如何去设定纸箱目标抗压强度
对于运输包装的设计,纸箱的抗压强度是我们不得不考虑的一个问题。
当一个包装结构设计师去设计一个运输包装的时候,大都会去设定边压强度(ECT:Edge Crush Test)或破裂强度(BST:Bursting)值,这是对材料规格的设定。而这个些值是如何来的呢?
包装内部的缓冲结构(一般我们称之为内卡/Insert,内衬(cushion pad),隔板(divider)…), 要根据其各部分的结构来决定,这一般根据设计师的个人经验来设定,大部分情况下虽然有很多部分包含在内,设计师大都会用同一规格的材料,这是在成本方面考虑。
对于外包装箱单体本身的ECT和Bursting,一般会根据UFC Rule 41(美国铁路第41号规范)来设计。但在运输包装实际设计中,我们不得不考虑到外部环境对其影响。这时我们就会引入了另一个概念: 纸箱抗压强度(BCT: Box Compression Test)。为了保证产品在运输过程中的安全,我们除了按照R41法则外来设定纸板规格外,还需要使用BCT测试值(或根据马基公式计算出来的理论值)与安全的BCT目标值进行比较验证其是否能良好的保护产品不受损坏。之后再重新设定纸板材料的ECT或Bursting值。
安全BCT目标值是:保证包装产品在运输,贮存,搬运过程以及其它外界条件影响下中不受损坏的BCT值。
由此可见BCT目标值是运输包装材料的选择的一项非常重要的参数,Richmond Corrugated Box公司提供了纸箱安全BCT目标值的在线计算:如下
带*号为必填项
*最底层纸箱承受压力值: 磅(lbs)
Multipliers(倍数)
*堆码状态下存贮时间:
*相对湿度:
*卡板堆码方式:
*悬垂状态:
*卡板间隙:
*过度的搬运:
*货柜顶部间隙:
附录:各种外界因素对BCT的影响:
Compression Loss(压强损失) Multipliers(倍数)
Storage time under load:
(堆码状态下存贮时间) 10 days - 37% loss 0.63
30 days - 40% loss 0.6
90 days - 45% loss 0.55
180 days - 50% loss 0.5
Relative humidity, under load (cyclical RH variation further increase compressive loss):
堆码状态下相对湿度(循环的温度交替变化会增加抗压强度损失) 50%RH - 0% loss 1
60%RH - 10% loss 0.9
70%RH - 20% loss 0.8
80%RH - 32% loss 0.68
90%RH- 52% loss 0.48
100 percent - 85% loss 0.15
Pallet Patterns(卡板堆码方式) Best(最好) Worst(最坏)
Columnar, aligned(叠加对齐方式) 0% loss
Columnar, misaligned(叠加非对齐方式) 10-15% loss 0.9 0.85
Interlocked(交错式堆码方式) 40-60% loss 0.6 0.4
Overhang(悬垂状态) 20-40% loss 0.8 0.6
Pallet deck-board gap(卡板间隙影响) 10-25% loss 0.9 0.75
Excessive handling(过多的搬运) 10-40% loss 0.9 0.6
Head space in container(装柜后货柜上方空隙) 10-20% loss 0.9 0.8
(Top-to-bottom fit)
—END—
环压强度(RCT),边压强度(ECT),空箱抗压强度(BCT)及堆码强度(Stacking)之间的关系
Published by DoPackon May 4, 2008in 实用资料 and 杂谈包装(原创). 2 Comments
最近在网上经常看到有有人询问关于包装相关测试的一些信息,不少人也给出了很好的回答,之前我在网络上也找过一些这样的信息,总是觉得零零散散的,而且很多解释并不是很全面,有时会对包装初级入门者造成一定的误导。综合几年我经验,在这里给大家略微总结一下,希望能给有需要的人一点帮助。
1. 环压强度(RCT=Ring Crush Test)
定义: 原纸一项重要性能参数,主要是指箱板纸和瓦楞纸的横向(CD)/纵向(MD)压缩强度,国内常用单位为牛/米(N/m)或千克力/0.152米 (kgf/0.152m),国际上比较常用单位为磅/6英寸(lbs/6in)。在这里顺便担一下事与环压指数(RCT Index)许多人很容易混淆这两个概念,实际上它们是完全不同的,环压强度是一个具体的强度值,环压指数是环压强度与纸的基本克重之间的关系,其单位是牛.米每克(N·m/g). 环压强度(LBS/6IN)与环压指数(N·m/g)的关系是RCT=INDEX(RCT) x 0.152 x weight of paper/9.8
影响:RCT反映了纸和纸板的抗压缩强度,根据纸纹的方向不同,分为横向(CD=Corrugated Direction)和纵向(MD=Machine Direction), 一般来讲横向(CD)方向对我们计算瓦楞纸板的边压强度和选择正确的纸板配纸组合有重要的参考价值,纵向(MD)使用较少。
2. 边压强度(ECT=Edge Crush Test)
定义:瓦楞纸板的边压强度是指承受平行于瓦楞方向压力的能力。它是瓦楞纸板的两大重要参数(另一个为破裂强度BST)之一。单位是:N/M, 国际通用标准为LBS/IN, 有些测试仪器的单位是kgf/dm,不过在技术沟通和质量要求中很少用到。
影响:瓦楞纸板边压强度的高低直接决定了纸箱的抗压承重能力,在结构已经确定的情况下,它会影响到包装物件的堆载高度及安全性能。
ECT与RCT之间关系公式:抗压强度(ECT)=SUM[RCT(面纸) + RCT(瓦楞芯纸) x 瓦楞伸长系数Takeup Factor]
3. 空箱抗压强度(BCT=Box Compression Test)
定义:瓦楞纸箱的抗压强度是指在压力试验机均匀施加动态压力的情况下直到箱体破损所能承受的最大负荷及变形量。其单位是:KGF,N 或 LBS。
影响:空箱抗压强度主要是包装工程师对包装运输及堆码的一项评估参数,虽然其理论值可以在设计阶段计算出来,但出于对印刷,模切过程中的不可预估因素,出于为保证产品的安全考虑,会对包装箱进行空箱抗压测试。再根据空箱抗压强度(BCT)值并综合考虑运输条件,仓储条件以及流通周期来决定其是否安全。
ECT与BCT之间关系公式:
空箱抗压强度(BCT)=5.87 x 边压强度(ECT) x [外箱周长(perimeter of box) x 纸板厚度(Caliper)]1/2
4. 堆码强度(Stacking)
定义:堆码强度指仓库储存的瓦楞纸箱包装在静态压力之下堆垛,即将坍塌之前所能承受的载荷。堆码强度可通过堆码强度实验进行测试,也可根据测试的抗压强度进行推算。堆码强度中所指的载荷均指最低层的纸箱承受载荷,即最低层箱的堆码强度。
影响:堆码强度不足时会发生坍塌,对产品造成损坏,所以在设计纸箱前对堆码强度的计算是非常有必要的。
关系公式:
堆码强度计算公式为:
Pw=(H-h)h×K×W(公式一)
式中:
Pw——堆码载荷kg
h——瓦楞纸箱外部高度cm
W——商品重量(产品加箱重)kg
H——箱体堆码高度cm
K——瓦楞纸箱的疲劳系数,与堆码时间有关
*表1 疲劳系数与堆码时间的关系
当堆码强度Pw大于纸箱的抗压强度时,则说明堆码是不安全的。反之则安全。此公式只供评估一个堆码是否安全。在堆码设计中我们应该将公式反推,得出:
堆码层数=舍位取整[ 空箱抗压值 / (包装毛重 X 疲劳系数] +1
堆码高度(H)=堆码层数 x 单箱高度= INTEGER DOWN[BCT/(W x K)] + h
作为一名优秀的包装设计人员,对上述各项指标一定要了解,这对我们在纸包装结构设计中进行合理的材料选择,杜绝过度包装会有非常大的帮助。
马基公式Mckee Formula(ECT–>BCT)在线计算
Published by DoPackon May 2, 2008in 实用资料. 0 Comments
用于瓦楞纸箱抗压强度计算公式马基公式相信大家都应该有见到过, 不过算起来有点麻烦.
BCT = (5.87) (ECT) [(perimeter of box) x Caliper]1/2
空箱抗压强度=5.87 x 边压强度 x [外箱周长 x 纸板厚度]1/2
Richmond Corrugated Box公司提供的在线马基公式很不错, 只要有纸板的ECT,厚度,和纸箱的长宽高等参数就可以很快的计算出纸箱的理论空箱抗压值了,点击下面的链接进入计算页面:Mckee Formula: http://www.richbox.com/about_boxes/mckee_formula.asp
填写完成下表数据后点击’计算’得出由马基公式计算出的纸箱理论空箱抗压值.
带*为必填项目
*纸板边压强度ECT(单位:lbs/inch):
*纸板厚度(单位:inch):
*纸箱长度(单位:inch):
*纸箱宽度(单位:inch):
纸箱高度(inch):