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文档简介
T/CPFXXXX—2021
目次
前言.................................................................................II
1范围................................................................................1
2规范性引用文件......................................................................1
3术语和定义..........................................................................1
4基本要求............................................................................2
5设计因素............................................................................2
6设计程序............................................................................4
7试验验证分析.......................................................................11
附录A(资料性附录)瓦楞纸箱设计算例................................................122
参考文献.............................................................................14
Ⅰ
T/CPFXXXX-2021
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规则
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国包装联合会提出。
本文件由全国包装标准化技术委员会(SAC/TC49)归口。
本文件起草单位:浙江大胜达包装股份有限公司、浙江大学宁波理工学院、厦门合兴包装印刷股份
有限公司、美盈森集团股份有限公司、龙利得智能科技股份有限公司、森林包装集团股份有限公司、山
东新兴华环保科技材料有限公司、浙江中包派克包装有限公司、浙江奥迪斯丹科技有限公司、宁夏和瑞
包装有限公司、中国包装联合会纸制品委员会。
本文件主要起草人:黄煜琪、王召霞、高德、丁波、陈利科、向存林、莫梦辉、王文强、陈建华、
吴晓青、管大敏。
本文件为首次发布。
II
T/CPFXXXX-2021
瓦楞纸箱设计
1范围
本文件提供了瓦楞纸箱设计的基本要求、设计因素、设计程序、试验验证分析等内容的指导。
本文件适用于以0201型为基准箱型的瓦楞纸箱包装设计,其他箱型可参考。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注明日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文
件。
GB190危险货物包装标志
GB/T191包装储运图示标志(ISO780-1997,MOD)
GB/T4122(所有部分)包装术语
GB/T4768防霉包装(GB/T4768-1995,IEC68:1988)
GB/T4857(所有部分)包装运输包装件基本试验
GB/T4879防锈包装
GB/T5048防潮包装
GB/T5398大型运输包装件试验方法(GB/T5398-1999,ASTMD1083:1991,NEQ)
GB/T6543-2008运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱
GB/T6544-2008瓦楞纸板
GB/T7350防水包装
GB/T8166缓冲包装设计
3术语和定义
GB/T4122、GB/T6543-2008、GB/T6544-2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
瓦楞纸箱设计designofcorrugatedbox
1
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根据内装物的形态、排列方式、强度因素、环境因素等选择最佳的楞型类别、材料配比、尺寸比例,
设计瓦楞纸箱。
4基本要求
应依据项目任务书或合同书进行包装设计。
应保证内装物在流通过程中满足质量要求。
应节省资源,合理控制包装成本,提高经济效益。
应符合有关法律法规及标准的要求。
5设计因素
内装物特性
5.1.1形态
根据内装物的形态,设计相应的包装形式。
5.1.2质量及尺寸
5.1.2.1内装物可分为轻物、重物、小型、大型、长物、扁平物、超高物等。应根据质量及尺寸确定包装
单元,要考虑到运输、装卸及仓储等。
5.1.2.2对于重物、长物、扁平物,超高物、大型物,在考虑物品本身的保护的同时,要具备有利于装卸方
便及安全的外包装形态。即使是轻物、小型物,一般情况下也要对来自上部的载荷及冲击进行防护。
5.1.3强度
应预先掌握内装物的强度及脆值等因素,宜考虑适当缓冲技术措施。
5.1.4温度适应性
应预先掌握内装物的运输条件与存储环境选择合适的材料,耐温度包装要考虑运输期间流通环境的影
响因素、运输路线及运输方式。(运输方式包括铁路、公路、水路、空运)
5.1.5耐水、耐潮性
对于耐水及耐潮性,应考虑如下因素:
a)易受水影响的产品,可采用防水包装等;
b)易受潮气影响的产品,可采用防潮包装或防水材料进行包装。
5.1.6耐腐蚀性
对于易腐蚀产品,要考虑流通环境条件,采取防腐包装。
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5.1.7耐霉性
对于易发霉及易受霉影响的产品,根据流通环境中的气象条件采用防霉包装。
5.1.8危险性
产品为剧毒、易燃物、易爆物、放射物质等情况下,要根据安全性及有关法律法规进行包装设计。
流通环境条件
5.2.1装卸作业条件
应考虑如下情况:
a)人工作业、机械作业、多式联运转载作业等,推测装卸次数的多少及跌落、冲击、倒置、棱与角的
载荷等可能性,采取必要的试验验证;
b)到达地的装卸设备、装卸技术、装卸习惯等;
c)内装物的强度(特别是易损品要依据其脆值参数)与有关试验、经验数据;
d)装卸的便利性及保护措施(适当的包装单元、质量、尺寸);
e)托盘及集装箱的利用。
5.2.2运输环境条件
应考虑如下情况:
a)铁路运输的情况,如:振动、冲击、货压、温湿度等;
b)公路运输的情况,如:换档、恶劣道路上运行与急刹车造成的冲击、振动等;
c)水路运输的情况,如:振动、摆动、货压、冲击、温湿度变化、盐雾等;
d)航空运输的情况,如:振动、冲击、温度变化、低气压等。
5.2.3贮存保管条件
a)堆码的高度及堆码的排列方式对瓦楞纸箱强度的影响;
b)贮存期的长短对瓦楞纸箱的疲劳及强度降低的影响;
c)贮存场所的温湿度条件对包装件的影响;
d)室外贮存时的风吹、日晒、雨淋、凝露、扬尘等对包装件的影响。
5.2.4气象条件
应考虑高温、低温、温湿度变化及结露等条件对包装件造成的影响。
工艺因素
应考虑各种工艺因素对瓦楞纸箱强度的影响,如印刷、开孔、裁切、成型等。
用户要求
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a)销售性:便于销售的包装单元;
b)便利性:检查、拆开及使用后易处理;
c)标志性:容易识别,不会与其他混淆的鲜明标志等。
其他限制事项
不仅要遵守各运输、仓储等部门所规定的包装条件,还要遵守有关法律法规所规定的限制条款。如:
质量限制、尺寸限制、地区限制等。
6设计程序
确定内装物排列方式及尺寸
6.1.1长方体内装物排列方式
(a)排列数目
(1)
nnLnBnH……………….
式中:
n—瓦楞纸箱装量,单位为件;
nL—瓦楞纸箱长度方向内装物排列数目,单位为件;
nB—瓦楞纸箱宽度方向内装物排列数目,单位为件;
nH—瓦楞纸箱高度方向内装物排列数目,单位为件。
(b)排列方向
对于长方体内装物来说,按其本身的长宽高与瓦楞纸箱的长宽高的合理方向为排列方向,可以有:立
放(内装物底面平行纸箱底面)、侧放(内装物断面平行纸箱底面)、平放(内装物侧面平行纸箱底面)。
(c)排列方式
排列数目与排列方向的综合为排列方式。
6.1.2圆柱体内装物排列方式
(1)整齐排列
瓶罐等圆柱体内装物在包装中的排列如同长方体一样,以传统的排列方式为主,该方式具有排列整齐,
便于计数,便于机械操作等特点。
(2)错列排列
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错列排列即行与行之间直线平齐,而列与列之间相对错位半径R,这样行与行之间在列的方向上每两个
圆柱体内装物之间交错排放圆柱体。
瓦楞纸箱尺寸设计
6.2.1瓦楞纸箱内尺寸设计
(a)内尺寸确定因素
确定内尺寸的因素有内装物最大外尺寸、内装物排列方式、内装物公差系数、内装物隔衬与缓冲件的
相关尺寸。
(b)内装物为长方体的内尺寸计算公式
内装物为长方体内装物的内尺寸计算公式为:
()
Xixmaxnx(nx1)dTk………………….2
式中:
纸箱内尺寸,单位为毫米();
Xi—mm
内装物最大外尺寸,单位为毫米();
xmax—mm
内装物排列数目,单位为件()
nx—mm;
d—内装物公差系数,单位为毫米(mm);
T—衬格或缓冲件总厚度,单位为毫米(mm);
k—内尺寸修正系数,单位为毫米(mm)。
上式中,如果内装物排列数目nx=1,则T=0,即
Xxk………………….
imax(3)
内装物公差系数d的取值如下:
中包装盒:mm件;针棉织品:mm件;硬质刚性品:mm件。
±1~2/±3/12+1~2/
瓦楞纸箱内尺寸修正系数见表1所示。
表1瓦楞纸箱内尺寸修正系数k值
单位为毫米
尺寸名称
������
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小型箱中型箱大型箱
k3~73~71~33~45~7
综合尺寸(瓦楞纸箱内尺寸的长、宽、高之和);
1.综合尺寸≤1000为小型箱;
2.综合尺寸1000~2000为中型箱;
3.综合尺寸≥2000为大型箱;
(c)圆柱体内尺寸计算公式
圆柱体内装物采用错位排列时,包装箱的内尺寸计算公式为:
……………(4)
'
��=�×�+(�−1)�+�
……………….(5)
3'
式中:��=�+2�(�−1)+(�−1)�+�
D—内装物直径,单位为毫米(mm);
Li—包装长度内尺寸(列方向长度尺寸),单位为毫米(mm);
Bi—包装宽度内尺寸(行方向长度尺寸),单位为毫米(mm);
N—错列排列奇数行列数,单位为毫米(mm);
M—错列排列列数;
d—间隙系数;
k—内尺寸修正系数,单位为毫米(mm)。
由此,可以计算出瓦楞纸箱的内尺寸及最大综合尺寸为:
Z=Li+Bi+Hi…………….(6)
Z—最大综合尺寸,单位为毫米(mm);
Li—包装长度内尺寸(列方向长度尺寸),单位为毫米(mm);
Bi—包装宽度内尺寸(行方向长度尺寸),单位为毫米(mm);
Hi—包装高度内尺寸,单位为毫米(mm)。
6.2.2选用瓦楞纸板的类型
根据瓦楞纸箱最大综合尺寸、内装物最大质量,对应查表2,根据GB/T6543-2008,选择单瓦楞纸板或
双瓦楞纸板及其代号。
表2瓦楞纸箱的种类
内装物最大重量最大综合尺寸a1类b2类c
种类
kgmm纸箱代号纸板代号纸箱代号纸板代号
单5700BS-1.1S-1.1BS-2.1S-2.1
瓦101000BS-1.2S-1.2BS-2.2S-2.2
楞
201400BS-1.3S-1.3BS-2.3S-2.3
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内装物最大重量最大综合尺寸a1类b2类c
种类
kgmm纸箱代号纸板代号纸箱代号纸板代号
纸301750BS-1.4S-1.4BS-2.4S-2.4
箱
402000BS-1.5S-1.5BS-2.5S-2.5
151000BD-1.1D-1.1BD-2.1D-2.1
双
瓦201400BD-1.2D-1.2BD-2.2D-2.2
楞301750BD-1.3D-1.3BD-2.3D-2.3
纸
402000BD-1.4D-1.4BD-2.4D-2.4
箱
552500BD-1.5D-1.5BD-2.5D-2.5
a综合尺寸是瓦楞纸箱内尺寸的长、宽、高之和。
b1类纸箱主要用于储运流通环境比较恶劣的情况。
c2类纸箱主要用于流通环境较好的情况。
注:当内装物最大质量与最大综合尺寸不在同一档时,应以其较大者为准。
6.2.3确定瓦楞纸板耐破强度和边压强度
根据选择的瓦楞纸板类级代号,根据GB/T6544-2008,对应表3,选择瓦楞纸板的耐破度和瓦楞纸板的
边压强度。
表3瓦楞纸板种类对应的最小耐破度与边压强度
优等品合格品
瓦楞纸板最小综合
耐破强度边压强度耐破度边压强度
种类定量
代号(不低于)(不低于)代号(不低于)(不低于)
g/m2
kPakN/mkPakN/m
250S-1.16503.0S-2.14502.0
320S-1.28003.5S-2.26002.5
S360S-1.310004.5S-2.37503.0
420S-1.411505.5S-2.48503.5
500S-1.515006.5S-2.510004.5
375D-1.18004.5D-2.16002.8
450D-1.211005.0D-2.28003.2
D560D-1.313807.0D-2.311004.5
640D-1.417008.0D-2.412006.0
700D-1.519009.0D-2.513006.5
640T-1.118008.0T-2113005.0
T720T-1.2200010.0T-2.215006.0
820T-1.3220013.0T-2.316008.0
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优等品合格品
瓦楞纸板最小综合
耐破强度边压强度耐破度边压强度
种类定量
代号(不低于)(不低于)代号(不低于)(不低于)
g/m2
kPakN/mkPakN/m
1000T-1.4250015.5T-2.4190010.0
6.2.4选择瓦楞纸板楞型
根据边压强度、抗压强度、纸箱长加宽的尺寸,和表4数据,可以选择瓦楞纸板的楞型。
表4边压强度与抗压强度关系表
纸箱长+宽/mm
边压
强度/kN/m500600700800900100011001200130014001500
抗压
强度/N
楞型
21005.254.854.504.104.003.753.603.453.353.203.10
35008.558.007.457.006.506.005.855.655.505.255.00
A40009.659.158.508.007.507.006.506.356.005.855.65
450011.0010.109.508.758.307.857.507.156.906.606.50
500012.5011.0010.509.509.008.508.207.907.507.257.00
20005.445.004.714.203.903.753.653.523.40——
25006.506.005.505.204.904.704.554.354.16——
30007.507.006.506.005.805.605.405.205.105.004.60
C35008.508.007.507.006.706.506.306.005.705.505.40
400010.009.509.008.508.007.507.257.006.806.506.25
450012.0011.0010.309.509.008.508.007.807.507.257.00
500013.0012.0011.0010.509.509.208.808.608.308.208.00
15004.574.303.923.703.453.253.153.00———
20006.005.505.004.704.504.204.154.083.90——
25007.507.006.506.155.805.505.255.004.854.654.50
B
30009.008.507.907.607.106.756.456.205.805.605.50
350011.0010.009.008.508.207.807.507.206.806.506.30
400012.5011.5010.5010.009.309.008.508.007.807.607.50
30006.506.005.505.004.604.304.104.003.803.703.50
BC35007.506.806.305.865.545.104.884.734.504.404.30
40008.507.607.006.506.155.805.505.305.104.904.75
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纸箱长+宽/mm
边压
强度/kN/m500600700800900100011001200130014001500
抗压
强度/N
楞型
45009.608.748.107.567.106.706.406.205.905.705.50
500010.509.508.708.207.607.257.006.606.356.106.00
550011.5010.509.709.108.508.007.657.407.106.856.50
600012.5011.5010.509.809.258.808.408.007.757.407.10
6500—12.511.5010.7010.009.509.008.708.308.007.75
7000——12.5011.5010.8010.259.759.359.008.758.50
7500——13.5012.5011.9011.3010.7010.209.809.509.20
25006.506.005.505.104.804.604.354.154.003.853.70
30008.007.006.506.005.705.505.205.004.804.604.50
35009.308.307.507.206.806.406.005.805.605.355.25
400010.509.508.708.257.807.307.006.606.406.206.00
BE450012.0010.809.809.208.708.307.807.507.307.006.70
500013.0012.0011.0010.209.609.208.808.408.007.707.50
5500—13.0012.0011.2010.6010.009.509.108.858.508.20
6000——13.0012.0011.5010.9010.5010.009.509.209.00
6500———13.3012.5011.8011.3511.0010.5010.109.75
6.2.5确定瓦楞纸箱的制造尺寸
根据表5,选择瓦楞纸箱制造尺寸修正系数,根据表6,设定接头制造尺寸。
表5瓦楞纸箱制造尺寸伸放量
单位为毫米
伸放量
纸板类别楞型
a1a2a3a4a5
A65398
单瓦楞纸板C54286
B43264
BC9741411
双瓦楞纸板
BE65398
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注1:摇盖F的计算公式中(Bi+a5)为奇数时加1。
注2:表中伸放量只是一例。因为伸放量会受设备、加工方法、所用原纸及封箱方法等诸多因素的影响,故在新包
装设计时,应制作样箱试装,反复改进后,才能得出该纸箱较实用的伸放量的值。
表6瓦楞纸箱接头制造尺寸
单位为毫米
纸板种类单瓦楞双瓦楞
J25~3535~45
则此算例中瓦楞纸箱的制造尺寸为:
L1=Li+a1-1;B1=Bi+a2;L2=Li+a1;B2=Bi+a3;H=Hi+a4;F=(Bi+a5)/2。
瓦楞纸箱接头制造尺寸J按表6选取,开槽尺寸:(1.1~2)t,则瓦楞纸箱的设计图纸如图1所示。
图1瓦楞纸箱设计示意图
6.2.6确定瓦楞纸板厚度
对应表7,选择瓦楞纸板厚度。
表7常见瓦楞纸板厚度参考值
单位为毫米
楞型ACBBCBE
厚度4.6~5.03.7~4.12.7~3.16.6~7.14.2~4.49
6.2.7确定瓦楞纸板瓦楞收缩率
对应表8,查看常用瓦楞规格型号收缩率。
表8瓦楞规格型号收缩率
型号ACBBCBE
收缩率(理论值)1.51~1.541.43~1.461.34~1.372.77~2.832.55~2.64
瓦楞纸箱强度的校核
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6.3.1计算瓦楞纸箱的抗压强度
根据马基公式:
(6)
式中:3−6
�=5.874×��×10𝑡×10
P—瓦楞纸箱抗压强度,单位为牛顿(N);
Pm—瓦楞纸板边压强度,单位为千牛每平方米(kN/m);
t—瓦楞纸板厚度,单位为毫米(mm);
Z—纸箱周边长,单位为毫米(mm)。
6.3.2瓦楞纸箱堆码强度校核
瓦楞纸箱的抗压强度计算公式如下:
ℎ
(7)
−�0
式中:�1=�⋅�×�0×9.8
P1—瓦楞纸箱的抗压强度,单位为牛顿(N);
K—强度安全系数,内装物能起到支撑作用的一般取大于2.0,否则取大于3.0;
G—瓦楞纸箱包装件的质量,单位为千克(kg);
h—堆码高度(一般不超过3000),单位为毫米(mm);
H0—瓦楞纸箱外尺寸高度,单位为毫米(mm)。
瓦楞纸箱其它设计
6.4.1防护设计
a)防锈包装设计应符合GB/T4879的有关规定;
b)防潮包装设计应符合GB/T5048的有关規定;
c)防水包装设计应符合GB/T7350的有关规定;
d)防霉包装设计应符合GB/T4768的有关规定;
e)缓冲包装设计应符合GB/T8166的有关规定;
f)其他防护设计应符合相关规定。
6.4.2包装标志设计
包装标志设计应符合有关规定。一般货物包装储运图示标志应符合GB/T191的有关规定,危险货物包
装标志,应符合GB190的有关规定。
7试验验证分析
运输包装应进行试验,以验证设计是否达到预定的防护要求。应确定试验目的、试验项目、试验方法、
试验量值、试验仲裁等。运输包装件基本试验应符合GB/T4857的有关规定。大型运输包装件试验应符合GB/T
5398的有关规定。
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附录A
(资料性附录)
瓦楞纸箱设计算例
已知一内包装物,重量为10kg,尺寸为长L=345mm,宽度B=295mm,高度H=298mm,流通中最大有
效堆码高度为3000mm,设计瓦楞纸箱。
设计步骤如下:
第一步,计算瓦楞纸箱的内尺寸
根据(3)式及表1瓦楞纸箱内尺寸修正系数k值,可得瓦楞纸箱内尺寸:
长:Li=345+5=350mm;宽Bi=295+5=300mm;高:Hi=298+2=300mm,则
最大综合尺寸:Z=Li+Bi+Hi=350+300+300=950mm。
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