瓦楞紙板經過模切、壓痕、釘箱或粘箱製成瓦楞紙箱。瓦楞紙箱是一種套用最廣的包裝製品，用量一直是各種包裝製品之首。包括鈣塑瓦楞紙箱。半個多世紀以來，瓦楞紙箱以其優越的使用性能和良好的加工性能逐漸取代了木箱等運輸包裝容器，成為運輸包裝的主力軍。它除了保護商品、便於倉儲、運輸之外，還起到美化商品，宣傳商品的作用。瓦楞紙箱屬於綠色環保產品，它利於環保，利於裝卸運輸。
基本介紹
歷史,技術與原理,瓦楞紙板,製作工藝,強度設計,抗壓強度,尺寸設計,
歷史
1856年英國人愛德華·希利和愛德華·艾倫兄弟倆人發明了在紙上加壓成波紋瓦楞,作為帽子的內襯,用來透氣並吸汗。1871年美國人阿爾伯特·瓊斯(Albert Jones)發明了單面瓦楞紙板,用於包裝玻璃燈罩和類似的易碎物品,獲得美國第一個專利權。到19世紀末，美國開始研究用瓦楞紙板製作包裝運輸箱。
1920年雙瓦楞紙板問世，其用途迅速擴大。在第一次世界大戰期間，瓦楞紙箱在運輸包裝中僅占20%。但在第二次世界大戰期間，瓦楞紙箱在運輸包裝中已占到80%。瓦楞紙箱現已成為現代商業和貿易中使用最廣泛的包裝容器，也是當今世界各國採用最重要的包裝形式之一。
技術與原理
1、 印刷包裝行業的印刷方式主要有：
2、 瓦楞紙箱主要生產工序
瓦楞紙板自動生產線、印刷工序、後加工及成型工序；印刷工作已基本實現印刷、開槽、模切、粘箱、包裝一次成型自動化作業。
二、水性印刷原理
1、水性印刷屬於加色法印刷。彩色原稿經過電子分色製版成反面圖象，然後通過印刷機進行印刷，將水墨從印刷機網紋輥上轉移到印刷版上，再將水墨從印刷版上轉移到瓦楞紙板上。通過套色、疊色得到正面的圖象，實現原稿樣箱的複製，再現原稿的質量。
2、四原色原理：紅、黃、蘭、黑（嚴格來說是三原色：紅、黃、蘭）
間色：兩種原色相加：紅+黃=橙色（橙紅、橙黃）；
紅+蘭=紫色（櫻紅、茄紫）；
蘭+黃=綠色（深綠、嫩綠）。
三、印前技術（傳統製版）
1、彩色原稿經過電子分色處理成單色然後出菲林片（陰圖軟片）；
2、背曝光：用紫外線對版材的背面進行曝光，形成印版底基；
3、主曝光：揭去版材正面的保護膜，放上陰圖片、覆蓋真空膜，真空抽好後，用紫外線進行主曝光，將陰圖片的內容轉移到印版上；
4、洗版：在洗版機中用藥水進行洗版，洗掉印版上未曝光的樹脂，形成凹凸的印刷版。
5、烘乾：
6、去粘：紫外線光源照射；
7、後曝光：硬度調整。
四、印刷材料----原紙
1、原紙分類
1．1：瓦楞原紙（corrugating medium）
國家標準分為A級、B級、C級、D級四種。D級瓦楞紙基本被市場淘汰，很少廠家購買使用。
1．2：箱板紙(linerboard)
1.2.1：牛皮卡紙(美卡、俄卡)。特點：長纖維、重施膠，物理強度高、紙板粗糙；純木漿或少量OCC。簡稱：進口牛卡。
1.2.2：仿牛皮卡紙。特點：表面掛15-25%木漿、其餘為OCC；纖維較短、強度較牛卡紙差。紙面平整，不同程度施膠（吸水性30—55g/m2不等）、表面染色處理。簡稱：國產牛卡。
1.2.4：再生紙。全部為OCC組成，但與瓦楞紙不同。表面為11#以上AOCC掛麵並經過染色處理）。市場一般稱為C級箱板紙,部分稱為T紙。
2．紙箱原紙基本性能。
2．1：物理指標：定量、水份、緊度、耐破強度（耐破指數）、環壓強度（環壓指數）、正/反吸水性、耐折度。
2．2：外觀指標：平滑度、色差、白度。
2．3：具體原紙標準參考：GB13023（瓦楞紙國標）、GB13024（箱板紙國標）。相關項目參考最新行業動態或標準。
3、造紙基本生產工藝流程
3．1：傳統造紙工藝流程： 原料：木材或草類纖維。
3．2：現代造紙工藝流程：原料：商品木漿、廢紙。
瓦楞紙板
1、瓦楞紙板分類
1．1：按楞型分類：A、C、B、E及其組合，比如：AB楞、BC楞、BBC楞等。市場上已有更細瓦楞F楞在生產使用。
1．2：按原紙層數分類：二層紙板、三層紙板、四層紙板、五層紙板、七層紙板等；
1．3：按楞形分類：U形、V形、UV形；市場上通用UV形；
1．4：瓦楞性能對比：
楞型 楞高 楞數 個/300mm 縮比 平壓強度 邊壓強度
A 4.5-5.0 34+2 1.55 4 1
C 3.5-4.0 38+2 1.47 3 2
B 2.5-3.0 50+2 1.36 2 3
E 1.1-2.0 96+2 1.26 1 4
1．5：瓦楞展示：
C楞 B楞 A楞
1．6：其它：
瓦楞：Flute；單瓦楞紙板（又稱三層紙板）：single wall；雙瓦楞紙板(又稱五層紙板)：double wall；三層瓦楞紙板：triple wall;
2、瓦楞紙板生產工藝流程
橋連線
2．1：單面機工作原理（正壓式單面機）：
2．2：原理概述：瓦楞原紙通過上下瓦楞輥對壓成型，經上糊輥上漿糊，面紙與成型的瓦楞紙在壓力輥與上瓦楞輥切線處貼合成二層瓦楞紙板，再經遷引皮帶上天橋到雙面機部位與其它單瓦楞紙板、面紙複合成型。
製作工藝
1、瓦楞紙箱主要生產工藝流程：
1．1：附傳統的瓦楞紙箱生產工藝流程：
2、瓦楞紙箱尺寸
2．1：內尺寸：取決於內包裝物的最大外尺寸、內包裝物的數量及裝箱排列方式、內包裝物的種類。
2．2：外尺寸：量取紙箱相對兩箱面外側的垂直距離；
2．3：製造尺寸：即紙箱未成型前的展開尺寸，測量展開後的底紙面。
2．4：尺寸間相互關係：
a.外尺寸=內尺寸+2*紙板厚度(實際上還要考慮製造過程的厚度損失)
b.製造尺寸=外尺寸-係數（此係數一般取決於紙板的層數與材質）。
C、實際上還必須參考不同客戶的特點適當採取上下偏差；
D、紙箱尺寸設計一般有兩種途徑：依據內包裝物的最大外徑及排列方式設計紙箱的內徑；依據標準貨櫃的內部空間尺寸設計紙箱的外徑。
3、 瓦楞紙箱結構
3.1: 瓦楞紙箱各部名稱、代號及英文對照
名稱 代號 英文對照
長 L Length
寬 B Broad
高 H Height
側面 Ps Side Panel
端面 Pe End Panel
搖蓋 F Flap
外搖蓋 Fo Outer Flap
內搖蓋 Fi Inner Flap
接合處 J Joint
表（1） 瓦楞紙箱各部名稱
3.2：瓦楞紙箱型式的國際表示方法
瓦楞紙箱的構造若用文字說明十分複雜，為求簡化，國際瓦楞紙箱協會採用並推薦的紙箱展開圖各部位表示記號如下：
（1）裁切、壓線及開槽的記號
A A：裁切線
B B：開槽切除線
C C：內折線（壓痕線）
D D：外折線（點劃線）
E E：修邊壓痕線（間斷壓痕線、鋸齒線）
F F：壓雙線；
（2）紙箱的接合方式的記號
S 釘線接合
G 粘合劑接合
（3）手提孔的記號
半切手孔
全切手孔
4、瓦楞紙箱國際箱型：
略
“匯源”機包箱的國際箱型代號為：0442。
強度設計
1、瓦楞紙板強度要求
1．1：邊壓強度：順著瓦楞方向，單位長度瓦楞紙板壓饋前所能承受的最大受力。單位： N/m.
邊壓強度=表面原紙綜合環壓強度+綜合瓦楞紙環壓強度*收縮率
一般邊壓計算依原紙最低環壓強度計算（安全可靠），實際測試值會適當大於理論計算值。
1．2：耐破強度：單位面積瓦楞紙板破裂前所能承受均勻增加的最大外力。單位： Kg/cm2。
紙板破裂強度=面紙破裂強度+中格紙破裂強度+底紙破裂強度
*因製造過程會有一定強度損失，實際測試的破裂強度會小於計算值1 Kg/cm2左右。
1．3：戳穿強度：新的國家標準GB6544-1999已經取消了對紙板戳穿強度的要求。（原標準GB6544-1986）
2、瓦楞紙箱強度要求：
2．1：邊壓、耐破、戳穿同紙板。紙箱邊壓強度會比紙板邊壓強度要低（因製造過程的瓦楞損失）。
2．2：紙箱抗壓強度：（普通箱型，對應國際箱型代號：0201）
抗壓強度=邊壓強度（N/cm）*凱里卡特常數F
F值取決於紙箱的周邊長，2*（長+寬）cm.以及瓦楞楞型。兩項目確定後，F值可以查表。實際上的抗壓強度測試值與紙箱長、寬、高的比例有關係。同樣周邊長、同樣材質楞型的紙箱：高度越高、抗壓越小；長*寬的底面積越大，抗壓越大。
3、機包箱抗壓強度=對應普通箱型的抗壓強度*0.6*1.62*搖蓋寬/紙箱寬 。
4、紙箱、紙板的粘合強度（瓦楞成型的剝離強度而不是接舌處粘箱的粘合強度）。分離單位長度紙板面紙與瓦楞紙所需的力。
單位：N/m楞。行業標準統一規定為大於588 N/m楞.
5、堆碼強度與抗壓強度。
紙箱所需抗壓強度=[紙箱毛重*（堆碼層數-1）]*安全係數K。前部分為紙箱的靜態堆碼強度。K值取決於印刷版面的多少、開孔程度、內包裝物性質、貴重程度、倉儲運輸時間、條件等。K值一般取2—5。
抗壓強度
瓦楞紙箱抗壓強度是指在壓力試驗機均勻施加動態壓力下至箱體破損的最大負荷及變形量。
抗壓測試過程分四個階段：第一是預加負荷階段，確保紙箱與抗壓機壓板接觸；第二是橫壓線被壓下階段，此時負荷略有增加，變形量變化很大；第三是紙箱側壁受壓階段，此時負荷增加快，變形量增加緩慢；第四是紙箱被完全破壞時，此時為紙箱的壓潰點。
尺寸設計
瓦楞紙箱的箱型及其尺寸設計
摘要：人們對瓦楞紙箱功能的要求越來越高，一個集多種功能於一體的瓦楞紙箱，合理的箱型和尺寸設計至關重要。因此，如何根據有關標準，設計出合理的箱型和尺寸也是一個值得探討的問題。
關鍵字：瓦楞紙箱箱型；尺寸設計
隨著各行業對瓦楞紙箱用量的增多，用戶對其功能也提出了更高的要求。在紙箱的結構設計方面，特別是在貨櫃裝箱運輸、貨架儲存方面，合理的尺寸、造型和配材不僅能節約成本，提供最優的包裝解決方案，而且能保證產品在長期的貨運過程中得到最有效的保護。在這樣的情況下，瓦楞紙箱的結構及尺寸設計也顯得日益重要。
一、瓦楞紙箱的箱型標準
紙箱的尺寸設計先從確定產品性質及箱型開始。先確定了箱型才能對各個部分的尺寸進行設計和計算。
（一）國際紙箱箱型標準
國際瓦楞紙箱的箱型標準有兩大類，一類是經國際瓦楞紙板協會批准，由歐洲瓦楞紙板製造工業聯合會（FEFCO）和瑞士紙板協會（ASSCO）聯合制訂的國際紙箱箱型標準；另一類是日本、美國的國家標準。國際紙箱箱型標準中把箱型的文字名稱用簡單的4位～8位數字代號表示，各種箱型在標準中有圖例可查。
統一序號表示同一箱型種類中不同的箱型結構，改型是各製造商對標準箱型的修改。不同廠家改型後綴碼所代表的箱型不同，但同廠家應該是唯一專用的。後綴碼方便建立CAD/CAM庫或專用箱圖庫。
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、下搖蓋可以封閉紙箱。一般在紙箱廠通過釘合、膠黏劑或膠帶紙粘合來接合接頭，接合邊長根據所採用的瓦楞紙板的厚度而定，一般在25 mm～45 mm之間。02型也有插底結構，其特點是防止所裝物品從底部漏出。02型瓦楞紙箱在運輸時呈平板狀，使用時裝入內裝物封合搖蓋，套用最廣。
（二）國內紙箱箱型標準
我國參考國際標準制訂了國標GB/T6543-2008《運輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱》，規定了運輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱的基本箱型，其箱型代號如下表所示。
我國瓦楞紙箱的箱型代號
分類編號 箱 型 編 號
03 0310 0325
04 0402
09 0900～0976
本標準規定的箱型代號由四位數字組成，代號中前兩位數字表示箱型種類，後兩位數字表示同一類箱中不同的紙箱式樣。目前我國常用的瓦楞紙箱主要是標準中的02類，即美、日標準中的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）。上述各種箱型的結構都是根據包裝商品的需要設計的，一般紙箱以平口居多。搭口紙箱的結構對於某些商品具有保護作用，如一些體積膨脹的棉織衣服等，經重壓一段時間後會壓縮，如果用平口紙箱包裝，則紙箱兩邊的搖蓋必然會合不攏，使箱內商品露出。用搭口紙箱則比較合適，搭口多少可根據具體情況而定。大蓋紙箱外表整齊，對內裝物品的保護性能比前兩種要好，但原材料耗費也比較多，生產過程稍複雜。
03型為套合型紙箱，是由幾頁箱坯組成的箱，其特點是箱體與箱蓋（頂蓋、底蓋）分開，使用時，箱蓋和箱體是套接的。04型為摺疊型紙箱，通常由一片瓦楞紙板組成，摺疊而成箱的底，不用釘合或粘合，生產時也可根據要求訂貨契約所規定的其他型式製造。
我國瓦楞紙箱代號是由瓦楞紙板種類來規定的，分為3類，且各類中又分成5種，與瓦楞紙板種類相對應。各類瓦楞紙箱的代號、規格及使用場合在國標中都可以查到。1類紙箱主要用於出口及貴重物品的運輸包裝，而且不用B或BB瓦楞；2類紙箱主要用於內銷產品的運輸包裝；3類主要用於短途、低值商品的運輸包裝。
二、瓦楞紙箱的尺寸設計
在確定瓦楞紙箱的結構尺寸前，首先要考慮內裝商品的最大外徑、性質和商品本身縮脹的公差係數，以及內裝商品是整體還是組合套裝。同時，還要考慮為保護內裝商品所加設的各種附屬檔案等。這就要求在設計安排和結構布局上要考慮多種因素對瓦楞紙箱結構尺寸的影響。
（一）尺寸規定
紙箱的規格一般用紙箱的內徑尺寸長、寬、高表示，並按下列順序和代號給出尺寸，單位mm。
a.長度（L）：箱內底面積長邊尺寸；
b.寬度（B）：箱內底面積短邊尺寸；
c.高度（H）：箱內頂面到底面尺寸。
瓦楞紙箱的尺寸設計內容包括內徑尺寸、製造尺寸和外徑尺寸的設計。內徑尺寸為瓦楞紙箱成箱後內部空間尺寸；外徑尺寸為瓦楞紙箱成箱後外部輪廓尺寸，可用實際製造的尺寸加所使用的瓦楞紙板的厚度表示；製造尺寸為瓦楞紙箱在製造過程中使用的尺寸，可用內徑尺寸加所使用的瓦楞紙板的厚度為製造尺寸。
（二）尺寸的設計計算
1.內外徑及製造尺寸的計算
內徑尺寸的確定因素主要有內裝物最大外徑尺寸、按內裝物形式確定的公差係數、內裝物排列方式、內裝物隔襯與緩衝件的相關尺寸。內徑尺寸的計算可由下式得到：
Xi=Xmaxnx+d(nx－1) +k’ +T。
式中，Xi為紙箱內徑尺寸；Xmax為單個內裝物最大外徑尺寸；d為內裝物在紙箱內某一方向的排列數目；k’為紙箱內徑尺寸補償量；T是隔襯或緩衝件總厚度。長度單位均為mm。需要滿足Xi >內裝商品的外徑尺寸。修正係數及公差係數可查表得到。
製造尺寸的計算為：
X=Xi +t +k
式中， 為瓦楞紙板製造尺寸， 為紙板厚度， 為修正係數。 值的大小與紙箱的具體尺寸有關。在實際使用過程中，由於內搖蓋的回彈作用，使其有向外翹起的趨勢。為減少由於這種原因而造成的淨空高度增加，高度方向上的值應為2t<k<3t。
外徑尺寸計算為：
X0=X+K
式中，X0為外徑尺寸，K為修正係數。
2.紙箱搖蓋尺寸的計算
瓦楞紙箱外搖蓋的製造尺寸也是需要注意的一個關鍵部位。在瓦楞紙箱外搖蓋對接封合的箱型中，如0201、0204、0207等，搖蓋寬度製造尺寸理論值應為箱寬製造尺寸的二分之一。但是，由於內搖蓋的回彈作用，箱蓋合上後並不是水平的，而是略傾斜，外搖蓋必然在對接處產生一定的間隙。因此，外搖蓋的寬度並不是寬度的一半，而是稍長，所以在實際的生產中要加上一個放大係數。放大係數可以通過三角函式計算得出。不過，由於紙箱自身的可塑性，也為了便於計算，多數企業都根據紙板的厚度計算出一個固定的放大係數。如下表所示：
紙箱搖蓋的放大係數
紙板厚度 3 mm以下 3 mm~5 mm 5 mm~8 mm 8 mm~12 mm
放大係數 無 加大1 mm 加大3 mm 加大4 mm
當然，這樣的放大係數只是適合於一般的瓦楞紙箱，如果遇到對搖蓋要求很高的紙箱，可以通過函式求出紙箱搖蓋的放大係數。另外，上表列出的放大係數不適合於寬度低於20 cm的紙箱。
3.接頭尺寸的設計
瓦楞紙箱通過粘合、釘合接頭來成型，接頭尺的尺寸一般根據瓦楞層數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，接頭一般應與LH面連線。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.紙箱落料規格的計算
生產的紙箱還是以0201型瓦楞紙箱為主，如下圖所示。根據上述所講，就可以計算出要將一個普通的0201型紙箱投於生產所需要耗費多少材料了。
0201 型紙箱結構及展開圖
如上圖所示：
紙板的長度=2L+2B+紙箱的結舌；
紙板的寬度=H+2倍的紙箱搖蓋。
根據公式，我們計算出紙箱的落料規格。這裡計算出了紙箱的淨料規格，在生產時還會修邊。為了儘量節省材料，一般修邊尺寸不會大於1 cm。靠近結舌的邊不需要修邊。異型箱落料尺寸根據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
一般瓦楞紙板需通過模壓工藝使之能得到良好的彎折。模壓使瓦楞紙板的結構破壞，會導致里紙收縮、面紙延伸，這種彎折變化使瓦楞紙板的延伸尺寸成了瓦楞紙箱設計的基本尺寸。所以，瓦楞紙箱的內徑尺寸要比瓦楞紙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去，這個加進去的尺寸與使用的瓦楞紙板的厚度密切相關。瓦楞紙箱在實際生產中還要根據具體使用的設備選擇適當的修正係數和附加尺寸。修正係數值查表可得到。
製作瓦楞紙箱一般都是根據內徑尺寸來設計的。因為內徑尺寸比較容易確定，它以實物測量或者以組合套裝、合理的排列方式的外徑尺寸來實現並確定。但在實際操作中，無論是運費的計算，還是箱面標誌中的體積，都要以外徑尺寸為準。因此在瓦楞紙箱設計中，不僅要根據內徑尺寸來確定製造尺寸，還要根據製造尺寸計算出外徑尺寸。
當然，也可根據托盤或貨櫃的內徑尺寸來確定紙箱的外徑尺寸，使紙箱的長、寬、高與運輸工具相適應，實現機械化運輸，提高運輸效率。由於瓦楞紙箱的堆碼方式不同，故應使堆碼物體的垂直投影面積與托盤尺寸相適合。若能讓紙箱從內向外逐級計算的箱體尺寸與由外向內逐級計算的箱體尺寸基本吻合，則可得到最最佳化的瓦楞紙箱尺寸。當然，最佳設計方案還是應由外向內逐級進行。
實際生產中，客戶提供給我們的往往只有內裝產品的尺寸或樣式，這就需要我們計算出紙箱的外徑尺寸和製造尺寸。特別是採用貨櫃運輸的產品，對紙箱外徑的計算尤為重要。在對瓦楞紙箱進行測量時，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，由於壓痕線的影響，會導致測量的結果不夠精確。特別是對使用過的廢舊紙箱尺寸的測量，應嚴格測算，以保證尺寸設計的準確性，保證後期托盤或貨櫃裝櫃順利進行，並能很好的保護商品。一個好的紙箱設計方案可以在運輸上節約大量的成本。
四、設計中的方法原則
包裝結構設計是從包裝和生產實際條件出發，依據科學原理對包裝的外形構造及內部附屬檔案進行的設計。設計時必須保證結構有足夠的強度、硬度及抵抗其他環境的能力。從包裝的目的來看，必須考慮以下兩個方面，一是保護產品的首要功能，二是滿足現代包裝的重要特徵，如運輸、加工特性等。
合格的紙箱產品，從正確的結構設計開始。設計人員不僅要真正的理解客戶的意圖，還要熟悉後序加工工藝。只有這樣，才能把客戶的意圖轉化為合格的產品，並能保證後序加工順利進行。設計人員在設計開始前要了解內裝物的性質、形狀、尺寸、重量，內裝物的排列方式、運輸方式、堆碼方式，內裝物的倉儲環境、運輸路線和時間以及紙箱箱型和製作材料等信息。
國內的紙箱設計，存在技術和指導思想方面的一些問題，缺乏系統的分析，從而使得所設計出來的包裝不能夠滿足人機工程學以及技術經濟合理性等方面的要求。這一點，在紙箱尺寸設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定，而對紙箱的尺寸大小卻無具體要求，主要由設計者來定。而設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容物；二是具有足夠的強度。其實，制約紙箱大小和形狀的因素除去包裝內容物外，還有許多其它的因素，如人機工程學方面的因素、托盤的尺寸、貨車車廂的尺寸大小、貨櫃空間的尺寸大小、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。所以設計時只有系統地、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，紙箱的尺寸設計是瓦楞紙箱結構設計中很重要的一項工作。一個合格的紙箱產品要具有保護性和良好的造型。特別是集銷售包裝和運輸包裝功能於一身的紙箱，合理的尺寸將是紙箱設計的關鍵。因為尺寸的變化將直接影響到紙箱的各種性能的變化。總之，在瓦楞紙箱的結構設計中，要根據使用的製造設備、不同的生產工藝、不同楞型構成的瓦楞紙以及內裝商品的種類和性質來確定。只有掌握了設計瓦楞紙箱的結構、尺寸相關的內容後，才能製造出保護商品、美化商品的瓦楞紙箱。
