瓦楞纸箱因为轻巧便利、绿色环保、强度适当、成本低廉、运输和销售功能强等优势,让愈来愈多的人们青睐,被越来越多的企业接受;瓦楞纸箱用纸和配料问题,也受到制造商和使用商的日益关注。 瓦楞纸箱的用纸问题 瓦楞纸箱的用纸,是由其用途确定的。瓦楞纸箱的用途,大致可分为以下几种:一种是用于重型商品运输包装,属于重型瓦楞纸箱;另一种是用于一般商品运输包装,属于普通瓦楞纸箱;此外,由于当前许多商品包装纸箱的功能兼顾运输和销售,已经与纸盒难以区分,所以衍生出轻型瓦楞纸箱的概念。 重型瓦楞纸箱的用纸 重型瓦楞纸箱的制造和使用,可参考GB/T 16717-1996《包装容器 重型瓦楞纸箱》,重型瓦楞纸箱的用纸,可参照GB/T 16718-1996《包装材料 重型瓦楞纸板》使用,如表1所示: 表1 重型瓦楞纸箱纸张材料的定量及质量要求 纸板等级 | 纸板定量g/m2 | 纸张材料质量水平要求 | A级 | 面、里纸 | ≥360 | 所用瓦楞原纸和箱纸板的材料质量水平应分别符合GB/T 13023和GB/T 13024中A级水平的规定 | 芯纸 | ≥360 | 瓦纸 | ≥180 | B级 | 面、里纸 | ≥340 | 所用瓦楞原纸和箱纸板的材料质量水平应分别符合GB/T 13023和GB/T 13024中A级水平的规定 | 芯纸 | ≥300 | 瓦纸 | ≥180 | C级 | 面、里纸 | ≥300 | 所用瓦楞原纸和箱纸板的材料质量水平应分别符合GB/T 13023和GB/T 13024中B级水平的规定 | 芯纸 | ≥300 | 瓦纸 | ≥160 | 由于近几年国产高档瓦楞纸和牛卡纸(AA级和AAA级)的逐渐普及使用,重型瓦楞纸箱的用纸定量也发生了一些变化。比如,海山纸业150g/m2AAA级高强瓦楞纸,横向环压指数达到10.0N*m/g以上(一般达到11.0N*m/g),完全能替代GB/T 13023中规定的180g/m2A级瓦楞纸;280g/m2玖龙优质牛卡纸耐破指数达到3.3KPa*m2/g以上(一般可达到3.6KPa*m2/g),完全能替代GB/T 13024中规定的360g/m2A级箱板纸。 普通瓦楞纸箱的用纸 普通瓦楞纸箱的制造和使用,可参考GB/T 6543-1986《瓦楞纸箱》和GB/T 6544-1999《包装材料 瓦楞纸板》;普通瓦楞纸箱的用纸,可参照GB/T 13023-1991《瓦楞原纸》、GB/T 13024-2003《箱纸板》和QB/T 1011-1981《涂布白纸板》使用。值得一提的是,出口商品运输包装瓦楞纸箱的用纸,可参考中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T 1025-2001《出口商品运输包装瓦楞纸箱用纸检验规程》,如表2、表3和表4所示: 表2 出口商品运输包装瓦楞纸箱用箱纸板的物理性能指标 品 名 | 箱 纸 板 | 指标名称 | 单 位 | 规 定 | 定量 | g/m2 | (180~360)±5% | 紧度 不小于 | g/cm3 | 0.65 | 耐破指数 不小于 | KPa*m2/g | 1.90 | 环压指数(CD) 不小于 | N*m/g | 250 g/m2以下7.50 250 g/m2以上8.00 | 耐折度(CD) 不小于 | 次 | 20 | 吸水性 不大于 | g/m2 | 50 | 水分 | % | 10±2 | 表3 出口商品运输包装瓦楞纸箱用白纸板的物理性能指标 品 名 | 白 纸 板 | 指标名称 | 单 位 | 规 定 | 定量 | g/m2 | (200~350)±5% | 紧度 不小于 | g/cm3 | 0.60 | 吸水性 不大于 | g/m2 | 60 | 耐折度(CD) 不小于 | 次 | 15 | 平滑度(F) 不小于 | s | 10 | 白度 不小于 | % | 70 | 挺度(CD) 不小于 | m N*m | 200 g/m2 1.80 220 g/m2 1.80 250 g/m2 2.30 270 g/m2 2.90 300 g/m2 3.50 350 g/m2 4.00 | 尘埃度 不多于 | 个/m2 | (0.3~1.5)mm2 50 其中黑色尘埃:(1.0~1.5)mm2 6 大于1.5mm2 不许有 | 水分 | % | 10±2 | 表4 出口商品运输包装瓦楞纸箱用瓦楞原纸的物理性能指标 品 名 | 瓦 楞 原 纸 | 指标名称 | 单 位 | 规 定 | 定量 | g/m2 | (125~180)±5% | 紧度 不小于 | g/cm3 | 0.50 | 环压指数(CD) 不小于 | N*m/g | 6.00 | 裂断长(MD) 不小于 | km | 3.5 | 水分 | % | 10±2 | | | | | | 轻型瓦楞纸箱的用纸 轻型瓦楞纸箱,主要是指面纸、里纸和芯纸的定量不超过150g/m2、瓦楞纸的定量不超过125g/m2的瓦楞纸箱。轻型瓦楞纸箱大多由双面单瓦楞纸板制造,并多采用B型、E型、O型等微瓦楞结构,所以与瓦楞纸盒没有明显的界限。 瓦楞纸箱的配料问题 瓦楞纸箱的配料,对纸箱使用商来说,是根据保护、美化内包装商品的要求推定的,而对纸箱制造商来说,则是根据纸箱使用商的要求制定的。纸箱使用商对瓦楞纸箱的要求,一般可分为如表5所示的六种情况(对面纸颜色、等级要求等情况在此不探讨,可参考这六种情况): 表5 瓦楞纸箱使用商对瓦楞纸箱的要求 种 类 | 使 用 商 要 求 | 1 | 仅对纸箱抗压强度提出要求 | 2 | 仅对纸箱耐破强度或(和)边压强度提出要求 | 3 | 对纸箱抗压强度、耐破强度、边压强度提出要求 | 4 | 对纸箱抗压强度、耐破强度、边压强度和纸板厚度提出要求 | 5 | 对纸箱抗压强度、耐破强度、边压穿强度和纸箱重量(纸板定量)提出要求 | 6 | 对纸箱抗压强度、耐破强度、边压强度、纸板厚度和纸箱重量(纸板定量)提出要求 | 纸箱制造商根据纸箱使用商对瓦楞纸箱的要求进行配料,必须将质量与成本统筹考虑,在保证质量的前提下努力追求地成本。以下用实例说明怎样进行合理配料。 第1种情况:纸箱使用商仅对纸箱抗压强度提出要求 这种情况比较普遍,因为抗压强度直接影响商品外包装纸箱运输和贮存堆码性能。由于纸箱在运输或贮存过程中,内装物品可能承担一部分甚至大部分重量,也可能不承担重量,所以,不同的内装物品对纸箱的要求可能有较大的差别,包装设计中一般指的是空箱抗压强度。配料时,要将纸箱的抗压强度转化为纸板的边压强度,再根据边压强度选择合适原纸。 【实例1】××医药外包装纸箱为AB型双瓦楞纸箱,外尺寸为450×300×310,要求空箱抗压强度不低于300公斤,如何配纸? 【解答】根据纸箱外尺寸得到纸箱周长Z=(450+300)×2=1500mm=1.5m AB型瓦楞纸板的厚度d不少于7.0 mm=0.007m 纸箱空箱抗压强度P=300×9.807=2942.1N 所以根据Makee公式得到瓦楞纸板的边压强度为 E=P/(5.874×(Z×d)1/2)=4890N/m 根据瓦楞纸板边压强度得到典型的配料如下表: 面 纸 | 175g/m2牛皮挂面纸,环压指数7.5N*m/g | 里 纸 | 175g/m2普通箱板纸,环压指数5.8N*m/g | 夹 芯 | 110g/m2B等瓦楞纸,环压指数5.5N*m/g | A 楞 | 125g/m2B等瓦楞纸,环压指数6.0N*m/g(楞率1.532) | B 楞 | 110g/m2B等瓦楞纸,环压指数5.5N*m/g(楞率1.361) | 第2种情况:纸箱使用商仅对纸箱耐破强度或(和)戳穿强度提出要求 这种情况多见于玻璃瓶装啤酒、聚酯瓶装可乐等饮料以及大型家电等产品的包装。啤酒纸箱、可乐纸箱因箱内玻璃瓶、聚酯瓶承担了绝大部分堆码压力,所以抗压要求不高;大型家电例如冰箱等产品,因为一般不存在堆码,所以对抗压无要求。但是,这类纸箱往往对耐破强度或(和)戳穿强度提出要求,以防止运输过程中的冲击造成箱壁破损。 【实例2】××瓶装啤酒包装纸箱为B型单瓦楞纸箱,要求耐破强度不低于7Kgf/cm2。如何配纸? 【解答】7Kgf/cm2=686KPa 典型配料如下: 面纸150g/m2白卡纸,耐破指数2.6KPa×m2/g; 里纸150g/m2普通箱纸板,耐破指数2.2KPa*m2/g;95g/m2 A等瓦楞纸。 第3种情况:纸箱使用商对纸箱抗压强度、耐破强度、边压强度提出要求 这种情况目前越来越多。纸箱使用商将纸箱的要求用量化的方式表达,使纸箱质量便于控制。 【实例3】某种出口重型包装纸箱为AAA型三瓦楞纸箱,要求耐破强度不低于700 lbs/in2,边压强度不低于150 lbs/in,如何配纸? 【解答】耐破强度BST=700 lbs/in2=4827 KPa 边压强度ECT=150 lbs/in=26270N/m 典型配料如下: 面纸和里纸420g/m2国产优等牛皮箱纸板,耐破指数3.0KPa×m2/g,环压指数11.5N×m/g; 两层夹芯337g/m2枫叶牛卡纸,耐破指数3.8KPa*m2/g,环压指数11.5N*m/g; 三层瓦楞为180g/m2高强瓦楞纸,环压指数11.0N*m/g。 强度计算如下(已知A型楞楞率为1.532): BST=(3.0×420×2+3.8×337×2)×0.95=4827 KPa ECT=11.5×420×2+11.5×337×2+11.0×180×1.532×3=26510 N/m 第4种情况:纸箱使用商对纸箱抗压强度、耐破强度、戳穿强度和纸板厚度提出要求 这种情况下,首先要根据厚度要求确定纸板的楞型组合,再进行强度估算。 【实例4】化纤出口包装纸箱要求耐破强度不低于1300 KPa,边压强度不低于7500 N/m,纸箱箱壁厚度不低于7.0mm,纸箱交货水分(10.0±2.0)%,如何配纸? 【解答】不同楞型瓦楞的楞高和楞率、纸板厚度见下表: 楞型 | A | C | B | E | AB | BC | CE | 楞率 | 1.5-1.6 | 1.4-1.5 | 1.3-1.4 | 1.1-1.2 | - | - | - | 楞高mm | 4.5-5.0 | 3.5-4.0 | 2.5-3.0 | 1.1-2.0 | - | - | - | 纸板厚度mm | 5.0-5.5 | 4.0-4.5 | 3.0-3.5 | 1.6-2.5 | 7.5-8.5 | 6.5-7.5 | 5.0-6.5 | 因为制箱过程中印刷、模切等工序会造成纸板厚度损失,所以成箱后纸板厚度一般认为等于楞高或楞高之和。根据要求,选择楞型为AB型,才能满足要求。 典型配料如下: 面纸和里纸175g/m2一等牛皮箱纸板,耐破指数3.1KPa×m2/g,环压指数9.0N×m/g; 夹芯和A楞140g/m2A等瓦楞纸,耐破指数2.1KPa×m2/g,环压指数8.5N×m/g; B楞120g/m2A等瓦楞纸,环压指数8.0N×m/g 强度计算如下(已知A楞楞率为1.55, B楞楞率为1.36): BST=(3.1×175×2+2.1×140)×0.95=1310 KPa ECT=9.0×175×2+8.5×140×(1+1.55)+8.0×120×1.36=7490 N/m 第5种情况:纸箱使用商对纸箱抗压强度、耐破强度、戳穿强度和纸箱重量提出要求 这种情况多见于标准计量包装纸箱。首先要根据纸箱重量M要求确定纸板定量W,再根据强度要求进行强度估算。 例如,0201类纸箱具体配料步骤如下: 第一步,将纸箱内尺寸x或外尺寸X0换算成制造尺寸X: X=x+e= X0-f 同时,摇盖长度D适当调整: D= B1/2+j 式中,e、 f和j均为尺寸修正系数,如表6所示: 表6 纸箱尺寸修正系数表 系数 | X | 纸箱楞型 | A | C | B | E | AB | BC | e | L1 | 6 | 5 | 3 | 2 | 9 | 8 | L2 | 4 | 3 | 2 | 1 | 6 | 5 | B1 | 6 | 5 | 3 | 2 | 9 | 8 | B2 | 3 | 3 | 2 | 1 | 5 | 5 | H | 9 | 8 | 6 | 3 | 16 | 14 | f | 5-7 | 4-6 | 3-5 | 2-4 | 8-12 | 7-11 | j | 2-3 | 1.5-2.5 | 1.5-2 | 0-1 | 4-5 | 3.5-4.5 | **步,根据制造尺寸计算纸箱展开后,箱面和箱盖以及搭接舌的面积之和S: S=2(L+B)(2D+H)+m×H-6k×D 式中,L、B、H——分别为制造尺寸长宽高 D——为摇盖长度 M——搭接舍宽度,一般单瓦楞纸箱为35~40mm,双瓦楞纸箱为45~50mm K——为开槽宽度,一般为5mm,一般纸箱为简便计算,省去搭接舍面积以及开槽去除的面积。 第三步,计算纸板定量W:W=M/Sz 第四步,根据纸板定量W,确定纸箱原纸的定量之和W0: W0=W-z 式中,z为粘合剂干重,一般单面机涂胶量干重为4~6g/m2,复合机涂胶量干重为6~8g/m2。 第五步,参考8月刊登的《瓦楞纸箱的原料选择与成本核算》一文介绍的方法,确定合适的原纸组合。 【实例5】某款商品返销德国,商品包装纸箱为0201型,包装纸箱外尺寸为560×410×345,纸箱重量1.085Kg,偏差±2%,内装物重量17.0 Kg,耐破强度不低于15Kgf/cm2。此外信息如下表: 物流环境 | 纸箱堆码时间 | 装箱后堆放方法 | 装卸流通过程 | 堆码层数 | 印刷工艺 | 其它 | 装箱后入货柜,走海运出口 | 1-2个月 | 角对角平行式堆码 | 虽经多次装卸,但装卸时对纸箱撞击很少 | 7 | 单色印刷 | 胶粘剂为防水耐朝型 | 试问纸盒如何配纸? 【解答】首先,将纸箱外尺寸转化为纸箱制造尺寸,如表所示(以A、C 、AB和 BC型瓦楞纸箱为例)。 其次,计算纸箱展开后,箱面和箱盖以及搭接舌的面积之和S,见表。 再次,计算纸板定量W,见表。 第四,根据纸板定量W,确定纸箱原纸的定量之和W0,见表。 楞型 | A | C | AB | BC | X(mm) | 554*404*339 | 555*405*340 | 550*400*335 | 551*401*336 | S(m2) | 1.442494 | 1.447450 | 1.426100 | 1.431034 | W(g/m2) | 752±15 | 750±15 | 761±15 | 758±15 | W0(g/m2) | 740±15 | 738±15 | 737±15 | 734±15 | 第五,计算纸箱的**系数:装箱后入货柜,走海运出口,纸箱抗压强度下降60%;纸箱堆码1-2个月,纸箱抗压强度下降30%;装箱后角对角平行式堆码,纸箱抗压强度下降5%; 虽经多次装卸,但装卸时对纸箱撞击很少,纸箱抗压强度下降20%,使用防水耐潮型胶粘剂,纸箱抗压强度上升10%;。所以纸箱的**系数 K0=1/(1-60%)(1-30%)(1-5%)(1-20%)(1+10%)=4.27 单色印刷, 纸箱抗压强度下降6%,所以修正后的纸箱**系数K=(1+6%)K0=4.5 第六,计算纸箱的抗压强度:纸箱毛重G=17.0+1.085=18.085Kg,纸箱堆码层数N=7,于是 纸箱抗压强度:P=KG(N-1)=4.5×18.085×9.807×(7-1)=4790N 纸箱周长:Z=2×(0.560+0.410)=1.94m 根据Makee公式,纸箱边压强度:ECT=P/(5.874×(Z×d)1/2) 采用不同楞型,因为成箱后纸板厚度不同,所以得到不同的纸板边压强度ECT,结合纸板原纸定量W0,得到相应的ECT/ W0,详见下表: 楞型 | A | C | AB | BC | W0(g/m2) | 740±15 | 738±15 | 737±15 | 734±15 | d(m) | 0.0045 | 0.0035 | 0.007 | 0.006 | ECT(N/m) | 8730 | 9890 | 7000 | 7560 | ECT/ W0 | 11.8 | 13.4 | 9.5 | 10.3 | 若ECT/ W0>12.0,一般无法配置。所以,须将C型选择剔除。纸箱用料典型配置如下表: 楞型 | A | AB | BC | 典型配置 | 面纸和里纸220 g/m2优质牛卡,环压强度380N,耐破强度840KPa; 200 g/m2AAA级高强瓦楞纸,环压强度370N | 面纸150 g/m2优质牛卡,环压强度240N,耐破强度600KPa;里纸125 g/m2枫叶牛卡,环压强度190N,耐破强度625KPa;夹芯和瓦楞 120 g/m2 AAA级高强瓦楞纸,环压强度165N,耐破强度360 KPa | 面纸150 g/m2优质牛卡,环压强度240N,耐破强度600KPa;里纸125 g/m2枫叶牛卡,环压强度190N,耐破强度625KPa;夹芯和瓦楞 120 g/m2 AAA级高强瓦楞纸,环压强度165N,耐破强度360 KPa | ECT(N/m) | ≥8730 | ≥7050 | ≥7000 | BST(KPa) | ≥1600 | ≥1500 | ≥1500 | W(g/m2) | 758 | 766 | 760 | 备 注 | A楞楞率取1.532,C 楞楞率取1.477,B楞楞率取1.361 | 因为纸箱耐破强度不低于15Kgf/cm2=1470KPa,所以该纸箱采用A型或AB型瓦楞纸板生产比较合适,BC型瓦楞纸板因边压强度偏低,不予采纳。 第6种情况:纸箱使用商对纸箱抗压强度、耐破强度、戳穿强度、厚度和纸箱重量提出要求 这种情况较为少见。以实例5为例,若用户提出纸板厚度不低于7mm,则只能采用AB型瓦楞纸板生产纸箱,使用配置: 面纸150 g/m2优质牛卡,环压强度240N,耐破强度600KPa; 里纸125 g/m2枫叶牛卡,环压强度190N,耐破强度625KPa; 夹芯和瓦楞120 g/m2 AAA级高强瓦楞纸,环压强度165N,耐破强度360 KPa |