原紙價格飛漲，包裝印刷廠很難各下游傳導激增的原材料成本，不少企業(yè)只得尋求內(nèi)部挖潛，爭取獲得喘息的機會。那么，對紙箱廠來說，如果做好科學的原紙配置，盡量減少質(zhì)量過剩和客戶退貨，就顯得尤其重要。

以下是包小編為業(yè)內(nèi)人士提供的紙箱強度設計及配紙的技巧。

影響瓦楞紙箱強度的因素

瓦楞紙箱的強度（抗壓強度和堆碼強度）既是評價瓦楞紙箱的重要指標，又是設計瓦楞紙箱的重要條件。

A、影響瓦楞紙箱強度的因素可分為兩類，一類是無法避免的基本因素，也就是決定瓦楞紙箱強度的主要因素，包括：

a、原紙強度——內(nèi)面紙、外面紙、瓦楞芯紙的環(huán)壓強度（RCT）或瓦楞芯紙平壓強度（CMT）；

b、瓦楞楞型——A、B、C、E等；

c、瓦楞紙板種類——雙面、雙芯雙面、三芯雙面等；

d、瓦楞紙板含水率；

e、流通領域中外界環(huán)境的影響。

B、另一類是在設計與制造瓦楞紙箱過程中人為影響的可變因素，在設計與制造過程中可以設法避免，包括：

a、箱型（尺寸比例）；

b、印刷面積與印刷設計；

c、開孔面積與開孔位置；

d、瓦楞紙箱制造技術(shù)；

1原紙強度

原紙強度是原紙質(zhì)量的主要技術(shù)指標，而原紙質(zhì)量的波動，僅會影響瓦楞紙板的橫向環(huán)壓強度，而且在制箱時與各種不良因素疊加，勢必會大大降低瓦楞紙箱的強度，所以選用高強度且穩(wěn)定的原紙，才能保證瓦楞紙箱的必要強度。

2瓦楞楞型

瓦楞楞型對紙板強度的影響，從下表中看出，抗壓強度與變形量的排列順序為：ACBE。

表* 、瓦楞楞型對紙板強度的影響

楞型

特性

A

B

C

E

平行壓力

平面壓力

垂直壓力

壓縮變形量

最劣

最劣

最優(yōu)

最大

優(yōu)

優(yōu)

劣

小

劣

劣

優(yōu)

大

最優(yōu)

最優(yōu)

最劣

最小

所以在設計瓦楞紙箱時，如果B型瓦楞抗壓強度足夠，就應優(yōu)先選取變形量小的B型楞，而不選取C、A楞。

* 含水率

瓦楞紙板在濕度較高的環(huán)境中，可以吸濕；而在濕度較低的環(huán)境中，可以放濕。這種濕度的變化將影響到瓦楞紙板強度的變化。例如，在南方梅雨季節(jié)或海運過程中，空氣濕度上升，瓦楞紙板含水率相應增大，導致瓦楞紙箱強度降低。相反，在北方冬春兩季干燥時節(jié)，空氣濕度下降，瓦楞紙板含水率也隨之降低，從而使紙箱強度增大。所以，在設計瓦楞紙箱時，必須注意所使用的時間、季節(jié)、期限和去向。

測試表明，紙箱抗壓強度隨水份的增加而減少。為了幫助大家推算紙箱在不同含水量時的抗壓值，我們給大家提供一個水份與抗壓關(guān)系對照表，詳見表六。

表六、水份含量與抗壓關(guān)系對照表

紙板含水量%

*

9

10

11

12

1*

1*

1*

1*

抗壓強度指數(shù)

1

0.9

0.* 1

0.7*

0.* *

0.* 9

0.* *

0.* *

0.* *

通過這個參數(shù)表，我們可以推算出紙箱在不同水份含量時的抗壓值。

P2=P1×KX2/KX1

其中：

P2表示水份為X2時的抗壓強度值

P1表示水份為X1時的抗壓強度值

KX2表示水份為X2時的抗壓指數(shù)，指數(shù)查表六可得。

KX1表示水份為X1時的抗壓指數(shù)，指數(shù)查表六可得。

舉例：有一款水份含量為9%紙箱，測得其空箱抗壓強度為* 2* 0N，試推算紙板水份含量為12%的抗壓值。

通過查表可得，紙箱的水份含量為9%時，此時KX1為0.9。P1為* 2* 0N，水份為12%時，KX2為0.* * ，設水份為12%時的抗壓強度為P2，

則P2= P1×KX2/KX1

=* 2* 0×0.* * ÷0.9

=* 117N

則可推知水份為12%時的抗壓強度為* 117N

* 紙箱長寬高尺寸及比例

大量的數(shù)據(jù)分析表明，紙箱的抗壓強度與紙箱周長、紙箱高度及紙箱長寬比存在一定關(guān)系。紙箱周長越長，抗壓強度越高。且紙箱周長與抗壓強度存在一定的換算關(guān)系。

箱高在10-* * 厘米時，抗壓隨高度增加而稍有下降。箱高在* * -* * 厘米區(qū)間時﹐其抗壓強度幾乎不變。箱高大于* * 厘米之間時，抗壓隨高度增加而降低。主要原因是高度增加，其不穩(wěn)定性也會相應增加。

圖9、紙箱高度對抗壓強度的影響

一般來講，紙箱長寬比在1~1.* 的范圍內(nèi)﹐長寬比對抗壓強度的影響僅為±* %。其中長寬比RL=1.2~1.* 時,紙箱的抗壓值最高。紙箱長寬比為2﹕1時，抗壓強度下降約20%，因此設計紙箱時長寬比不宜超過2，否則會造成成本浪費。

圖10紙箱長寬比對抗壓強度的影響

* 堆碼時間及堆碼方式

紙箱的抗壓強度隨堆碼時間的延長而降低，這種現(xiàn)象稱為疲勞現(xiàn)象。試驗表明，在長期載荷的作用下，只要經(jīng)歷一個月的時間，紙箱的抗壓強度就會下降* 0%，在經(jīng)歷一年后，其抗壓強度就只有初始值的* 0%。在設計紙箱材質(zhì)時，對流通時間較長的紙箱應提高其安全系數(shù)。

紙箱堆碼方式也對紙箱的抗壓強度產(chǎn)生一定影響。紙箱豎坑方向承受的壓力大大超過橫坑方向，紙箱堆碼時應保持豎坑方向受壓。從試驗結(jié)果來看，紙箱的箱角部位承受的壓力最高，離箱角越遠，承壓力越低。因此紙箱在堆碼時應盡量保持箱角與箱角對齊疊放。

圖11、紙箱強度分布圖

常見的紙箱堆碼方式有三種：磚砌式、上下平行式及風車式（見圖12）。此三種方式中，上下平行式堆碼有利于保持箱角充分受壓，因而最為合理。而磚砌式及風車式則應盡量避免。

圖12紙箱堆碼方式

* 紙箱開孔方式

部分紙箱上有通氣孔、手挽孔等，這些開孔也會對紙箱的抗壓造成重大影響。試驗表明，開孔越大，抗壓強度減損越大；開孔離頂、底部越近，離中心往左右越遠，抗壓強度越低；開對稱孔比開不對稱孔的抗壓強度減損要小。

一般來說，側(cè)面各1個手挽使紙箱的抗壓強度降低20%，兩側(cè)面及正面各1個手挽使紙箱的抗壓強度降低* 0%。有些工廠在紙箱內(nèi)壁開孔部位貼一層加強卡，這樣不僅可以降低開孔給抗壓強度造成的影響，同時還可以防止手挽部位受力時發(fā)生破損，可謂一舉兩得。

7紙箱印刷工藝

紙箱的印刷工藝對抗壓強度的影響也不容忽視。印刷面積、印刷形狀及印刷位置對紙箱抗壓強度的影響程度各不相同?？偟膩碚f，印刷面積愈大，紙箱抗壓強度的降低比率也愈大。滿版實地，塊狀及長條狀印刷對抗壓強度的影響比較大，設計時應盡量避免。就紙箱印刷位置而言，印刷在正側(cè)嘜中間部位較邊緣部位的抗壓高。

圖1* 、紙箱印刷位置對抗壓強度的影響

大量試驗數(shù)據(jù)顯示，單色印刷使紙箱的抗壓強度降低* ~* %，雙色及三色印刷使紙箱的抗壓強度降低10-1* %，四色套印及整版面實地印刷使紙箱抗壓強度下降約20%。對于多色印刷，采取先印刷，再覆面模切的預印加工工藝可以有效降低紙箱因印刷而造成抗壓強度減損的幅度。

* 模切工藝

紙箱在進行模切加工過程中，由于受到外部重壓，紙箱的坑形會受到不同程度的損害，因而抗壓強度也會下降。比較而言，平壓平模切對抗壓影響較小，圓壓圓及圓壓平模切對抗壓影響則大一些。譬如與印刷機連動的弧形啤切，可導致紙箱抗壓強度減少2* %以上。

9紙箱內(nèi)襯件設計

許多紙箱的內(nèi)部還包括EPE、紙塑等內(nèi)襯件，紙箱內(nèi)裝入內(nèi)襯件后，其抗壓強度會提高。但內(nèi)襯件的設計對抗壓提高的幅度也不一樣。內(nèi)襯件設計成直角比設計成圓角更有利于提高抗壓強度。

圖1* 、紙箱內(nèi)襯件

紙箱抗壓的推算方法

1推算公式

目前推算公式很多，但凱里卡特公式經(jīng)實踐檢驗最接近真實值。下面是其簡化公式：

BCT＝ f×ECT×Z1/*

BCT——瓦楞紙箱的抗壓強度（單位N）

ECT——瓦楞紙板的邊壓強度（單位N/cm）

Z ——瓦楞紙箱的周長(cm)

f ——楞型紙箱相關(guān)常數(shù)

表* 、瓦楞紙箱常數(shù)f

楞 型

英 制f

公 制f

楞 型

英 制f

公 制f

A

* .1*

11.* 2

BBB

* .* 0

1* .* *

B

* .0*

9.* *

CCC

9.* *

1* .02

C

* .7*

10.* *

AAB

9.* 0

1* .2*

AA

* .* 2

1* .* 9

AAC

10.2*

19.0*

BB

* .79

1* *

ABB

9.2*

17.19

CC

7.* 2

1* .* *

BBC

* .* 0

1* .* 9

AB

7.70

1* .* *

ACC

9.9*

1* .* *

AC

* .19

1* .2*

BCC

9.20

17.1*

BC

7.27

1* .* *

ABC

9.* 0

17.* 7

AAA

10.* 2

19.22

—

—

—

例如，AB型瓦楞紙箱凱里卡特公式可表示為

BCT＝ 7.70×ECT× Z1/* （英制）

BCT＝1* .* * ×ECT×Z1/* （公制）

舉例，有一款29英寸的彩電箱，尺寸為90* mm** * * mm*7* * mm，楞型為AB楞，邊壓強度為9* 20N/m,試推算其抗壓值？

推算方法如下：

Z＝（90.* +* * .* ）×2＝* 09.*

f為1* .* * （常數(shù)f查表* 可得）

BCT=9* 20 N/m＝9* .2 N/cm

代入公式：

則BCT =1* .* * ×9* .2×* 09.* 1/*

=922* N

因此，可推算此款紙箱的抗壓值為922* N。

2紙板邊壓強度（ECT）的推算方法

瓦楞紙板的邊壓強度等于組成紙板各層原紙的橫向環(huán)壓強度之和，對于坑紙，其環(huán)壓值為原紙環(huán)壓強度乘以對應的瓦楞伸長系數(shù)。

單瓦楞紙板﹕Es=(L1+L2+r×F)

雙瓦楞紙板﹕Ed=(L1+L2+L* +r×F+r1×F1)

三瓦楞紙板﹕Et=(L1+L2+L* +L* +r×F+r1×F1+r2×F2)

式中﹕

L1﹑L2﹑L* ﹑L* 分別為瓦楞紙板面紙、里紙及中隔紙的環(huán)壓強度(N/m)；

r﹑r1﹑r2表示瓦楞伸長系數(shù)（見下表）；

F﹑F1﹑F2表示芯紙的環(huán)壓強度(N/m)；

表七、不同楞型的伸長系數(shù)及紙板厚度

楞型

A

C

B

E

伸長系數(shù)(r)

1.* *

1.* 2

1.* *

1.22

紙板厚度

*

*

*

1.*

備注：

1、不同瓦線設備，即使是同一種楞型，由于其瓦楞輥的尺寸不同，瓦楞伸長系數(shù)也存在偏差，所以紙箱企業(yè)在使用表二進行推算時需根據(jù)工廠的設備情況對伸長系數(shù)進行調(diào)整。

2、雙坑、三坑紙板的厚度就是由各單坑厚度簡單相加。

舉例：

有一款K* A紙板﹐用紙配置為2* 0K/1* 0F/1* 0A﹐已知2* 0K的橫向環(huán)壓強度為220* N/m，1* 0F的環(huán)壓為* 1* N/m，1* 0A的環(huán)壓為1* 2* N/m求其邊壓強度。

題解:查表得C瓦楞伸長系數(shù)為r=1.* 2

根據(jù)公式ES=(L1+L2+r×F)

=(220* +1* 2* +1.* 2×* 1* )

=* 2* 9N/m

* 抗壓強度值修正

上述公式推算出的抗壓強度為理想狀態(tài)下的推算值，實際值還要受紙箱工藝和環(huán)境相對溫度的影響，因此需根據(jù)實際情況進行調(diào)整。如下表所示：

表* 、紙箱抗壓強度值修正表

印刷工藝修正（瓦楞板為印刷底材）

印刷工藝

單色印刷

雙色及三色印刷

四色套印，滿版面實地

抗壓強度調(diào)整

減* ~* %，文字內(nèi)容越多，印刷面積越大，減幅越大

減10-1* %，文字內(nèi)容越多，印刷面積越大，減幅越大

四色套印減20%，滿版面實地減20%，滿版實地加多色減* 0%

長寬高尺寸及比例

高度及長寬比

長寬比大于2

箱高超過* * cm

抗壓強度調(diào)整

減20%

減* %

開孔方式

開孔方式及位置

紙箱側(cè)嘜各加一通氣孔

兩側(cè)嘜各一個手挽

兩側(cè)嘜各一個手挽，正嘜一個手挽

抗壓強度調(diào)整

減10%

減20%

減* 0%

模切工藝

模工工藝

平壓平啤切

圓壓平啤切

圓壓圓啤切

抗壓強度調(diào)整

減* %

減20%

減2* %

* 紙箱抗壓的用紙配置方法

若客戶對紙箱抗壓值及紙箱印刷加工工藝有明確要求，則可以通過抗壓強度推算公式推算出紙箱的邊壓強度，再根據(jù)邊壓強度推算公式反推出滿足客戶抗壓要求的原紙配置。如果客戶僅提供紙箱重量、運輸、堆碼及印刷加工工藝等方面的信息，那么我們也可以推算出紙箱的抗壓要求，再根據(jù)抗壓強度推算公式和邊壓強度推算公式反推出紙箱的邊壓強度值，并進而確定其用紙配置。

圖1* 、抗壓強度用紙配置流程圖

紙箱抗壓強度設計

1設計公式

紙箱的抗壓強度由紙箱裝箱后的總重量、堆碼層數(shù)和安全系數(shù)決定。紙箱抗壓強度設計公式如下：

P=G×(n-1)×K

P表示紙箱空箱抗壓

G表示單個裝箱后的總重量

n表求紙箱裝機后的堆碼層數(shù)

K表示安全系數(shù)

舉例：

一款紙箱裝箱后總重量為1* kg、其堆碼層數(shù)規(guī)定為9層，其安全系數(shù)設定為* .* ，則其抗壓值應為多少？

題解﹕代入公式P=G×(n-1)×K

=1* ×* ×* .*

=* * 0kg

2安全系數(shù)設計方法

紙箱在流通過程中所受的影響，除了堆碼的重量外，還受堆放時間﹑溫濕環(huán)境﹑內(nèi)裝物水分﹑振動沖擊等因素的影響，考慮到這些因素都會造成紙箱抗壓強度下降，因此必須設定一個安全系數(shù)，確保紙箱在各種因素的作用下，抗壓強度下降后仍有足夠的能力承受堆碼在其上面紙箱的重量。

一般來說，內(nèi)裝物可以承受一定的抗壓，且內(nèi)裝物為運輸流通過程較簡短的內(nèi)銷品時，安全系數(shù)設為* ~* 左右。內(nèi)裝物本身排放出水分，或者內(nèi)裝物為易損的物品，堆碼時間較長、流通環(huán)節(jié)較多，或者保管條件﹑流通條件惡劣時，安全系數(shù)設為* ~* 。

安全系數(shù)可以在各種各樣的導致抗壓強度降低的主要因素確定的前提下，根據(jù)一定的方法計算出。

1

K=--------------------------------

(1-a)(1-b)(1-c)(1-d)(1-e)···

a:溫濕度變化導致的降低率

b:堆放時間導致的降低率

c:堆放方法導致的降低率

d:裝卸過程導致的降低率

e:其它

表9、紙箱安全系數(shù)設計參數(shù)表

裝箱后溫濕度環(huán)境變化

溫濕環(huán)境

裝箱后從出廠到銷售過程中，存儲于干燥陰涼環(huán)境

裝箱后通過陸路流通，但紙箱所處的溫濕環(huán)境變化較大

裝箱后入貨柜，走海運出口

抗壓強度減損率

10%

* 0%

* 0%

裝箱后堆碼時間長短

堆碼時間

堆碼時間不超過1個月

堆碼1~2個月左右

堆碼時間* 個月以上

抗壓強度減損率

1* %

* 0%

* 0%

裝箱后堆放方法

堆放方法

紙箱采用角對角平行式堆碼

紙箱堆放時不能箱角完全對齊，但堆放整齊

紙箱雜亂堆放

抗壓強度減損率

* %

20%

* 0%

裝卸流通過程

裝卸流通情況

流通過程中僅裝卸一次，且裝卸時很少受到撞擊

雖經(jīng)多次裝卸，但裝卸時對紙箱撞擊較少

從工廠到超市需經(jīng)過多次裝卸，且運輸裝卸過程中常受撞擊

抗壓強度減損率

10%

20%

* 0%

其它需考慮的因素

其它影響因素

糊料加入了防水耐潮的添加劑（安全系數(shù)設計時可從溫濕環(huán)境對抗壓的影響中減去）

內(nèi)裝物本身為貴重易損物件，對紙箱的保護性要求非常高

抗壓強度減損率

-10%

* 0%

舉例：

a:溫濕度變化導致紙箱壓降低率為* 0%

b:堆放時間導致的降低率為* 0%

c:堆碼方法導致的降低率為20%

d:裝卸過程導致的降低率為10%

e:其它因素導致的降低率為10%

則安全系數(shù)

1

K=----------------------------------------=* .* 7

(1-0.* )(1-0.* )(1-0.2)(1-0.1)(1-0.1)

綜合舉例說明

有一款紙箱，紙箱裝貨后總重量為1* kg，紙箱最高堆碼層數(shù)為* 層，紙箱為單色印刷、兩側(cè)嘜各有一個手挽，通過貨柜船運到美國，要求坑型為BC坑，尺寸為* 1* ×* 2* ×2* 0CM，請設計其用紙配置。

題解：

第一步：設定安全系數(shù)

因是通過貨柜出口，則設定溫濕度變化導致紙箱壓降低率為* 0%，設定堆放時間導致的降低率為* 0%，堆碼方法導致的降低率為20%；裝卸情況未做特殊說明，設定裝卸過程導致的降低率為20%。

則其安全系數(shù)1

K=----------------------------------------=* .*

(1-0.* )(1-0.* )(1-0.2)(1-0.2)

第二步：推算抗壓強度

根據(jù)抗壓設計公式P=G×(n-1)×K

則該款紙箱的抗壓值應為P=1* ×（* -1）×* .*

=* 0* kg（* 9* * N）

第三步：根據(jù)印刷加工工藝對抗壓強度進行修正

因紙箱為單色印刷、兩邊各打一手挽，所以需對推算的抗壓強度預以修正，以補償印刷加工工藝給抗壓帶來的減損。根據(jù)《紙箱抗壓強度值修正表》，單色印刷使抗壓減少* %，手挽使抗壓減少20%，則紙箱抗壓強度應設定為：

* 9* * ×（1+2* %）=* 9* * N

第四步：根據(jù)抗壓強度推算公式反推出紙板邊壓強度

根據(jù)尺寸可知周長為1* 7.* cm，根據(jù)表* 查知常數(shù)f為1* .* * ，已知紙箱抗壓要求為* 9* * N。

根據(jù)紙箱抗壓推算公式：

BCT＝f×ECT×Z1/*

則ECT＝BCT/（1* .* * ×Z1/* ）（ECT指邊壓強度、BCT指紙箱抗壓、f 為常數(shù)，查表可得）

ECT=* 9* * /（1* .* * ×1* 7.* 1/* ）

= * * .2* N/cm=* * 2* N/m

則紙板的用紙配置必須達到101* * N/m的邊壓才能滿足該款紙箱的要求。

第五步：最后確定合理的用紙配置

根據(jù)邊壓強度公式，紙板的楞型，并結(jié)合工廠原紙的橫向環(huán)壓強度參數(shù)確定最合理的用紙配置，在此不作例舉。

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