包裝箱的箱型及其尺寸設(shè)計

摘要:人們對包裝箱功能的要求越來越高，一個集多種功能于一體的包裝箱，合理的箱型和尺寸設(shè)計至關(guān)重要。因此，如何根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計出合理的箱型和尺寸也是一個值得探討的問題。

關(guān)鍵詞:包裝箱箱型;尺寸設(shè)計

各行業(yè)對包裝箱用量的增多，用戶對其功能也提出了更高的要求。在紙箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，特別是在集裝箱裝箱運(yùn)輸、貨架儲存方面，合理的尺寸、造型和配材不僅能節(jié)約成本，提供最優(yōu)的包裝解決方案，而且能保證產(chǎn)品在長期的貨運(yùn)過程中得到最有效的保護(hù)。在這樣的情況下，包裝箱的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計也顯得日益重要。

一、包裝箱的箱型標(biāo)準(zhǔn)

紙箱的尺寸設(shè)計先從確定產(chǎn)品性質(zhì)及箱型開始。先確定了箱型才能對各個部分的尺寸進(jìn)行設(shè)計和計算。

(一)國際紙箱箱型標(biāo)準(zhǔn)

國際包裝箱的箱型標(biāo)準(zhǔn)有兩大類，一類是經(jīng)國際包裝板協(xié)會批準(zhǔn)，由歐洲包裝板制造工業(yè)聯(lián)合會(FEFCO)和瑞士紙板協(xié)會(ASSCO)聯(lián)合制訂的國際紙箱箱型標(biāo)準(zhǔn);另一類是日本、美國的國家標(biāo)準(zhǔn)。國際紙箱箱型標(biāo)準(zhǔn)中把箱型的文字名稱用簡單的4位~8位數(shù)字代號表示，各種箱型在標(biāo)準(zhǔn)中有圖例可查。

統(tǒng)一序號表示同一箱型種類中不同的箱型結(jié)構(gòu)，改型是各制造商對標(biāo)準(zhǔn)箱型的修改。不同廠家改型后綴碼所代表的箱型不同，但同廠家應(yīng)該是唯一專用的。后綴碼方便建立CAD/CAM庫或?qū)Ｓ孟鋱D庫。

如常用的02型紙箱，也稱開槽型紙箱，使用一頁紙板成型，連體的上、下?lián)u蓋可以封閉紙箱。一般在紙箱廠通過釘合、膠黏劑或膠帶紙粘合來接合接頭，接合邊長根據(jù)所采用的包裝板的厚度而定，一般在25 mm~45 mm之間。02型也有插底結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是防止所裝物品從底部漏出。02型包裝箱在運(yùn)輸時呈平板狀，使用時裝入內(nèi)裝物封合搖蓋，應(yīng)用最廣。

(二)國內(nèi)紙箱箱型標(biāo)準(zhǔn)

我國參考國際標(biāo)準(zhǔn)制訂了國標(biāo)GB/T6543-2008《運(yùn)輸包裝用單包裝箱和雙包裝箱》，規(guī)定了運(yùn)輸包裝用單包裝箱和雙包裝箱的基本箱型，其箱型代號如下表所示。

我國包裝箱的箱型代號

分類編號 箱 型 編 號

03 0310 0325

04 0402

09 0900~0976

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的箱型代號由四位數(shù)字組成，代號中前兩位數(shù)字表示箱型種類，后兩位數(shù)字表示同一類箱中不同的紙箱式樣。目前我國常用的包裝箱主要是標(biāo)準(zhǔn)中的02類，即美、日標(biāo)準(zhǔn)中的A型箱。02類中有0201箱型(平口紙箱)、0202箱型(搭口紙箱)、0203箱型(大蓋紙箱)。上述各種箱型的結(jié)構(gòu)都是根據(jù)包裝商品的需要設(shè)計的，一般紙箱以平口居多。搭口紙箱的結(jié)構(gòu)對于某些商品具有保護(hù)作用，如一些體積膨脹的棉織衣服等，經(jīng)重壓一段時間后會壓縮，如果用平口紙箱包裝，則紙箱兩邊的搖蓋必然會合不攏，使箱內(nèi)商品露出。用搭口紙箱則比較合適，搭口多少可根據(jù)具體情況而定。大蓋紙箱外表整齊，對內(nèi)裝物品的保護(hù)性能比前兩種要好，但原材料耗費(fèi)也比較多，生產(chǎn)過程稍復(fù)雜。

03型為套合型紙箱，是由幾頁箱坯組成的箱，其特點(diǎn)是箱體與箱蓋(頂蓋、底蓋)分開，使用時，箱蓋和箱體是套接的。04型為折疊型紙箱，通常由一片包裝板組成，折疊而成箱的底，不用釘合或粘合，生產(chǎn)時也可根據(jù)要求訂貨合同所規(guī)定的其他型式制造。

我國包裝箱代號是由包裝板種類來規(guī)定的，分為3類，且各類中又分成5種，與包裝板種類相對應(yīng)。各類包裝箱的代號、規(guī)格及使用場合在國標(biāo)中都可以查到。1類紙箱主要用于出口及貴重物品的運(yùn)輸包裝，而且不用B或BB瓦楞;2類紙箱主要用于內(nèi)銷產(chǎn)品的運(yùn)輸包裝;3類主要用于短途、低值商品的運(yùn)輸包裝。

在設(shè)計或選用包裝箱時，同時應(yīng)考慮選擇合適的包裝板，包括瓦楞楞型、紙板層數(shù)、原紙規(guī)格等，這在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及資料中作了明確的規(guī)定。

二、包裝箱的尺寸設(shè)計

在確定包裝箱的結(jié)構(gòu)尺寸前，首先要考慮內(nèi)裝商品的最大外徑、性質(zhì)和商品本身縮脹的公差系數(shù)，以及內(nèi)裝商品是整體還是組合套裝。同時，還要考慮為保護(hù)內(nèi)裝商品所加設(shè)的各種附件等。這就要求在設(shè)計安排和結(jié)構(gòu)布局上要考慮多種因素對包裝箱結(jié)構(gòu)尺寸的影響。

(一)尺寸規(guī)定

紙箱的規(guī)格一般用紙箱的內(nèi)徑尺寸長、寬、高表示，并按下列順序和代號給出尺寸，單位mm。

a.長度(L):箱內(nèi)底面積長邊尺寸;

b.寬度(B):箱內(nèi)底面積短邊尺寸;

c.高度(H):箱內(nèi)頂面到底面尺寸。

包裝箱的尺寸設(shè)計內(nèi)容包括內(nèi)徑尺寸、制造尺寸和外徑尺寸的設(shè)計。內(nèi)徑尺寸為包裝箱成箱后內(nèi)部空間尺寸;外徑尺寸為包裝箱成箱后外部輪廓尺寸，可用實(shí)際制造的尺寸加所使用的包裝板的厚度表示;制造尺寸為包裝箱在制造過程中使用的尺寸，可用內(nèi)徑尺寸加所使用的包裝板的厚度為制造尺寸。

(二)尺寸的設(shè)計計算

1.內(nèi)外徑及制造尺寸的計算

內(nèi)徑尺寸的確定因素主要有內(nèi)裝物最大外徑尺寸、按內(nèi)裝物形式確定的公差系數(shù)、內(nèi)裝物排列方式、內(nèi)裝物隔襯與緩沖件的相關(guān)尺寸。內(nèi)徑尺寸的計算可由下式得到:

Xi=Xmaxnx+d(nx-1) +k' +T。

式中，Xi為紙箱內(nèi)徑尺寸;Xmax為單個內(nèi)裝物最大外徑尺寸;d為內(nèi)裝物在紙箱內(nèi)某一方向的排列數(shù)目;k'為紙箱內(nèi)徑尺寸補(bǔ)償量;T是隔襯或緩沖件總厚度。長度單位均為mm。需要滿足Xi >內(nèi)裝商品的外徑尺寸。修正系數(shù)及公差系數(shù)可查表得到。

制造尺寸的計算為:

X=Xi +t +k

式中， 為包裝板制造尺寸， 為紙板厚度， 為修正系數(shù)。 值的大小與紙箱的具體尺寸有關(guān)。在實(shí)際使用過程中，由于內(nèi)搖蓋的回彈作用，使其有向外翹起的趨勢。為減少由于這種原因而造成的凈空高度增加，高度方向上的值應(yīng)為2t<k<3t。

外徑尺寸計算為:

X0=X+K

式中，X0為外徑尺寸，K為修正系數(shù)。

2.紙箱搖蓋尺寸的計算

包裝箱外搖蓋的制造尺寸也是需要注意的一個關(guān)鍵部位。在包裝箱外搖蓋對接封合的箱型中，如0201、0204、0207等，搖蓋寬度制造尺寸理論值應(yīng)為箱寬制造尺寸的二分之一。但是，由于內(nèi)搖蓋的回彈作用，箱蓋合上后并不是水平的，而是略傾斜，外搖蓋必然在對接處產(chǎn)生一定的間隙。因此，外搖蓋的寬度并不是寬度的一半，而是稍長，所以在實(shí)際的生產(chǎn)中要加上一個放大系數(shù)。放大系數(shù)可以通過三角函數(shù)計算得出。不過，由于紙箱自身的可塑性，也為了便于計算，多數(shù)企業(yè)都根據(jù)紙板的厚度計算出一個固定的放大系數(shù)。如下表所示:

紙箱搖蓋的放大系數(shù)

紙板厚度 3 mm以下 3 mm~5 mm 5 mm~8 mm 8 mm~12 mm

放大系數(shù) 無 加大1 mm 加大3 mm 加大4 mm

當(dāng)然，這樣的放大系數(shù)只是適合于一般的包裝箱，如果遇到對搖蓋要求很高的紙箱，可以通過函數(shù)求出紙箱搖蓋的放大系數(shù)。另外，上表列出的放大系數(shù)不適合于寬度低于20 cm的紙箱。

3.接頭尺寸的設(shè)計

包裝箱通過粘合、釘合接頭來成型，接頭尺的尺寸一般根據(jù)瓦楞層數(shù)及工廠的工藝水平而定。為保持主箱面(LH面)的印刷面不被破壞，接頭一般應(yīng)與LH面連接。單瓦楞接頭尺寸一般為35 mm~40 mm，雙瓦楞45 mm~50 mm，三瓦楞為50 mm。

4.紙箱落料規(guī)格的計算

生產(chǎn)的紙箱還是以0201型包裝箱為主，就可以計算出要將一個普通的0201型紙箱投于生產(chǎn)所需要耗費(fèi)多少材料了。

0201 型紙箱結(jié)構(gòu)及展開圖

如上圖所示:

紙板的長度=2L+2B+紙箱的結(jié)舌;

紙板的寬度=H+2倍的紙箱搖蓋。

根據(jù)公式，我們計算出紙箱的落料規(guī)格。這里計算出了紙箱的凈料規(guī)格，在生產(chǎn)時還會修邊。為了盡量節(jié)省材料，一般修邊尺寸不會大于1 cm?？拷Y(jié)舌的邊不需要修邊。異型箱落料尺寸根據(jù)同樣的原理即可算出，只是不同的箱型計算的公式不一樣而已。

三、尺寸的修正問題

一般包裝板需通過模壓工藝使之能得到良好的彎折。模壓使包裝板的結(jié)構(gòu)破壞，會導(dǎo)致里紙收縮、面紙延伸，這種彎折變化使包裝板的延伸尺寸成了包裝箱設(shè)計的基本尺寸。所以，包裝箱的內(nèi)徑尺寸要比包裝箱展開時的線與壓線間的距離要略短一些。這樣就要把縮小的那部分尺寸加進(jìn)去，這個加進(jìn)去的尺寸與使用的包裝板的厚度密切相關(guān)。包裝箱在實(shí)際生產(chǎn)中還要根據(jù)具體使用的設(shè)備選擇適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)和附加尺寸。修正系數(shù)值查表可得到。

制作包裝箱一般都是根據(jù)內(nèi)徑尺寸來設(shè)計的。因?yàn)閮?nèi)徑尺寸比較容易確定，它以實(shí)物測量或者以組合套裝、合理的排列方式的外徑尺寸來實(shí)現(xiàn)并確定。但在實(shí)際操作中，無論是運(yùn)費(fèi)的計算，還是箱面標(biāo)志中的體積，都要以外徑尺寸為準(zhǔn)。因此在包裝箱設(shè)計中，不僅要根據(jù)內(nèi)徑尺寸來確定制造尺寸，還要根據(jù)制造尺寸計算出外徑尺寸。

當(dāng)然，也可根據(jù)托盤或集裝箱的內(nèi)徑尺寸來確定紙箱的外徑尺寸，使紙箱的長、寬、高與運(yùn)輸工具相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化運(yùn)輸，提高運(yùn)輸效率。由于包裝箱的堆碼方式不同，故應(yīng)使堆碼物體的垂直投影面積與托盤尺寸相適合。若能讓紙箱從內(nèi)向外逐級計算的箱體尺寸與由外向內(nèi)逐級計算的箱體尺寸基本吻合，則可得到最優(yōu)化的包裝箱尺寸。當(dāng)然，最佳設(shè)計方案還是應(yīng)由外向內(nèi)逐級進(jìn)行。

實(shí)際生產(chǎn)中，客戶提供給我們的往往只有內(nèi)裝產(chǎn)品的尺寸或樣式，這就需要我們計算出紙箱的外徑尺寸和制造尺寸。特別是采用集裝箱運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品，對紙箱外徑的計算尤為重要。在對包裝箱進(jìn)行測量時，雖然都可以直接用工具測量出其具體的尺寸，然而在測量的過程中，由于壓痕線的影響，會導(dǎo)致測量的結(jié)果不夠精確。特別是對使用過的廢舊紙箱尺寸的測量，應(yīng)嚴(yán)格測算，以保證尺寸設(shè)計的準(zhǔn)確性，保證后期托盤或集裝箱裝柜順利進(jìn)行，并能很好的保護(hù)商品。一個好的紙箱設(shè)計方案可以在運(yùn)輸上節(jié)約大量的成本。

四、設(shè)計中的方法原則

包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計是從包裝和生產(chǎn)實(shí)際條件出發(fā)，依據(jù)科學(xué)原理對包裝的外形構(gòu)造及內(nèi)部附件進(jìn)行的設(shè)計。設(shè)計時必須保證結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度、硬度及抵抗其他環(huán)境的能力。從包裝的目的來看，必須考慮以下兩個方面，一是保護(hù)產(chǎn)品的首要功能，二是滿足現(xiàn)代包裝的重要特征，如運(yùn)輸、加工特性等。

合格的紙箱產(chǎn)品，從正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計開始。設(shè)計人員不僅要真正的理解客戶的意圖，還要熟悉后序加工工藝。只有這樣，才能把客戶的意圖轉(zhuǎn)化為合格的產(chǎn)品，并能保證后序加工順利進(jìn)行。設(shè)計人員在設(shè)計開始前要了解內(nèi)裝物的性質(zhì)、形狀、尺寸、重量，內(nèi)裝物的排列方式、運(yùn)輸方式、堆碼方式，內(nèi)裝物的倉儲環(huán)境、運(yùn)輸路線和時間以及紙箱箱型和制作材料等信息。

國內(nèi)的紙箱設(shè)計，存在技術(shù)和指導(dǎo)思想方面的一些問題，缺乏系統(tǒng)的分析，從而使得所設(shè)計出來的包裝不能夠滿足人機(jī)工程學(xué)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等方面的要求。這一點(diǎn)，在紙箱尺寸設(shè)計中反映得十分明顯。

我國只是對紙箱的箱型作了明確的規(guī)定，而對紙箱的尺寸大小卻無具體要求，主要由設(shè)計者來定。而設(shè)計者在確定紙箱尺寸時又主要是考慮兩方面的因素:一是能夠包容得下內(nèi)容物;二是具有足夠的強(qiáng)度。其實(shí)，制約紙箱大小和形狀的因素除去包裝內(nèi)容物外，還有許多其它的因素，如人機(jī)工程學(xué)方面的因素、托盤的尺寸、貨車車廂的尺寸大小、集裝箱空間的尺寸大小、配貨架的尺寸大小等。這些因素間既相互獨(dú)立，又相互制約影響;既要考慮包裝功能，也要考慮方便性。所以設(shè)計時只有系統(tǒng)地、綜合地把握住所有的制約因素，才能夠真正合理地確定紙箱的尺寸大小。

綜上所述，紙箱的尺寸設(shè)計是包裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計中很重要的一項(xiàng)工作。一個合格的紙箱產(chǎn)品要具有保護(hù)性和良好的造型。特別是集銷售包裝和運(yùn)輸包裝功能于一身的紙箱，合理的尺寸將是紙箱設(shè)計的關(guān)鍵。因?yàn)槌叽绲淖兓瘜⒅苯佑绊懙郊埾涞母鞣N性能的變化?？傊?，在包裝箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要根據(jù)使用的制造設(shè)備、不同的生產(chǎn)工藝、不同楞型構(gòu)成的包裝以及內(nèi)裝商品的種類和性質(zhì)來確定。只有掌握了設(shè)計包裝箱的結(jié)構(gòu)、尺寸相關(guān)的內(nèi)容后，才能制造出保護(hù)商品、美化商品的包裝箱。