有效地用来包装易碎商品及要求防止表面受损的产品，是最常用的一种楞型。E型楞又称微小瓦楞，细密的瓦楞能得到平坦的表面和较大的刚性，适于高质量的胶版印刷装潢，对销售包装尤其适用。各种瓦楞性能比较新型瓦楞介绍包装技术的发展日新月异，D型楞、K型楞是最近发展的一种特大瓦楞，楞高6.6mm～7.0mm，每米瓦楞数75～85个。F、G、N、O型楞则属于微细瓦楞。微型瓦楞纸包装由于楞型小、挺括度好、结构紧凑等优点，非常适合于体积较小的产品包装。第二章包装优化设计在了解了第一章包装的基本知识后就可以开始优化设计了。为什么要做优化设计？因为存在过度包装。什么是过度包装？包装容器对产品的保护作用过分，以至使包装容器过大、过重，强度过高，最终造成成本过高。2.1如何判断包装是否过度？包装过度的一个明显特征就是抗压强度过大。抗压强度概念——不论是在仓库还是在运输途中，货物都要向上堆码，因此上面的货物对最底层的纸箱产生一定的压力，这个压力称为碓码载荷。纸箱能够承受的最大压力称为它的抗压强度。为了保证底层的货物不被压坏，纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷，而且要有一定的安全系数，这一要求称为瓦楞纸箱的堆码强度条件。2.1.1抗压强度的计算计算抗压强度的公式很多，包装行业用的最为广泛的就是凯里卡特公式：Pc＝1.86Px[4/ZaXz]32·Z·JPc——纸箱抗压强度（N）Px——瓦楞纸板的综合环压强度（N/cm）aXz——楞常数Z——纸箱周长（cm）J——箱常数2.1.1.1关于凯里卡特公式凯里卡特公式是建立在大量实验研究的基础上，所以其广泛的适用性和准确的计算结果得到行业内、广大科研院所和大型企业集团的认同，并被应用于军品包装上。在国内外学术杂志上可以看到很多关于凯里卡特公式的研究，不少科研机构和大型企业根据自身情况提出该公式的修正因子，以使计算结果更精确。2.1.1.2凯里卡特公式的物理意义箱高与长宽比对抗压强度的影响不太明显，因而略去这两个次要因素。（当箱高与长宽比远远超出常规箱型比例时，可参考其他资料，采用修正因子减小误差）抗压强度主要依赖于瓦楞纸板的强度（即综合环压强度），而且与瓦楞纸板的强度成正比。凯里卡特公式用两个因素表达瓦楞纸板的强度：一是原纸强度，即综合环压强度Px；二是纸板结构，即楞常数aXz。楞常数在公式中的作用是，对单瓦楞纸板和双瓦楞纸板取不同的比例系数。抗压强度随周长