一种新型的重型瓦楞纸质套箱,它的主材选用超强三层瓦楞纸板,在内、外箱之间的四角上,用纸护角作加强支撑,套箱的整体承重可达8吨以上,是常用木箱的理想替代品。
在工业产品的各类包装中,瓦楞纸箱的市场占有率一直很高,它的缺点在于抗压强度低,怕水怕潮,不宜长久储存。所以一般的化工、机械、电子等重载货物的出口,较多采用了木质包装箱。
根据资料,国内外各类组合式瓦楞纸质套箱的空箱抗压强度,目前最高的已达到32560N(约承重3.32吨)。
这类纸质套箱一般尺寸都很大,内装物重量往往过吨,而且需与木托盘组合在一起使用,所以市场上又俗称为“托盘箱”或“吨箱”。
笔者参考德国重型瓦楞纸板标准(DIN 55468—1),立项研制出了超强三瓦楞纸板(见图1-3-1)。它的各项物理性能指标包括:耐破强度达5436kPa;边压强度达39100N/m;戳穿强度大于48J。
图1-3-1 超强三瓦楞纸板
在纸箱的结构方面不断探索,借助其他纸质配套附件,试制成功一种新型的重型瓦楞组合套箱,具体见图1-3-2。
图1-3-2 结构示意图
经过市场检验,这种纸质套箱结构简单、新颖、独特、使用方便、可折叠、储运空间小、承重量大,是木质包装箱的升级代用品。
经国家轻工业包装制品质量监督检测中心的权威检测,该套纸箱的承重量已达8吨以上。测试时,是从同批纸箱中,随机抽取5套,分别作空箱抗压检测,平均静态抗压值高达79457N(约合8.108吨),达到或超过了常用木箱的水平。
在结构设计中,考虑了如下一些因素。
(1)大外箱与内围框所用的瓦楞纸板,其物理机械性能的指标至关重要,特别是纸板的边压强度值,一定要大于30000N/m。
(2)外箱与内围框均采用两拼箱结构,即有两个打钉接合处,组装时使内外两箱的4个接头分别布置在四角,类似4根立柱,均匀受力,增强抗压力。
(3)外箱采用有底无盖式(即国际标准箱型0200型)。笔者试验过“无底无盖”式箱型(直接放托盘上),希望节省更多材料,但部分汽车零部件企业与化工行业在使用时发现,重物装箱时,纸箱下部极易向外变形扩张(特别是装散件),说明纸箱的侧向抗压力不够,而现在的“有底无盖”箱,因重物先压住了下底摇盖,所以可有效解决这种问题。
另外,如采用标准的0201型“有底有盖”箱,则会产生如下问题:除用材较多外,用户在装货时,因上摇盖过大,会带来很多不便;由于纸板过宽,增加了纸箱制造中的难度与成本;瓦楞纸板作上摇盖,因呈“悬臂梁”构造,用户总嫌偏软,强度不足,特别是在堆码时,下面一箱的顶部问题很突出,现在改用了“分离式”的蜂窝盖结构,较好地解决了以上缺陷。
(4)四角上的“L型纸护角”长度与外箱内高是一致的,它与外箱及内围框之间的配合,基本呈紧配合状态。因此,四根护角在受力时,不会产生位移、倾斜等风险,三者组合后形成了一个整体。内、外箱之间的空位间隙,每边约为20mm(钉边厚度+纸护角厚度)。
(5)四个角上的“L型纸护角”在组合套箱中,起着“立木顶千斤”的重要作用,因此它的质量好坏很关键,现选用BB/T 0023—2017标准中100mm×100mm×8mm最强的一款,它单根的抗弯强度就可以达到2200N以上。
(6)纸箱外径是与“通用平托盘”匹配的。在GB/T 2934—2007中,规定的托盘平面尺寸只有两种标准,即1200mm×1000mm和1100mm×1100mm。而且前者为优先推荐尺寸,因此使用频率较高,在设计中纸箱外径应比托盘四周单边小2~3cm(每边),以减少纸箱在整体打包、周转、储运中遭到不必要的碰擦伤害。
(7)纸质套箱的整体高度,是按用户产品的需求设定的,一般应小于1000mm(含蜂窝盖),因为通用标准集装箱的内高只有2350mm,两箱堆码时,还须考虑两个托盘的高度及叉车起抬的必要操作距离(注:在40英尺的标准货柜中,还有少部分为高柜,此时纸箱的高度可适当加高)。
(8)内围框的钉边设在箱外,一方面可增加内容积,另一方面便于盒类小包装件在箱内的组合排列。同时套箱组合时,与外箱的内钉边在四角上分布更均匀合理。
(9)蜂窝纸板作盖,可以承受较大的平面压强,盖的四周用纸护角包边后,也比较美观实用,选用的蜂窝纸板的平面强度不低于197kPa(见标准BB/T 0016—2018)。
(10)如果仓储时间较长,或储藏环境恶劣,或海运时需经过赤道附近(高温高湿),还须在纸箱外表面涂刷符合RoHS要求的防水剂,以保障纸箱的整体使用性能。达成集团采用了特殊的“防水涂布”技术,使纸箱表面的吸水率仅为2.568g/m²,只有GB/T 13024—2016中规定的牛皮箱纸板优等品的7%。
通过以上诸多设计、制作等细节上的考虑,组合套箱在实践使用中,显示了卓越的抗压与防潮性能,在国内外同类产品中达到了一个新的高度。经过几年的市场检验,表现优异,用户反响良好。
例如,江苏某外资大型化工厂,以前一直从意大利进口纸质套箱,每套27欧元(未含运费与关税),后改用这一新产品,成本降低了三分之一,且品质远优于进口纸箱。
又如,汽车零部件生产,是我国机械工业的支柱产业之一,零件品种多且质量重,要求包装件的载荷大,现将重型瓦楞组合套箱引入该领域后,成功破解了这道难题,2009年公司在该行业中,销售了近600万元的套箱,无一质量投诉,而且该结构还被某世界著名的汽车零部件公司确定为“企业标准”。
随着这种价廉物美、抗压性能优秀、使用方便的重型瓦楞组合套箱被越来越多的商家所认同,相信其市场占有率会进一步扩大。