运输包装设计与包装试验.ppt

运输包装设计与包装试验,目 录,1 我国电子产品的运输包装现状和发展趋势2 绿色包装与绿色包装材料3 影响瓦楞纸箱性能的因素及纸箱设计4 纸箱制图5 瓦楞纸板和瓦楞纸箱的性能测试6 电子产品的运输包装设计7 运输包装件基本试验8 定量包装商品计量监督管理办法,一、我国电子产品的运输包装现状和发展趋势,随着我国电子信息产业的快速发展，我国已成为世界电子信息产品制造和出口的大国。,电子信息产业快速增长，拉动了包装产业的快速发展，例如：广东科龙电子集团，2003年仅空调包装材料、制品这一项费用就支出近两亿多元，比2002年增加了20%左右；目前，我国大多数电子产品的包装，仍在大量地使用EPS泡沫塑料作为缓冲衬垫包装材料。而且多数系一次性使用，若不能回收，则日积月累，将会给人类带来何等严重的“白色污染”！2004年2月13日，欧盟公布了报废电子电气设备指令和关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令两项法令，波及国内2000多家企业约270亿美元的出口额，对家电行业的影响将是革命性的。在倡导绿色的21世纪，环保将成为电子产品立足市场的最基本要求。,现在，海尔、海信、科龙等中国名牌家电生产企业产品包装已向减量化、轻量化和绿色环保方向发展，对新型、节能、环保包装材料的需求持续增高，如一些出口的整机仪器、家用电器的包装以瓦楞纸板、蜂窝纸板、竹胶板等环保材料替代木质托盘、包装箱和EPS 发泡塑料缓冲衬垫。,二、绿色包装与绿色包装材料,2.1 绿色包装 所谓绿色包装一般是指对生态环境和人体健康无害，能重复使用或再生利用，符合可持续发展原则的包装。在绿色包装 通则国家标准中的定义为：为了环境保护与生命安全，合理利用资源，具备安全性、经济性、适用性和废弃物可处理和再利用的包装。实际上,绿色包装是一项系统工程，需要采用系统分析的方法去研究，把绿色包装看作一个有机整体，用系统的观点全面分析影响环境性能的内外因素，以求得整体环境性能最优化。要使绿色包装系统获得最优的环境性能，必须在其整个生命周期中做到“五绿”，即绿色材料、绿色设计、绿色加工、绿色流通和绿色处理。,2.2 绿色包装材料的概念和内涵 绿色包装材料是发展绿色包装的关键、灵魂，研究开发无公害的绿色包装材料是当前世界各国研究关注的热点。1）概念 能够循环复用、再生利用或降解腐化，不造成资源浪费，并在材料存在的整个生命周期中对人体及环境不造成公害的包装材料，称为绿色包装材料。2）内涵“3R，1D”，具体含义如下：,包装减量化(reduce)绿色包装在满足保护、方便、销售等功能的条件下应是用量最少的适度包装；包装应易于重复利用(reuse)或回收再利用(recycle)可通过回收废弃物、生产再生制品、焚烧利用热能、堆肥改善土壤等措施达到再利用的目的；包装废弃物可降解腐化(degradable)不形成永久垃圾，当前世界各工业国家均重视发展利用生物或光降解的降解包装材料；,3）绿色包装材料应具备的性能 保护性；对内装物具有良好的保护性。根据不同的内装物既能防潮防水、防腐蚀，又能耐热、耐寒、耐油、耐光，具有高阻隔性，以达到防止内装物的变质、保持原有的本质和气味的效果。材料还应具备一定的机械强度，以保持内装物的形状及使用功能。,加工操作性；主要指材料易加工的性能，也是材料自身的属性，如刚性、平整性、光滑性、热弹性、韧性等，以及在包装时的方便性，好包、好装、好封合的性能，并适应包装机械的操作。外观装饰性；主要指材料是否易于进一步美化和整饰，在色彩上、造型上、装饰上是否能方便地操作和适应。,经济性；即材料的性能价格比合理，并能够节省人力、能源和机械设备费用。材料的优质轻量性；即材料在能很好地履行保护、运输、销售功能的同时能够轻量化，这样既节省资源，又经济，同时还减少废弃物的数量，环境协调性 即材料既省资源又省能源，还有利于环境保护。,作为绿色材料最突出的性能是在易回收处理和再生的基础上还可环境降解回归自然，并要求从原料到加工的过程再到产品使用后均不产生环境污染，并对人体健康无害。绿色包装材料正处于研究、发展的过程中，可以坚信，随着科技的飞速发展，绿色包装材料将会日新月异，将具有更多更完美的特殊性能，进一步完善和丰富包装材料，满足商品包装的多方面性能要求。,常见的绿色包装材料有：,瓦楞纸板 蜂窝纸板 纸浆模塑 玻璃材料 金属材料 可降解材料 竹材,2.3 竹胶合板在电子产品包装的应用,根据竹篦片纤维条理结构，相互垂直，按经纬编织成席后经干燥、涂胶、组坯、热压合而成。制成的竹胶合板具有良好的物理性能和化学性能，产品幅面大，纵横方向物理力学性能差异小、强度高、防湿性能好。此外，还有不脱落、不变形、抗虫蛀、耐磨、耐冲击、外观大方美观，易于加工，可锯、可刨、可钉钉子等优良性能。,竹胶合板的应用竹编胶合板在我国很多地方已逐步采用，制成各类大、中、小型包装箱，用于机械设备包装、出口机电产品包装，代替大量木材，又节省资金，成本比木材包装降低一半左右。竹材除了制成竹胶板代替木材制作包装箱外，还可编织成竹筐，包装一般的小型机电产品；还可以作为菱镁砼包装材料中的筋材，用于制作各种机电产品的包装箱等。,2.4 纸质绿色包装材料 纸张是由极为纤细的植物纤维相互牢牢交织而形成的纤维薄层。当非常稀的分离纤维的水悬浮液流到一个非常细的金属丝网上面时，水分慢慢渗出，只留下相互交错在一起的纤维部分，经过压榨烘干而制成薄膜物质纸。在电子产品包装中常用的纸质包装材料有纸浆模塑、瓦楞纸板、蜂窝纸板等。这里分别对它们进行介绍。,瓦楞纸板在电子产品包装的应用,2.5.1.1 概述 在美国，数码和小家电产品对微细瓦楞包装的用量正以每年2%的速度增长；在欧洲，2004年微细瓦愣包装用量估计占到包装总量的12%。据统计，世界市场目前微细瓦楞纸板的产量占瓦楞纸板总产量的8%。在楞型上，正朝着G楞、N 楞发展。明基、摩托罗拉、海尔、飞利浦、索尼等企业的数码小家电产品都在使用微细瓦楞包装。,在国内，家电行业的代表四川长虹电器包装研究所的工程师介绍：“为了配合微细瓦楞包装的生产，公司在纸箱的外观、力学性能、折叠性能、内尺寸以及上机性能等方面对原来的楞型进行了改进，将超薄等部分视听产品以前使用的楞或楞包装改变为楞，同时通过对箱型设计的改变，保证了纸箱的强度，又使包装成本降低了至少”。家电企业使用微细瓦楞包装主要是用楞纸箱直接包装产品。众多优点使海尔、TCL、联想等国内众多知名家电企业都开始使用微细瓦楞包装。,瓦楞纸板在电子产品工业中的应用,（二）瓦楞原纸 瓦楞原纸又称瓦楞芯纸瓦楞纸，是一种低定量的薄轻纸板，其定量一般在112200 之间。主要用作瓦楞纸板的芯纸。一般采用磨木浆半化学浆草浆废纸浆等抄造。对瓦楞原纸的要求：纤维组织均匀，全幅宽度一致，纸面平整，不许有褶子裂口孔洞和较大的浆块，紧密，坚韧，有一定的抗张强度和耐破度，水分为102%。瓦楞原纸的标准参见GB13023-91。,GB13023-91,2,（三）箱纸板 原名麻纸板，是制造瓦楞纸板的主要材料，其颜色有本色（褐色）漂白表面罩白和染色四种，纸表面色泽应基本一致。面纸：化学木浆或半化学木浆 里纸：半化学木浆 箱纸板由A、B、C、D、E五个等级，具体技术指标参见国家标准GB13024-91。,GB13024-91,2,（四）瓦楞纸板的结构 瓦楞纸板是由面纸与芯纸在一定的条件下加工而成再制纸板。1.瓦楞的形状 按波峰圆弧半径大小不同，一般分为U型、V型和UV型三种。,1）U型 U型这种楞型伸张性好，故富有弹性，吸收能量较高。在弹性限度内，当压力消除后仍能恢复原状。但因圆弧的着力点不稳定，故耐压强度不高。由于顶峰与面纸接触面大，因此和V型比较，制造这种瓦楞纸时，粘合剂使用量较大，但是瓦楞辊的磨损比较小，瓦楞原纸波峰被压坏的现象极少发生。U型的制作性能比V型好。(弹性好,刚性差)2）V型 V型瓦楞的夹角一般在90左右，楞顶与面纸接触面小，较易剥离。由于借助两条斜线的合力作用，抗压强度较大。但如果外加压力超过其承受的压力限度，其楞型即迅速被破坏，压力消除后不能恢复原状。V型的瓦楞原纸和粘合剂的使用量较少，但瓦楞辊磨损较快，而且在压楞时，瓦楞原纸的波峰较易崩溃。(弹性差,刚性好),3）UV型 吸取上述两种波型的优点，产生了U型和V型相结合的UV型瓦楞。试验证明，UV型瓦楞耐压强度较高，所以目前广泛采用UV型。,平面压缩试验负荷-变形曲线,2.瓦楞纸板的层数 瓦楞纸板按其材料的层数，可分为以下几种：双层瓦楞纸板 三层瓦楞纸板 五层瓦楞纸板 七层瓦楞纸板,3.瓦楞楞型 瓦楞的种类一般分为A型、B型、C型及E型四种。瓦楞规格尺寸见下表。,1）A型瓦楞纸板 这种纸板具有很好的弹性，大的高度和大的瓦楞间距，使它有减震性能。这种楞型的纸板用来制造包装易碎物品以及对冲击、碰撞和各种动载荷要求很高的产品包装箱；还可用来制作各种衬套、衬垫和减震元件等。2）B型瓦楞纸板 这种纸板用来制作具有足够的刚性但不要求有减震防护性能的产品包装。这类产品用于各类罐头、日用化学产品、各类小包装的食品及其他产品小五金、木器家具等。,3）C型瓦楞纸板 C型瓦楞纸板是最常用的一种瓦楞纸板。这种纸板综合了A型和B型瓦楞的特性，同样具有足够的刚度和良好的减震性能。它可以有效地用来包装各类易碎物品、软的产品及其要求防护其表面的硬的产品。4）E型瓦楞纸板 目前这种瓦楞纸板的使用越来越广泛。纸板面上每米长度内瓦楞数较多，可以得到平坦的表面和高的平面刚度。这就使获得高质量的装潢印刷成为可能。这一点对于日用品的包装尤为重要。这种纸板在运输及存放时，所占空间很小，可以更经济地使用运输工具和库房。5）K型瓦楞纸板 K型瓦楞是新近发展的一种特大瓦楞，楞高6.67.0 mm,242个楞/300 mm。,2.6 蜂窝纸板在电子产品包装的应用,蜂窝纸板是根据自然界蜂巢结构原理制作的，纸芯是把无数个空心立体六角形，其材料是以牛皮纸、再生纸等为原料，通过专用设备制成类似蜂窝状的网芯，并在其两面粘合面纸而成的一种新型纸制板材。,蜂窝纸板具有结构新颖、强度高、承重大、弹性好、重量轻、成本低、节省资源、保护生态环境等一系列特点，同时经过特殊处理后能够阻燃、防潮、防水、防霉、防静电等,是包装领域替代木箱、木质托盘、泡沫衬垫的理想产品，符合国际包装工业材料应用发展趋势。,1998年的木质包装“天牛”事件，为纸蜂窝制品的推广提供了得天独厚的发展良机。1998年12月，国家经贸委转发了全国包装改进办公室关于加强全国包装改进工作的意见，文件中明确提出“出口机电产品质量差，要加速蜂窝纸板的开发和推广，逐步取代部分木箱包装”。,四川长虹电子集团2002 年已逐步开始采用蜂窝纸板替代 EPS 发泡塑料及木质托盘包装。青岛海尔电子集团于2002年1月开始正式批量采用蜂窝纸板包装材料。目前科龙、美的、格力、康佳、TCL等家电企业也开始使用蜂窝纸板,已使这种燎原之势愈演愈烈,家电包装也开始进入“蜂窝纸板时代”。,蜂窝纸板在电子产品工业中的应用,EPS（0.035g/cm）在同一跌落高(DH=40cm)下的 最大加速度静应力曲线,EPS（0.035g/cm）在同一跌落高(DH=60cm)下的 最大加速度静应力曲线,返回实例,返回消毒柜实例,EPS在很低的应力下就可以达到材料的屈服阶段，即泡沫塑料的刚度较差(与纸板比)，在较小的外力下，泡沫塑料就能够对产品起到缓冲作用。在所受外力不太大的情况下，泡沫塑料具有比瓦楞纸板较好的缓冲性能。,2.7 纸浆模塑在运输包装的应用 纸浆模塑制品除具有质轻、价廉、防震等优点外，还具有透气性好、有利于生鲜物品的保鲜等特点，在商品流通上，被广泛用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎、易破、怕挤压物品的周转包装上，是目前流行于国内外市场的泡沫塑料包装材料的换代产品。纸浆模塑包装材料以植物纤维为主要原料，采用先进的技术和科学工艺模塑成型，作为工业品的内包装，蛋托，果托等。,纸浆模塑制品的种类及应用：1)禽蛋托盘 纸浆模塑制品适用于鸡蛋、鸭蛋及鹅蛋的大批量包装运输，分别用于471gs的鲜蛋包装。2)工业托盘 取代可发性聚苯塑料泡沫包装，主要作为家用电器、空调机、电风扇、缝纫机、收录机、计算机、传真机、电话机、仪表仪器、瓷器、破璃瓶、半导体器件、医疗器械、饮具、工艺品等产品的包装。3)农用托盘(了解)主要用于秧田、农作物的营养钵、花卉苗木护罩、粮食、蔬菜、鲜肉类的包装，以及蚕用方格簇等。农用托盘在农副产品的保鲜，提高农作物的成活等方面具有独特的优点。,4)军工产品 子弹、手雷、火药类武器。因为能克服塑料泡沫包装的静电现象，安全性高。5)食品包装 快餐盒、啤酒、罐头、一次性碗、碟等产品。6)特种材料 纸浆模塑制品除了上述用途外，还具有特殊的美化作用，如在销售包装中制成外表着色的盒形包装，又如在纸浆中添加合成树脂模塑成硬质纤维板，用于室内装潢。此外，在服装、家具等行业中也大有用武之地。,在电子产品工业中，手机、电话机、传真机、打印机、电子琴等体积小、重量轻的电子信息产品，逐渐采用了纸浆模塑缓冲包装材料，替代了EPS 发泡塑料。如当前人们普遍下使用的摩托罗拉、三星、西门子等名牌手机的内衬包装基本上都采用了纸浆模塑制品。但到目前为止，纸浆模塑制品应用只占全部电子产品耗用的2%左右，还没有形成与当前电子产品市场机制相适应的大规模、大市场，难适用于电子产品包装的需求。,三、影响瓦楞纸箱性能的因素及纸箱设计,瓦楞纸箱能够大部分取代木箱，但不能完全取代木箱的主要原因在于：抗水与防潮性不及木箱：容易被尖锐的硬物戳破；抗压强度不如木箱。特别是最后一点影响尤大。因此研究如何提高瓦楞纸箱的抗压强度有着重要意义。,3.1 纸箱的抗压强度与原纸、瓦楞纸板性能的关系 瓦楞纸箱的抗压强度与原纸、瓦楞纸板有直接关系。它受原纸的强度，瓦楞形状，瓦楞芯纸与面纸、里纸的粘合情况，瓦楞纸板的厚度等因素的影响，并且相互之间关系也复杂。经多年研究，已经找到了一些基本规律。瓦楞纸箱的抗压强度主要决定于瓦楞纸板边压强度。美国造纸化学研究所麦奇(Ueckee)等人提出了有关关系式。,3.1.1 抗压强度的经验公式(凯里卡特公式),式中：,瓦楞纸箱的抗压强度，N；,箱常数，其取值参见表1。,楞常数，其取值参见表1；,瓦楞纸箱的周长，cm；,瓦楞纸板的综合环压强度，N/cm；,如果用原纸的环压指数计算瓦楞纸板的综合环压强度，则,式中，r箱板纸的环压指数；Q 箱板纸的定量；rm 瓦楞原纸的环压指数；Qm 瓦楞原纸的定量。,计算实例 一、单瓦楞纸箱的尺寸为70 x46x46cm，内、外面纸为300g/m的B等箱板纸，芯纸为127g/m的B等瓦楞原纸，试求纸箱的抗压强度。解：由箱板纸技术指标（GB13024-91）知，箱板纸的环压指数r=8.4 Nm/g；由瓦楞芯纸技术指标（GB13023-91）知，瓦楞原纸的环压指数rm=6.3Nm/g。这里采用A型瓦楞，其展开系数C=1.53（由表1知）。因此，瓦楞纸板的综合环压强度为,=8.4=6264(N/m)=62.64N/cm,纸箱周长为,由表2知，A型瓦楞的楞常数aXz=8.36，箱常数J=1.1。因此，瓦楞纸箱的抗压强度为,=62.64X(8.36X4/232)2/3 X232X1.1=4394.5(N),PC=,J=1.86Ja,a,二、双瓦楞纸箱的尺寸为49X37X29cm.内、外面纸的环压强度为450N，中间里纸的环压强度为360N,瓦楞芯纸的环压强度为180N，试求纸箱的抗压强度。解：采用AB型双瓦楞纸板，其展开系数为1.53和1.36。因此瓦楞纸板的综合环压强度为,纸箱周长为,由表2知，AB型瓦楞的楞常数aXz=13.36，箱常数J=0.55。因此，瓦楞纸箱的抗压强度为,Pc=Px(4aXz/Z)2/3.Z.J=117.1X(4X13.36/172)2/3 X172X1.01=9397.6(N)=9.4(KN),3.1.2 瓦楞纸箱的堆码强度条件 1）堆码强度(与GB6543-86少了箱底面积参数)货物向上堆码时，最底层纸箱承受的堆码载荷为,式中，W为每件货物的重量；H为纸箱高度；h为堆码高度。堆码高度一般取300 400cm。汽车250cm，火车300cm，海轮700cm。(家电包装通则GB1019-89:3.5m,t=28d,h1cm/m.,2）堆码强度条件 为了保护箱内产品，纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷，而且要有合理的安全系数。这一要求称为堆码强度条件，其表达式为,式中,Pc 为纸箱的抗压强度，K为安全系数。,3）安全系数 安全系数是由货物的储存期和储存条件决定的。储存期少于30天，取1.6；储存期30100天，取1.65；储存期大于100天，取2。,返回,3.1.3 瓦楞纸箱设计举例 某品牌64cm彩色电视机的质量为28kg，最大尺寸为674X425X480mm，仅在国内销售，储存期在半年以上。除电视机外，内装物外轮廓尺寸为746X485X550mm。（1）箱型。0201型瓦楞纸箱。由于周长太大，采用二页箱。（2）瓦楞纸板。内销产品选用第二类瓦楞纸板。内装物质量为28kg，最大综合尺寸为1781cm，根据瓦楞纸箱国家标准（GB6543-86）应选用第二类第三种双瓦楞纸板，其代号为D2.3。根据瓦楞纸板技术指标（GB6544-1999），D2.3的技术指标为耐破强度为1373kPa，边压强度为7500N/m。,瓦楞纸箱技术标准GB6543-86,瓦楞纸板技术要求GB6544-1999,瓦楞纸箱的周长为,瓦楞纸板的综合环压强度为,楞常数取13.36，箱常数取1.01，瓦楞纸箱的抗压强度为,(楞型:AB:厚度8.1;A-5.3,B-3.3),=(6X340+6X360+6X280)+(5X1.6X160+5X1.4X160)=8280N/m=82.8N/cm,Z=2(L+B)=2X(75.2+49)=248.4(cm),包装件重量W是内装物重量和纸箱重量之和，其值为312N。堆码高度为450cm，安全系数取2，纸箱的堆码载荷为,因为抗压强度比堆码强度大得多(PcP)，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。有的资料中还有印刷因数:如印刷复杂:0.85,全箱印刷:0.8。,Pc=Px(4aXz/Z)2/3.Z.J=82.8X(4X13.36/248.4)2/3=7458.4(N)=7.5(KN),事实上纸箱抗压强度是一个比较复杂的问题，因为构成瓦楞纸板的箱板原纸和瓦楞原纸是各向异性的、不均匀的。而且纤维材料还具有粘弹性质，在制成纸板的过程中，原纸已经受到不同的温度、粘合剂和外力的作用，要提出一个适合任意情况的计算式，看来是比较困难的。,图中曲线表明：不论是单瓦楞纸板还是双瓦楞纸板，不论纸板种类如何，曲线上都有一个最高点。在此最高点之前，抗压强度随周长的增加而提高；过这个最高点之后，周长对抗压强度的影响明显减弱。,3.2.2 抗压强度与纸板强度的关系 采用15种单瓦楞纸板和双瓦楞纸板，纸板种类代号越大，强度越高。按相同的箱型分别制作相同尺寸（）的样箱进行压缩试验。,从图中可以看出，双瓦楞纸箱的抗压强度高于单瓦楞纸箱，而且抗压强度随纸板强度的增大而提高。,3.2.3 抗压强度与纸箱长宽比的关系,抗压强度与纸箱长宽比的关系,采用相同的瓦楞纸板制作了5种尺寸的样箱，这些样箱高度相同（40cm），不同的只是长宽比。根据压缩试验结果绘制的抗压强度与纸箱长宽比的相互关系曲线如图。从图中可以看出，在11.8的范围内，长宽比对抗压强度的影响仅为5%。,抗压强度与纸箱高度的关系,3.2.4 抗压强度与纸箱高度的关系,采用相同的单瓦楞纸板制作了10种尺寸的样箱，这些样箱长度均为35cm，宽度均为30cm，不同的只是纸箱高度。根据压缩试验结果绘制的抗压强度与纸箱高度的相互关系曲线如图。从图中可以看出，当纸箱高度由10cm增至30cm时，抗压强度稍有下降。超过这个区间后，再增加纸箱高度，抗压强度几乎不变。,3.2.5 抗压强度与堆码时间的关系 在长期载荷作用下，纸中纤维的应力随时间延长而松弛，因此纸箱的抗压强度随时间延长而降低。,从图中可以看出，在长期载荷作用下，只需经历一个月的时间，纸箱的抗压强度就会下降40%；在经历半年后，其抗压强度就只有初始值的55%。（GB1019-89：包装有效期18个月,安全系数：4.5）。,3.2.6 抗压强度与温、湿度的关系,用单瓦楞纸板和双瓦楞纸板制作20个试验箱，在不同的温湿度条件下调节48h，然后进行压缩试验。结果表明：（1）抗压强度的降低率与纸箱尺寸及所用瓦楞纸板的种类无关。（2）在温度30、湿度80%时抗压强度开始急剧下降；在温度40、湿度95%时抗压强度大约下降60%。,3.2.7 纸箱的开孔(包括手提孔和通气孔)对纸箱的抗压强度也有一定的削弱。开孔位置愈接近纸箱的顶部或底部，影响愈大。开孔位于箱板中央的要比开于箱板两侧的为好。开对称孔又比不对称孔好。,3.2.8 印刷对瓦楞纸板会造成一定程度的损伤，如瓦楞被压塌等。印刷的影响主要指被安排在制成瓦楞纸板之后的纸箱印刷工艺。采用柔版印刷，会加给纸板一定的压力。压力的大小和承印面积的大小是影响纸箱的抗压强度的一个重要因素。当承印面积遍及整个箱面，并且承印压力比较大时，甚至会使纸箱的抗压强度降低40%。若预先将瓦楞纸板面纸先行印刷，然后再裱糊模切，就可使纸箱强度提高20%以上。,最好,最差,次之,纸箱内若有隔板、边框、棱边等加固的结构，会大大提高纸箱的强度。不同的加固形式对抗压强度的影响也是明显的。此外，纸板的工作条件，如运输方式、气候条件、贮存堆码形式也是不容忽视的一个方面。,(了解)实际上归纳起来影响瓦楞纸箱抗压强度的因素大致有如下几个方面：(1)瓦楞纸板和制造瓦楞纸板的原纸特性。这是很重要的一个方面，国内外对此研究得比较多。(2)纸箱的型号、尺寸、瓦楞的类型，即纸箱的结构、形状对抗压强度的影响。(3)制造工艺。同样的型号和结构，由于制造工艺、制造条件不同也会产生很大的差异。一般来说，以联动生产线生产的纸箱比手工单机生产的纸箱具有更高的抗压强度。(4)粘合剂。,四、纸箱制图,如消毒柜的纸箱:5600边压(A=B双坑加强)面坑140克,底坑115克,A=175克玫龙牛卡纸,B=126克玫龙牛卡纸,芯纸=115克瓦楞纸。则文字说明示例：箱板175/瓦楞原纸140/瓦楞纸115/瓦楞原纸115/箱板126,五、瓦楞纸板和瓦楞纸箱的性能测试,瓦楞纸板和瓦楞纸箱的性能测试共五项。就是边压强度、耐破强度、戳穿强度、粘合强度（前四项为包装材料的试验）的测试和抗压力试验（包装容器）。性能测试必须对所测试样进行前处理。就是将试样放在温度232,湿度505的恒温恒湿的环境里处理24小时后作试验。边压强度的测试 在瓦楞方向上，一定厚度（25mm）的瓦楞纸板单位长度所能承受的垂直均匀增大的力，称为瓦楞纸板的边压强度。边压强度的单位是：N/m。从三个样箱上各取三块规格为100mm0.5mm25mm0.5mm,无印刷、无机械压痕、破损的试样共九块。边压强度测试的仪器是压缩强度试验（如图二十六）,耐破强度的测试瓦楞纸板单位面积所能承受的均匀增大的最大压力值为瓦楞纸板的耐破强度。耐破强度的单位是：KPa。从三个样箱中的每个样箱上各取四块规格为140mm140mm无印刷、无水印、无折痕或明显损伤的度样共十二块。耐破强度测试的仪器是耐破度仪（如图二十七）。,戳穿强度的试验一定形状的角锥穿过瓦楞板所做的功，所显示的能量称为瓦楞纸板的戳穿强度。戳穿强度的单位是：J。从三个样箱的每个样箱的箱壁上各取四块规格为175175mm的试样共十二块。戳穿强度试验的仪器是戳穿强度测定仪（如图二十八）,返回,粘合强度的测试 瓦楞纸板的面、里、芯纸和波形瓦楞纸的楞峰粘合程度，在一定单位长度内经施压测试所能承受的最大剥离力。粘合强度的单位是：N/m楞。从三个样箱中每一个样箱的箱壁上取四块规格为801mm251mm的试样共十二块。粘合强度测试方法是：将专用的针形附件上、下分别插入试样的楞纸的面纸（或楞纸与芯纸之间），然后将插入针形附件的试样放入压缩强度试验仪中施压，使其做相对作用，直至试样被剥离部分脱开。按照GB6548-1998瓦楞纸板粘合强度的测定方法规定的针形附件和使用针形附件对瓦楞纸板单侧剥离的示意（如图二十九）。,抗压力试验(可以用来验证抗压强度理论计算)纸箱抗压能力是指瓦楞纸箱空箱立体放置时，对其两面匀速施压，箱体所能承受的最高压力值。抗压力:N。取箱体和箱面不得破损和有明显碰、戳伤痕的样箱三个。抗压力试验的设备是包装容器整体抗压试验机如图三十）。,六、电子产品的运输包装设计,电子产品的运输包装设计主要有外包装与内包装设计，外包装设计主要是纸箱、木箱等设计，这在第三部分已经讲过了，下面主要讲解内包装设计。内包装设计主要是缓冲衬垫的设计，而设计缓冲衬垫的基本要求是在保护产品免遭破损（防震包装）的前提下，选择适当的材料，确定出合理的结构形式和尺寸。缓冲衬垫设计的基本参数，除了产品重量和尺寸外，还应包括：代表流通环境条件的等效跌落高度 等效跌落高度代表包装件在流通过程中跌落冲击能量的大小。跌落高度越高，冲击能量越大，产品越容易损坏，缓冲防护就要求越高。,代表产品特性的脆值 脆值指产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度值，常以重力加速度的倍数来表示，它是缓冲包装设计和产品改进设计的一项重要的基本参数，综合反映产品质量的强度指标。许用脆值是考虑产品的价值、强度及重要程度等因素而规定产品的许用加速度值。缓冲包装设计要求产品承受的最大加速度值小于或等于产品的许用脆值。,代表材料性能的缓冲特性曲线 具体设计时，所选用的缓冲特性曲线不同，设计方法也不同。通常应用四种特性曲线：缓冲系数最大应力曲线；最大加速度静应力曲线；缓冲系数应变曲线；缓冲系数比能曲线。现在主要介绍最大加速度静应力曲线的应用。,缓冲包装应遵循以下五个步骤：（1）确定环境 这里所说的环境，主要是运输过程中造成产品破损的力学环境，即：冲击和振动。（2）确定产品的脆值 分析产品耐冲击的强度、抗冲击的能力等，确定产品的脆值、许用脆值，还要认真考虑产品的形状、尺寸、体积、重量、重心位置以及数量等。（3）缓冲衬垫设计 在了解缓冲包装材料特性的基础上，进行缓冲衬垫的设计，具体设计方法在随后的讲解中进行介绍。,（4）设计并制造包装件样品 在缓冲衬垫设计的基础之上，兼顾包装结构、外包装材料、其他保护类型和特殊保护要求等进行包装件样品的设计和制造。所设计和制造的样品，应当非常接近最后真正的包装，还应有一定的数量，这样才具有代表性。（5）对包装件样品进行试验 缓冲包装检验通常包括一系列冲击与振动试验（和压缩试验），依据包装产品预计的流通过程，对单个包装件、托盘包装单元进行连续试验。通常，这些试验得到一个简单的结论，即包装合格/失败。若发现包装设计失败，设计者必须返回到以前的设计步骤，找到修改包装设计最有效的办法，而且不应该总是局限在分析包装数据，或许，通过调整产品设计，就可能得到更合理的包装保护费用。,最大加速度静应力曲线的应用 最大加速度静应力曲线表示某种缓冲材料，在一个特定的跌落高度下，不同的静载荷对应不同厚度的缓冲垫时将不同的冲击加速度传递给被缓冲产品。设计者首先根据流通环境确定出跌落高度，然后根据各种待选的材料缓冲曲线确定出缓冲材料及其参数。在此过程中将材料的最大加速度值与产品的脆值进行比较，并进行优化设计确定出合适的缓冲材料和经济有效的缓冲垫尺寸。,在最大加速度静应力曲线应用中，缓冲设计方法有：（1）全面缓冲法；（2）局部缓冲法两种，具体设计步骤包括：(1)对于全面缓冲包装来说，由于缓冲衬垫面积已经确定，只需求出衬垫厚度。第一步计算缓冲材料所受到的静应力，,第二步根据等效跌落高度，在最大加速度静应力曲线上找出对应许用脆值与静应力的交点，若此交点位于两条曲线之间，可用比例插入法确定缓冲衬垫厚度T。,案例一：国内 某空调厂生产的某型号的空调，拟采用蜂窝纸板用作其缓冲材料。该型号空调重55kg，脆值为G=50g，几何尺寸（宽x深x高）为500 x300 x1700mm3。设产品的等效跌落高度H=90cm。试计算所采用的蜂窝纸板的最佳厚度。,根据运输方式以及空调的实际尺寸，采用全面缓冲包装，计算静应力,由已知条件，可知,（3）查不同厚度的蜂窝纸板在同一跌落高(DH=90cm)下的最大加速度静应力曲线。,（0.36，50）,点（0.36，50）处于t=3cm和t=4cm两条曲线之间。采用线性插入法得蜂窝纸板的衬垫厚度为：,如果改用EPS，跌落高度定为60，脆值G不变。查EPS的G()图：用线性插入法求得：t50.,=0.036Kg/cm2,(2)对于局部缓冲包装法，首先根据等效跌落高度找到所对应的曲线，然后在曲线上找到对应的许用脆值，并作一条水平直线，它与缓冲曲线有许多交点。为了节省材料，一般取与之相交的厚度较小的缓冲材料进行设计，那麽就可得出缓冲材料厚度T，脆值与该厚度的缓冲曲线就有两个交点。在这两个交点之间的曲线上的每一点所对应的加速度值都小于产品脆值，在设计时都可选用。但是选择右边一交点(静应力较大的一个交点)进行设计时，用料面积最省，所用公式为,案例二 某一电子 产品的质量m=10kg，该 电子产品中最薄弱部件 的脆值为G=40，底面积为35x35cm，包装件允许跌落高度H=60cm，试问利用蜂窝纸板对该产品进行局部包装时，确定蜂窝纸板缓冲垫的尺寸。,查不同厚度的蜂窝纸板在同一跌落高(DH=60cm)下的最大加速度静应力曲线。,G=40,A,B,许用脆值G=40与厚度为30mm、40mm的蜂窝纸板最大加速度静应力曲线相交，其中与厚度为30mm的蜂窝纸板交于A、B两点，对应的静应力分别为0.4X10Pa、0.78X10Pa，为了节省材料，取B点进行设计。衬垫面积应为：,采用四个面积相同的角垫。则每个角垫的面积为31.66cm。,案例三：设：某消毒柜产品G=25.5Kg,脆值50g.底面积：2，跌落高度：H=61m(由GB1019-89查得），求:利用EPS对该产品进行局部包装时，EPS缓冲垫的尺寸。解：查EPS的G()图：用线性插入法求得：t50，=0.055kg/cm2 0.55X104Pa(取较大值）.故：A=W/m4/(0.55X104)464cm2 如果采用前下与后下的局部缓冲包装方法：则平均衬垫面积（接触面积）为：S前=S后=464/2=232cm2,由于材料的性能是多方面的，缓冲衬垫除了缓冲以外，还有其他多方面的要求。因此，必须对基础设计进行多方面的校核，作某些调整和补充。校核一般包括以下几个方面：,产品强度校核挠度校核蠕变量校核温湿度校核防振校核,（1）产品强度校核 在缓冲设计时，应校核产品在载荷方向上与缓冲材料的接触部分的强度。这是因为：在跌落冲击时，产品与衬垫之间的作用力是相互的，产品以惯性力和自重压缩衬垫，衬垫则以同样大小的弹力反作用于产品。在基础设计中，为了节省材料，常常设法减小衬垫的负载面积，由此带来的后果是产品支承面的应力集中，可能导致产品的局部破损。,产品强度的校核就是校核产品支承面的应力，控制在产品强度所允许的范围内。,（2）挠度校核 衬垫尺寸的面积与厚度之比超过一定数值时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲，其中最小承载面积 Amin 与厚度 T 之比应符合以下规定（克斯特纳经验公式）：,式中：T厚度，cm；A面积，cm。,案例三：A 464cm2Amin/(1.33X5)2=10.51,（3）蠕变量校核 缓冲材料在长期静压力作用下，其塑性变形量会随时间而增大，这种蠕变使得衬垫尺寸变小，在使用一段时间后容器内出现空隙,加剧内装产品的振动和摩擦擦伤，同时缓冲衬垫的缓冲能力有所下降。蠕变不仅与材料的性能有关，还与外力的大小、作用力的时间长短以及环境温湿度有关。包装件在流通过程中往往贮存时间较长，缓冲材料产生蠕变是不可避免的。考虑到这一因素，初步设计的衬垫尺寸应附加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量。,蠕变增量的大小按下式计算：Tc=T(1+Cr)式中：Tc 修正后的厚度，cm；T 原设计厚度，cm；Cr 蠕变系数，%；一般选取10%左右。,案例三：TC=5X（1+0.1）=5.5cm,（4）温湿度校核 环境温度和湿度的变化对衬垫的缓冲能力有明显的影响；温度的升高或降低还会引起衬垫尺寸的变化。因此，应根据流通环境中可能出现的环境条件修正缓冲衬垫的尺寸。,（5）防振校核(有时间可以了解下,比较重要)通常，缓冲衬垫总是先按缓冲要求进行设计，然后校核其防振能力，这是防振包装设计的基本原则。防振设计的目的在于调节包装件的固有频率，并且通过选择恰当的阻尼材料，把包装系统对振动的传递率控制在预定的范围内。,七、运输包装件基本试验,各部位的标示方法（应用）,总则：典型的试验顺序（可以根据整过流通过程的实际情况确定若干实验项目）温湿度预处理1堆码试验2冲击试验3气候试验4振动试验5堆码试验6冲击试验,家电包装通则中防震包装的实验顺序,潮热试验,实验方法按GB2423.3电工电子产品恒定湿热试验方法进行。试验时间如下表:,试验后，室内温度202，相对湿度655的环境条件下调节处理24小时。之后开箱，产品上无凝露，无锈斑者合格。,主要讲解家电包装通则的防震包装的检验，穿插一些其它标准的应用。,堆码试验 堆码试验实际上也是一种压力试验，试验方法按GB4857.3堆码试验方法。就是把所选取的样品箱(非空箱）置放在一个水平面上，在瓦楞纸箱试样的顶部计算好标准重量的载荷施加在平板上。依照规则，观察样箱在24小时内实际承载能力的状态。见实验图,堆码试验标准重量值的计算公式：M0=k（H/h-1）M1 式中：M0-瓦楞纸箱上施加的堆码总质量，kg M1-单件包装毛重；kg H：-堆码高度；m h：-瓦楞纸箱刻度；m k：-劣变系数（见表二十五）H/h：-取整位数（规则见抗压力试验的要求）。根据SN/T0262-93出口商品运输包装瓦楞纸箱检验规程中的计数规定，H/h取速位数。小数点后面无论大、小都入上，就高不就低。在家电包装通则中：堆码试验如果采用直接堆码实验则不需潮热试验，H=3.5,t=28d,h1cm/m(比较常用）。如采用压力堆码试验，则试验负载=H=3.5m,t=48h(施压时间），h1.2cm/m（精度高）。,如果有产品的专业标准，则按产品标准。如：家电通 则堆码试验的作用:时间对很多包装材料都有较大的影响,振动试验,一般按照GB4857.7正弦振动（定频）试验方法。,跌落试验 按GB4857.5垂直冲击跌落试验方法。垂直冲击跌落试验实际上是对被测瓦楞纸箱在无任何外力的情况下，让瓦楞纸箱箱体在一定的装置上完成自由跌落，并对被测瓦楞纸箱采取不同的置放位置，使其不同的位置在一定的高度自由落于冲击面上，观察其受垂直冲击后的状态。垂直冲击跌落试验对瓦楞纸箱作面跌落、棱跌落和角跌落。同样选取三个样箱，在温度232,相对湿度505的环境条件下进行予处理24小时,并在同样的环境条件下进行试验。常用七次跌落（一角三楞三面）还有：转动跌落，倾翻试验,家电通则中：2650kg,流通条件1,H=61cm。,ISTA实验案例ISTA 标准ASTM D5276 的十次跌落循环纸浆模塑产品性能测试被包装物：微波炉 质量：15kg试验方法：ISTA法对同一包装产品顺序作如下试验：一、环境试验：试验设备：温度湿度控箱实验标准：1、温度：70，湿度：95%，保持时间：8小时2、温度：-20，湿度：0 保持时间：8小时3、中间过程：2070，3小时，2070，3小时，-2020，3小时，-2020，3小时。以上三步连续3个循环 二、振动试验：试验设备：振动试验台试验标准：振幅：25.4mm,频率：165次/min,保持时间：1小时,三、跌落试验：试验设备：跌落试验台试验标准：跌落高度：从地面到包装箱最低点61cm。跌落位置：1角、3边、6面，每个部位各跌落一次，每件试样共跌落10次。四、蹬踏试验：一个75kg的人搬一台微波炉，站在测试样品上走动10步。试验过程：采用相同试验方法与EPS泡沫包装进行对比试验。试验结果：纸浆模塑包装：被包装物无磨损、无变形。纸浆