纸箱抗压设计

如要确定标准样品，样品必须是标准的(客户确认过的)，尺寸偏差不能太大。样品所装的数量要根据箱子来确定，每个箱子有一个最少数量。只有一个样品或只有尺寸时，一定要将尺寸量准，并根据盒子的实际结构，参照内装实物的饱满程度进行设计。产品装入后，长、宽尺寸距边的缝隙不超过3mm，且所装实物容易被取出(最严格的标准为产品最后一个放入时，不会自动掉下，必须用手略微用力才可以装入)。

1.纸箱抗压力

如装箱不当，将会影响整个纸箱的抗压强度。影响抗压强度的因素有很多，其中最主要的是：瓦楞纸板的性能、箱形尺寸的比例、印刷面积与印刷设计、开孔面积与位置以及其他外界因素。

根据瓦楞纸板强度求箱板纸的定量：

Q=P/0.95nr

式中　Q——箱板纸的定量;

　　　P——纸板的抗压强度;

　　　n——箱板纸的层数;

　　　r——耐破系数，如表4-1所示。

表4-1　耐破系数

2.印刷面积与印刷设计

纸箱抗压强度与印刷面积的关系：随着纸箱印刷面积的增大，纸箱的抗压强度越来越小。如表4-2：

表4-2　印刷强度降低系数

抗压强度与印刷设计的关系如图4-1所示。三个纸箱的材质、尺寸完全相同，(a)为两侧面的水平印刷带，(b)为两侧面和两端面的连通水平印刷带，(c)为两侧面和两端面的垂直印刷带。实验证明，抗压强度最小的为(b)。

图4-1　抗压强度与印刷设计关系示意图

图4-2　开孔面积与开孔位置

3.开孔面积与开孔位置

开孔面积越小纸箱的抗压强度降低得越小;开孔位置离端面中心越近，抗压强度降低得越小。如图4-2所示，纸箱抗压强度(c)>(e)>(a)>(f)>(g)>(d)>(b)。

温度、湿度的变化也会对纸箱的物理性能产生影响，纸箱的抗压强度在湿度为70%左右时最好，而在温度为30℃、湿度超过80%后开始急剧下降。堆码时间与堆码方式也会对纸箱的物理性能产生影响，还有运输方式，如汽车、火车、船舶、飞机等都会对纸箱的生理产生一定的影响。

4.抗压强度

瓦楞纸箱抗压强度的经验公式很多，其中最常用的是美国林产研究所的凯里卡特公式：

式中　P_c——纸箱抗压强度，N;

　　　aX_z——楞常数;

　　　P_x——瓦楞纸板综合环压强度N/cm;

　　　Z——纸箱周长，cm;

　　　J——箱常数。

表4-3　楞常数

P_x＝∑rQ+∑CrmQm

式中　r——箱板纸的环压指数;

　　　Q——箱板纸的定量;

　　　rm——瓦楞芯纸的环压指数;

　　　Qm——芯纸的定量;

　　　C——瓦楞展开系数。

表4-4　瓦楞纸板的展开系数

表4-5　箱板纸与芯纸环压指数参考

5.堆码强度

堆码载荷，产品装箱后形成包装件，包装件又称为货物，货物向上堆码时，最底层纸箱承受的堆码载荷为：

式中　W——每件货物的重量;

　　　h——堆码高度;

　　　H——纸箱高度。

为了保护箱内产品，纸箱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：

P_C≥KP

式中K为安全系数，安全系数是由货物的储存期和储存条件决定的：

表4-6　安全系数

纸箱抗压与含水率有很大的关系，相关的实验表明，纸箱抗压强度与含水率的关系如下：

P=A×0.9^x

图4-3　瓦楞纸箱含水率与空气湿度的关系

式中　P——纸箱抗压强度;

　　　A——0水分时抗压强度;

　　　x——含水率的100倍。

通过以上公式计算可知含水率从10%上升到14%时，纸箱抗硬度会下降30%以上。

瓦楞纸箱含水率与空气湿度的关系如图4-3所示：