基于运输和展示功能的纸包装设计研究大学论文.doc

上海理工大学本科生毕业设计（论文）1 第一章第一章 绪论绪论 1 11 1 课题研究的目的及意义课题研究的目的及意义 本文以对具有运输和展示功能的包装箱的设计为目的，通过对此类包装箱的国内外现状、包装的材料和性能、包装设计原则和方法、成功的包装箱案例的研究与分析，选用性能尺寸合适的瓦楞纸材料，运用相关的软件，以创新为理念，进行包装箱的结构设计、装潢设计、平面设计，以达到突出包装箱运输和展示功能的优点，同时输出制作成品进行相关的抗压等力学性能试验，以满足市场和客户的需求。通过对本课题的研究，提高了对具有展示和运输性能的瓦楞纸材料的性能与特点、设计软件、设计方法和设计要素的认识。其次，通过市场对具有展示和运输性能的包装箱的市场分析，进一步了解他的市场前景、发展走势、行业影响以及新的设计方案探讨。1 12 2 研究背景及国内外的研究概况研究背景及国内外的研究概况 1 12 21 1 瓦楞纸箱行业的现状及其发展瓦楞纸箱行业的现状及其发展 瓦楞纸板是一种良好的包装材料，它内部的瓦楞结构呈波浪形，具有缓冲减震的作用，具有良好的力学特性，保护功能良好。瓦楞纸板可以在多种场合下应用，废弃的纸箱也可以回收利用，是一种绿色包装材料，具有良好的发展前景。用瓦楞纸板制成的纸包装容器，广泛应用于家电、食品、医药、日化、纺织、烟酒、轻工等行业，这是因为瓦楞纸箱轻便牢固，既能起到保护商品的作用，又便于运输装卸，同时具有易制造、印刷适性优良、成本低、环保可回收等优点，在运输包装中占有很大优势。近二十年来，我国包装工业迅速发展，目前已跻身包装大国的行列。据 2012年中国工博会论坛“绿色包装与标准化国际研讨会”资料显示，2011 年我国包装工业总产值以 1.3 万亿元人民币位居全球第二，占当年全国 GDP 的 2.67%。要实现瓦楞纸箱业的可持续发展，充分发挥瓦楞纸箱包装的优势，利用瓦楞纸包装的发展空间，瓦楞纸箱行业就应该明确其发展方向，总体来讲主要有以下几个方面：(1)瓦楞纸板向高强度、低定量发展(2)印刷向高质精美方向发展(3)瓦楞产品功能向多样化方向发展(4)生产设备向高档化发展(5)生产模式向专业化分工方向发展 1 12 22 2 瓦楞纸版以及纸箱性能研究现状瓦楞纸版以及纸箱性能研究现状 瓦楞纸板的性能主要是指力学性能。是一种具有粘弹塑性的非金属夹层结构材料，根据材料力学的各向同性假设推论，我们可以知道其力学性能具有显著的各向异性。在瓦楞纸板的力学性能方面，程小琴、高德等对压缩、弯曲、稳定性、压溃、蠕变性能以及力学模型等方面进行了大量的理论与试验研究工作。同时，余本农、王迪功、廖梓延、王俊丽、谢一明对于瓦楞纸箱的承载性能、压缩变形规律、力学模型、抗压强度计算公式等也进行了大量的理论与试验研究。1 12 23 3 瓦楞纸箱国际箱型标准以及异型瓦楞纸箱瓦楞纸箱国际箱型标准以及异型瓦楞纸箱 基于运输和展示功能的纸包装设计研究 2 为了便于国际间的贸易往来和技术交流，瓦楞纸箱箱型结构表示方法已经标准化。目前国际上通用的表示方法有两种。一种是由欧洲瓦楞纸箱制造商联合会(FEFCO)和瑞上纸板协会(ASSCO)联合制定的国际纸箱箱犁标准，包括九个系列的箱型。这一标准经国际瓦楞纸板协会(LCCA)批准在国际间通用，西欧及我国均采用这一标准。另一种是美、日国家标准。前者比较精细，对结构繁杂又较难描述的各种基本箱型结构作了比较科学而且详尽的分类，制定了一套数字标识系统，共分 9 大类，以下三类是具有展销功能的箱型：表 1-1 代号 特点 应用 备注 02 开槽型箱 一页纸板成型，无独立分离的上下摇盖，连体的上下摇盖可以封闭纸箱 一般在纸箱厂通过钉合、粘胶剂或胶带纸来接合的纸箱 04 折叠型纸箱 托盘一般由一页纸板组成，盒底板延伸成型体板与盖板，即使不用钉合 或胶带纸粘合也可成型。其上还可设计锁舌、提手、展示板等结构。多为中小 型包装箱，具有一定的销售包装的功能 多用 E 型、B 型或微瓦楞纸板制作 07 系列浅托盘箱型 兼具运输和展示功能 组合型是以上基型的组合，即由两种及以上的基本箱型组成或演变而成。我国国家标准 GB654386(瓦楞纸箱)参考国际箱型标准系列规定了运输包装用瓦楞纸箱的基本箱型，共分四大类。包装的功能概括起来是两大类：一类是功能性，指对商品的保护功能，它体现了包装的本质；另一类是增值性，包括美化商品、节约成本、便于储运、引导消费，提高附加值等，它展现包装的魅力和效果。总之，瓦楞纸箱不但要起到功能性要求，更要发挥引导消费、提高附加值的增值性作用，展现包装魅力，促进商品销售。1 12 24 4 具有展示功能的新型包装箱的发展现状具有展示功能的新型包装箱的发展现状 面对瓦楞行业激烈的竞争，不同的人群有不同的需求。纸箱供应商希望尽最降低生产成本；零售商希望能够节省人力物力，包装可直接上货架，通过一次简单的操作，迅速变成具有较好展示性的纸箱；产品客户方要求包装新颖，能够在零售点很好地展示商品，起到促进销售和展示品牌的作用能够满足这些要求的兼具运输和展示功能的纸包装，是一种具有新型设计概念的瓦楞纸包装结构，属于异型箱的一种重要形式，可以称为易打开瓦楞纸箱、货架易包装、芝麻开门纸箱等，目前国内没有统一的中文名称，国际上称为 ShelfReady Packaging，简称 SRP。它的特点是采用了易于开启的包装结构，在商场或超市里，售货员可以单手不借助任何工具就打开包装，并把整个包装置于货架上，不仅方便上货，方便计数，方便消费者拿取货物，而且可以保持货架整齐美观。在国内来讲，包装行业属于朝阳行业，各种新技术、新设计、新人才层出不穷，而具有展示功能的异形瓦楞箱又是设计人员所追求的，所以，未来不论国际国内，具有展示功能的包装箱将会是行业重点。上海理工大学本科生毕业设计（论文）3 1 13 3 课题研究目标和研究内容课题研究目标和研究内容 1 13 31 1 研究目标研究目标 针对目前瓦楞纸包装箱由运输包装向销售包装发展的趋势，从标准箱型出发，研究其中具有展示功能的纸包装结构及其性能，进而研究典型展示性结构要素对于纸箱性能的影响，然后进行典型纸包装结构设计，使其既能在运输仓储中既有保护功能，又能在销售过程中可直接上货架，提高商品在超市货架上的堆码有效性，以起到很好的展示作用。商品的展示的同时，也起到了展示企业品牌、促进销售的作用，真正完成具有运输包装和展示包装的双重功能，实现内外包装一体化。1 13 32 2 研究的主要内容研究的主要内容 针对以上研究目标，本课题研究的主要内容有：(1)(1)现行国际标准箱型纸箱结构研究现行国际标准箱型纸箱结构研究 本文对标准纸箱的结构首先进行理论研究，总结其分类原因及相关类型纸箱结构的特点等。其次对与本课题相关的具有展示功能的纸箱进行抗压强度研究，在一定参数确定的条件下，分析考察其相关结构对抗压强度性能的影响。(2)(2)典型展示性结构对于瓦楞纸箱的力学性能的影响典型展示性结构对于瓦楞纸箱的力学性能的影响 针对展示性纸箱中经常用到的典型结构，分析不同结构的抗压性能。(3)(3)兼具运输和展示功能的包装设计原则分析以及结构设计兼具运输和展示功能的包装设计原则分析以及结构设计 (4)(4)应用实例应用实例 基于运输和展示功能的纸包装设计研究 4 第二章第二章 现行国际标准纸箱结构现行国际标准纸箱结构浅析浅析 要研究兼具运输和展示功能的纸包装结构，本课题遵循由简入繁、由易入难的原则，从现行通用的国际标准箱型开始入手研究。2 21 1 国际纸箱箱型标准浅析国际纸箱箱型标准浅析 本章节主要讨论由欧洲瓦楞纸箱制造商联合会(FEFCO)和欧洲同质纸板组织(ESBO)联合制定的“国际纸箱箱型标准”的分类原则，经研究其各个系列的特点分别为：0l 箱型是指瓦楞纸板，包括单面瓦楞纸板卷(rolls)和双面瓦楞纸板(sheets)。02 箱型是开槽型纸箱(slottedtyPC boxes)，由一页纸板成型，无独立分离的上下摇盖，连体的上下摇盖可以封闭纸箱。一般在纸箱厂通过钉合、粘胶剂或胶带纸来接合的纸箱。由于箱坯可折叠运输，运输成本低；瓦楞楞向沿高度方向，所以抗压强度高。03 箱型是箱盖与箱底分开的套合型纸箱(Telescope-type boxes)，既罩盖型。箱体与箱盖分离，箱盖可以全部或部分盖住箱体，适合包装装卸困难的大型产品与堆码强度要求高的产品。04 箱型为折叠型纸箱与托盘(Folder-type boxes or trays)，一般由一页纸板组成，盒底板延伸成型体板与盖板，即使不用钉合或胶带纸粘合也可折叠成型，其上还可设计锁舌、提手、展示板等结构，能直接看到纸箱内所装的商品，被超市广泛用于展销产品。这类纸箱多为中小型包装箱，具有一定的销售包装的功能，多用 E 型、B 型或微瓦楞纸板制作 05 箱型为滑盖型纸箱(Slide-type boxes)，由数片楞向不同的内装箱、框架、隔板与外箱等组成，内外箱以相对方式运动而封合。这种箱型的加工复杂、费工时，但比其它箱型省料，被广泛应用于中低档商品的包装，特别是中包装，很少用于运输包装用的外包装。06 箱型是固定型纸箱(Rigid-typc boxes)，由两个以上分离的端板及连接它们的箱体组成，使用前需要通过钉合或类似的工艺将端板与接合好的箱体连接起来，适合包装易碎、大体积物品。07 箱型预粘自动型纸箱(Dytypc boxes)南单页纸板成型，运输呈平板状，节约运输成本；经简单成型其底部能自动锁合，比较牢固，只要打开纸箱便可使用。09 型为内附件，有平板型、平套型、直套型、隔板型、充填型和角型等。内附件可以用于定位、缓冲、分隔纸箱中的商品，也可用于加强纸箱的垂直抗压强度与侧面弯曲强度。组合型足以上基型纸箱箱型的组合，即由两种及以上的基本箱型组成或演变而成。2 22 2 标准箱型中瓦楞纸托箱系列的结构浅析标准箱型中瓦楞纸托箱系列的结构浅析 纸托箱泛指用于销售场所的敞口的、便于运输的特殊纸箱。国际标准箱型中04 箱型系列中有一部分即为这种开口型纸托箱。如图 2-1 是 0460 箱型，外长边侧板较高、短边较矮，粘结成型，是一种简单的纸托箱，展示面积较大。上海理工大学本科生毕业设计（论文）5 图 2-1 0460 箱型结构图 0452 箱型，也是一种较最简单的瓦楞纸托箱，只是其长短边的侧板等高。在长边开槽，接头可在机器上自动钉合或胶合，胶合部分对于纸箱的强度也有一定的补强作用。如图 2-2 是 0455 箱型，其结构比 0452 箱型稍复杂，即在纸箱长边上增加一层侧板，由于侧板加宽，所以从 4i 浪费材料的角度考虑也增加了接头的长度，使长边几乎为 3 层侧板结构。其它像 0430、0431、0434 箱型也有展示功能。图 2-2 0455 箱型结构 2 23 3 具有展示功能的标准箱型纸箱性能分析具有展示功能的标准箱型纸箱性能分析 2 23 31 1 现有瓦楞纸箱抗压强度的理论分析现有瓦楞纸箱抗压强度的理论分析 为将以上抗压强度试验所得结果与理论结合比较，先研究现有的瓦楞纸箱强度计算方法，并选择合适的公式方便计算。(1)凯里卡特抗压强度计算方法(2)马基抗压强度计算方法(3)沃耳福抗压强度计算方法(4)纸箱内隔板的抗压强度研究 2 23 32 2 标准箱型中瓦楞纸托箱系列的抗压强度的分析标准箱型中瓦楞纸托箱系列的抗压强度的分析 表 2-1 列出了不同箱型的抗压强度值 箱型 0460 型 0452 型 0455 型 0430 型 043 l 型 0434 型 抗压强度（KN）2.46 2.76 3.06 2.92 3.68 3.22 0460 型纸托箱较 020 1 型箱抗压强度有明显降低，且在这组瓦楞纸托箱系列中也最低，因为其承压面积受展示面积的影响，只有两条长边和四个角柱承重。基于运输和展示功能的纸包装设计研究 6 0452 型纸托箱结构简单，成型方便，长短边的侧板等高，因此四边均受压，较 0460 型纸箱抗压强度要高：但较后几种纸托箱纸板用量少，抗压强度也低，可适当增加粘结部分的长度，以提高抗压强度。0455 型纸托箱在 0452 型纸托箱的基础上，通过改进长边侧板结构，增加侧板的层数，有效提高了抗压强度。0430 型纸托箱在 0455 型纸箱的基础上，其短边增加了两个手孔和翻折板，整体抗压强度较 0455 型纸托箱要降低。043 1 型纸托箱结构最复杂，耗费的纸板也最多，不但由长边的翻折板构成不完全封口的箱盖以及短边补强结构，在短边也有翻折板，其整体抗压强度在这组瓦楞纸托箱系列中最高。0434 型纸托箱的抗压强度较 043 l 型纸托箱有所降低，因为其结构为在 043 l 箱型的基础上，长边不是通过开槽，而是通过压痕线折叠粘合成型，而且短边和长边的侧板开孔，共同形成手孔。上海理工大学本科生毕业设计（论文）7 第三章第三章 典型展示性因素对于瓦楞纸箱性能的影响典型展示性因素对于瓦楞纸箱性能的影响 3 31 1 影响纸箱性能的因素研究影响纸箱性能的因素研究 (1)(1)瓦楞纸板瓦楞纸板 瓦楞纸板层数增加时，强度随之明显提高。(2)(2)箱型箱型 表 3-1 三种箱型抗压强度比较 箱型结构 规格尺寸mm 抗压强度指数%0201 型开槽式 360*300*250 100 0320 开槽套合式 360*300*250 200 0510 型滑入式 360*300*250 70 同等的瓦楞纸板和同样的规格尺寸制成的瓦楞纸箱，如果箱形结构不同，纸箱的抗压强度也不同，这主要是因为承受抗压载荷的侧壁长度和瓦楞方向发生变化所致。表 3-1 体现了部分箱型抗压强度的明显区别，有的纸箱箱体为双层瓦楞纸板构成，抗压强度较同种规格的单层纸箱有明显提高。(3)(3)纸箱长宽比纸箱长宽比 在其它因素都相同的情况下，如果纸箱长宽比不同，其抗压强度也会随之发生一定的变化。如图 3-2 是 10 种不同长宽比的纸箱抗压强度的变化情况，纵坐标表示抗压强度，横坐标表示长宽比。图 3-2 不同长宽比的纸箱抗压强度变化情况(4)(4)纸箱高度纸箱高度:一般箱体越高，稳定性就越差，抗压强度降低。一般箱体越高，稳定性就越差，抗压强度降低。(5)(5)压痕线压痕线:压痕宽度越大，纸箱的抗压强度越低。压痕宽度越大，纸箱的抗压强度越低。(6)(6)结合方式结合方式 (7)(7)开孔开孔 (8)(8)印刷印刷 瓦楞纸箱在印刷过程中，印刷版的压力会使瓦楞遭到一定的破坏，纸板厚度也有一定的损失，因而纸箱的抗压强度会降低。降低的程度与印刷版的材质硬度、印刷面积、套色印刷次数、印刷部位等诸多因素有关。纸箱印刷使抗压强度降低10，严重者可达 20以上，满版印刷降低率达到 40050，横向条状印刷的降低率比竖向条状印刷高出 400。(9)(9)环境的温湿度环境的温湿度 纸箱在高温高湿的梅雨季节里，容易发生变软等问题，造成纸箱受潮，纸箱膨胀，容易引起包装压损。也就是说，当纸箱的抗压强度没有充分考虑到水分的影响时，实际使用中容易引起包装在堆码时塌垛。(10)(10)堆码的方式堆码的方式 基于运输和展示功能的纸包装设计研究 8 瓦楞制箱的四周侧壁承受来自纸箱上方的压力负荷的能力并不均一。在平齐堆码中，抗压强度大的纸箱箱角排在一条直线上，而强度小的箱面位于一个面上，这样就使每一个箱水平面楞边挠度变化一致，这种堆码方式的受力情况最好，强度最大，但堆码的稳定性最差；而交错堆码由于上下层纸箱 l、开 J 箱而强度大的棱角位于另一个箱而强度小的棱边中部，导致各箱面水平棱边挠度不一致，从而使纸箱在较小载荷下的各箱面水平棱边中部首先发生破坏，使整个纸箱的抗压强度降低，但这种方式的堆码稳定性却是最好的。(11)(11)瓦楞纸箱的疲劳瓦楞纸箱的疲劳 纸箱的抗压强度会随着储存堆垛时间的增加而降低，即出现疲劳现象。(12)(12)纸箱的老化纸箱的老化 纸箱受潮或受淋湿后抗压强度会剧烈下降，即使立即做干燥处理也不会恢复原来的强度。这种现象成为纸箱的老化。忽湿忽干的次数越多，老化现象就越快越严重。(13)(13)运输运输 在物流过程中，纸箱包装件会因车船运输颠簸而受到一定的动态振动冲击，导致纸箱抗压强度疲劳和衰减。在一般的振幅冲击和 1000-2000kin 的运距情况下，纸箱的抗压强度降低率不会超过 10。以上是在实际生产运用中影响纸箱抗压强度的各个因素。在用抗压试验机测定纸箱-的抗压强度时，要选用一定的加载速度对纸箱进行加压，从而得出压力关系图。按照国际的 ISO 标准，纸箱的抗雎强度测定的压缩速度为 1030mmmin。按日本标准的 JISZ0401 纸箱的抗压强度试验方法，压缩速度是12 73 0mmmin。抗压强度的测定值是根据固定重量不断加载试验而得到的，一定程度上是一种代用数据。加载速度越快，测得的抗压强度越大；相反，加载速度越慢，测得的抗压强度越小。3 3 2 2 不同形式不同形式切割压痕线对纸箱抗压强度的影响切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 3 3 2 2 1 1 水平间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响水平间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 图 3-3 间隙切割压痕线的长度分别为 13L、23L、L（L 表示纸箱的长度，H 表示纸箱高度，S 表示压痕线的长度，纵坐标为纸箱的抗压强度值，下同）长的水平间隙切割压痕线在不同位置(依次距离中心线 0、l6H、13H)的抗压强度值。从图中可见当定长的间隙切割压痕线离中心越远时，纸箱抗压强度越低；当水平问隙剀割压痕线距离顶面仅 16H 时，影响较显著。另一方面，随着间隙切割压痕线长度的增加，纸箱抗压强度逐渐降低这是因为间隙切割压痕线越长则纸箱受损的瓦楞数越多，且间隙切割压痕线越靠近竖直纸箱楞柱。图 3-3 水平间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响（纵坐标为纸箱的抗压强度）3 32 22 2 斜向间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响斜向间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 图 3-4 是距离中心线依次为 0、16H、13H 的斜向间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响。由图可见，纸箱的抗压强度对于未切割的纸箱有明显下降，这上海理工大学本科生毕业设计（论文）9 是因为纸箱的两条竖直楞已被损坏，且间隙切割压痕线触及纸箱两个顶角，使相关的六条楞均有一定程度的破损。当斜向间隙切割压痕线离中心越远时，纸箱强度越低。图 3-4 斜向间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 3 32 23 3 竖直间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响竖直间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 图 3-5 依次是距离竖直中心线 0，16H，13H 的竖直间隙切割压痕线对于纸箱抗压强度的影响。由图可见，竖直间隙切割压痕线对纸箱强度亦有一定的影响，但较水平间隙切割线影响为不显著。图 3-5 不同位置的竖直间隙切割压痕线对于纸箱抗压强度的影响 3 32 24 4 四周型间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响四周型间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 由图 3-6 为 4L 长的间隙切割压痕线依次距离水平中心线 0，16H，13H时的抗压强度。由图可见当箱体四周均开有间隙切割压痕线时，纸箱抗压强度有明显下降，这是因为箱体四周的楞柱均受损。其中距离顶面仅 16H 的四周开口型纸箱的抗压强度下降非常显著。图 3-6 四周型间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 3 32 25 5 不同形式的间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响不同形式的间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 图 3-7 为不同形状的间隙切割压痕线(依次为圆弧形、斜折线形、折线形、直线形)的间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响。由图可见，不同形状的间隙基于运输和展示功能的纸包装设计研究 10 切割压痕线对纸箱强度的影响不等，其中圆弧线的影响最小，直线的影响较比弧线和折线要显著。图 3-7 不同形式间隙切割压痕线对纸箱抗压强度的影响 3 32 26 6 顶面的展示结构对纸箱抗压强度的影响顶面的展示结构对纸箱抗压强度的影响 图 3-8 依次为标准 0420 型纸箱、项面添加了压痕线的 0420 型纸箱、顶面添加了间隙切割压痕线的 0420 行纸箱。由图可见，瓦楞纸箱项面的压痕线和间隙切割压痕线对其抗压强度的影响小，基本可以忽略不计。图 3-8 顶面的展示结构对纸箱抗压强度的影响 3 32 27 7 开窗结构对纸箱抗压强度的影响开窗结构对纸箱抗压强度的影响 图 39 依次为为未开窗、单面开窗面积分别为 116S、14S、916S 的纸箱抗压强度试验结果。由图可见，随着开口面积的增加，纸箱抗压强度逐渐降低，当开窗面积达到纸箱面积的 916 时，纸箱的抗压强度下降明显。图 3-9 单面开窗的纸箱抗压强度 图 3-10 为未开窗、单面开窗、双面开窗的纸箱抗压强度图。由图可见双面开窗的纸箱抗压强度下降值并不是单面开窗纸箱下降值的双倍。上海理工大学本科生毕业设计（论文）11 图 3-10 单双面开窗的纸箱抗压强度 3 33 3 本章结论与建议本章结论与建议 通过以上对于各种典型展示性结构要素的抗压强度试验研究，可以得出以下结论：(1)水平间隙切割压痕线越长或离箱体中心越远时，纸箱抗压强度越低。(2)竖直间隙切割压痕线对纸箱强度亦有一定的影响，但较水平间隙切割线影响为不显著。(3)斜向斜向间隙切割压痕线离中心越远时，纸箱强度越低。(4)展示性结构要平衡展示性和抗压强度的关系，当破坏箱体四周的楞柱时对抗压强度的影响较为显著。(5)展示开口设计成圆弧形时，比起同等位置的其它形状对于抗压强度的影响更小。(6)可以在纸箱顶面多设计压痕线和间隙切割压痕线，以起到展示产品、吸引眼球的货架效应，且对纸箱抗压强度影响甚微。(7)纸箱上开窗面积越大，强度下降越多，当开窗面积达到纸箱面积的 916 时，对纸箱抗压强度影响较显著。基于运输和展示功能的纸包装设计研究 12 第四章第四章 兼具运输和展示功能的包装设计原则分析兼具运输和展示功能的包装设计原则分析 随着市场对于包装展示性需求的增加，兼具运输和展示功能的包装正越来越受到重视。国外将这种包装称为可直接上货架的包装(ShelfReady Packaging)，简称 SRP，是近年来在欧美开始流行起来的一种新型包装型式。SRP 的预期效果主要有两方面：一是提高生产力，即提高货架补充速率；二是提高商业机会，即在货架上更容易被注意到，更容易被顾客识别。SRP 需满足的要素有：易于识别、易于打开、易于上货架、易于处理并方便购买，整体来讲，它是一种包含零售单品的外包装，通过特殊设计，可直接在货架上使用。它提供了一种多件商品直接摆上货架的工具，不需要产品单独堆垛也不会影响零售单品的可见度和拿取。与 SRP 概念相似的还有可直接用于销售的包装(Retail Ready Packaging)，简称 RRP。SRP 和 RRP 不仅仅是一个包装，而是涉及到从商品包装到零售完成的整个供应链。目前欧洲和澳洲的 ECR 都在大力推广这一包装形式，不少欧洲大型零售商也都要求供应商的产品包装能直接上货架，或者逐渐向这个方向改进。本章重点研究 SRP 的设计原则。4 41 1 SRPSRP 设计的基本原则：设计的基本原则：考虑到制造商、销售商、消费者各方的需求，总体来讲在采用 SRP 时应遵循以下几项基础原则：(1)能同时给消费者、零售商和供应商带来益处。(2)遵守国家和国际环境法律法规等政策。(3)SRP 应遵循现有的物流标准以利于物流运转。(4)建立井提升品牌认可度。(5)满足销售方和制造商的长期利益。4 42 2 SRPSRP 的形式和种类的形式和种类 基于以上对于 SRP 的功能发要求的基本研究，SRP 的类型并不局限于瓦楞托箱或纸箱等只要满足供应链各方的需求即可。以下是 SRP 的几种主要类型：(1)放置于货架上的包装(2)立式健销展示架包装(3)可重复利用的托盘 4 43 3 SRPSRP 的基本要求的基本要求 4 43 31 1 易于识别易于识别 易于识别的包装有助于商店员工在仓库、店铺中操作时迅速找到想要的产品，可减少错误、降低损失、提高效率。(1)产品可视性(2)消费者易忽略的信息(3)与仓库堆码相关的信息 4 43 32 2 易于打开易于打开 易于打开的 SRP 结构可使产品在进入商店之后、放上货架之前的操作中简单方便，促进店内供应链更有效地执行，工作效率更高。而复杂、操作费时的包装在商店内会产生很多不利的影响，例如堵塞超市的过道，影响消费者购物：缓慢、低效率的货架补给会导致商品脱销，使顾客不能及时购买到本想购买的商品。虽然 SPR 在店内操作中应该易于打开，但它在进入商店之前的一系列供应链中仍应有足够的强度。例如可重复使用的塑料托盘是理想的 SRP。在不适合使用塑料上海理工大学本科生毕业设计（论文）13 托盘的地方，应满足以下特征，以方便包装被打开，确保商店内高效的货架补充率。(1)(1)操作图示操作图示 尽量用简单的图示来说明打开方法，它比文字说明更有效，且可避免语言障碍。(2)(2)避免破损、注重安全避免破损、注重安全 (3)(3)操作简单操作简单 打开包装的过程可由一人独立完成，且所需的操作步骤应尽量少，时间尽晕短，使补充货架的过程更快捷更简单。4 43 33 3 易于上货架易于上货架 SRP 方案使货架补充、商品展示一步完成、简单便捷，而不是像传统的商品上架方式那样，需要把产品逐一摆上货架。SRP 不仅能一步完成商品上架，而且使货架填充率更高，货架空间得到充分利用。(1)稳定性(2)空间利用率(3)处理方便 SRP 通过手孔等结构方便店内员工操作。在最终会被移除的那部分包装上应清楚地用图案标示出 SRP 的前展示面。SRP 的尺寸和重量应符合国家和国际相关法规。货架位置也会影响及时补充货架的能力。为了满足人工搬运上架的需要，原则上单件 SRP 包装重量应小于 12 公斤。托盘型包装玻璃瓶的 SRP 应该小于 lO公斤；大于 12 公斤小于 20 公斤需要展开讨论并进行风险评估；如果内装物大于 20 公斤则需要在托盘上标示出来。4 43 34 4 易于处理易于处理 SRP 在提高货架补充效率的同时，不能使包装难以处理，否则，SRP 就并不成功，甚至得不偿失。易于处理对于保持走廊通畅、提高顾客的购物满意度将起到关键性的作用。(1)易于展平(2)回收利用 简单清楚地标示出是否可重复使用可循环再生。可重复使用的塑料托盘应能堆叠，以便于店内运转和处理。不同的材料应易于识别且可以分开。遵循国家和国际关于回收、重复使用的相关法规政策。4 43 35 5 方便购买方便购买 (1)(1)针对顾客的信息针对顾客的信息 SRP 不能遮盖住消费者希望从销售包装上看到的任何重要的信息，包括产品、品牌或者种类(除非外包装显示了销售包装中被遮掩的部分)让消费者可以透过 SRP 的前面看到消费包装上的如下信息：产品的品牌、品种、容量以及保质期、保存期等其它重要信息，这些信息最好也能呈现在 SRP 上。(2)(2)吸引力吸引力 SRP 通过提高品牌和产品认可度来增加顾客满意度。相比于其它与之竞争的包装，SRP 为品牌拥有者提供了更多产品个性化表现和高质量包装印刷的机遇，使得包装产品展现出独特的销售优势及包装展示吸引力。通过包装物上所宣传的品牌信息，消费者能够了解到散放在货架上的单个商品所无法传达的一些品牌信息和理念。SRP 不能破坏店面的美观，未印刷的褐色瓦楞纸会影响消费者的体验，基于运输和展示功能的纸包装设计研究 14 应避免使用。而色彩鲜艳的 SRP 能吸引消费者的注意力(例如使用厂商的品牌色调)。同系列的不同的产品可以用不同的颜色来突出表示 (3)(3)易于拿取易于拿取 SRP 方案不能导致销售包装被紧紧卡住，应方便顾客拿取。产品在 SRP 中必须保持稳定，避免产品跌落出来。当其中部分商品已售出时 SRP 仍应保持美观坚固。4 45 SRP5 SRP 设计原则总结设计原则总结 杰出的 SRP 设计是关键，而糟糕的包装设计只会赶走消费者，反而降低销量，而且消费者不会因为开发使用 SRP 而愿意为同样的商品支付更高的费用。虽然SRP 原本是想给消费者带来更多的便利性，但实际改进包装的过程可能会使商品价格提高，给消费者带来更多的经济负担。所以在采用 SRP 的过程中，必须明确到底哪些环节会产生费用，哪些环节会带来益处。上海理工大学本科生毕业设计（论文）15 第五章第五章 兼具运输和展示功能的纸包装结构设计兼具运输和展示功能的纸包装结构设计 5 51 1 瓦楞纸箱设计原则瓦楞纸箱设计原则 本课题研究的包装首先应具备保护产品、方便储运的功能，因此先从运输包装的角度讨论设计原则，然后考讨论楞纸箱的设计方法。5 51 11 1 运输包装的设计原则研究运输包装的设计原则研究 包装必须使包装物从出厂起，经运输、贮存、装卸最终送到用户手中为止的全过程得到保 护。因此，所设计的包装不仅要防止产品凶振动、冲击产生损坏，而且要防止因盗窃及自然界的有害影响。产品包装的形式可以多种多样，但必须合理。体现合理的第一点是要能保护产品的价值，并便于装卸和储运。第二点是包装的经济性。不规范的结构尺寸会增加运输和仓库储存的费用，因此合理的包装必须是经济的包装。整体来讲，合理的运输包装应考虑以下因素：(1)流通环境(2)产品特性 (3)包装因素(4)经济性(5)包装技术与方法。(6)包装试验(7)销售与消费 以上是合理运输包装考虑的因素，要实现合理运输包装应满足以下条件：(1)发挥经济的功能(2)协调与制造工序的联系(3)便于装卸(4)便于取出和废弃处理 5 51 12 2 瓦楞纸箱的设计方法瓦楞纸箱的设计方法 (1)(1)瓦楞纸箱的尺寸设计瓦楞纸箱的尺寸设计 瓦楞纸箱的选用主要取决于内装物的最大重量和最大综合尺寸。内装物的外轮廓长、宽、高之和称为综合尺寸。选用国际标准系列的瓦楞纸箱可参考 GB 65431986。出口产品包装用瓦楞纸板有专门标准 GBT 50331985、GBT 50341985。瓦楞纸箱的尺寸首先取决于内装物的尺寸、数量和排列方式。(2)(2)强度设计强度设计 对于运输用瓦楞纸箱来说，最重要而且最常用的运输包装试验，通常是温湿度试验、堆码试验、跌落试验和振动试验。抗压强度是瓦楞纸箱的一个至关重要的性能指标，合理地设计纸箱抗压强度是纸箱设计的重要内容。纸箱强度过高或过低都是不允许的。过高会导致包装成本升高，过低则其保护商品的功能丧失。纸箱抗压强度的影响因素如前文 31 所述，繁多而复杂，需要相关理论知识、科学的计算方法以及实践经验来才能实现合理的设计。流通过程中，堆码在最底层的纸箱受到上部纸箱的压力，当其在一定的静态压力之下即将被压溃之前所能承受的负荷即为堆码强度。堆码强度是瓦楞纸箱强度设计的预定纸箱抗压强度。在实际堆码中，由于最底层纸箱承受最大堆码负荷，所以仅考虑最下层纸箱的堆码强度即可。纸箱内的产品若具有一定的抗压强度，则可以有效地增加纸箱的抗压强度设计。例如，可以承载较大抗压强度的带有王冠瓶盖的玻璃瓶，其包装箱只要比较基于运输和展示功能的纸包装设计研究 16 小的抗压强度就可以满足堆码要求，从而使纸板达到轻量化。在纸箱的设计中，其抗压强度是由纸箱作为主要支撑体，还是利用内包装来支撑，有着不同的选材，也决定了纸箱的成本不同。对于玻璃瓶，其形状(尤其是瓶肩)变化对抗压强度有极大的影响。使用皇冠瓶盖的玻璃瓶，从产品的堆码强度来看，其本身的抗压强度完全可以抗衡产品的堆码强度，因此如何保护易碎玻璃瓶的受冲击要比纸箱的强度更加重要。使用量最大的饮料和食品罐有马口铁制造的三片罐和铝板制造的两片罐。三片罐的抗压强度很高，可以像玻璃瓶那样承受较大的堆码负荷，设计纸箱时可不考虑纸箱的耐压闻题。复合软包装罐若选用足够厚的纸板成型可以得到非常高的抗压强度，甚至不需要纸箱傲外包装，只需要拉伸膜或收缩膜包装即可。纸包装(纸盒)越来越多地采用微型瓦楞纸板代替实心纸板来制作，其抗压强度与瓦楞纸箱一样，也受到含水率的影响。结上对于兼具运输和展示功能的包装设计原则的分析，本章将利用绘图软件ArtiosCAD 进行纸包装结构设计。作为计算机辅助包装设计软件，ArtiosCAD提供了一个用于概念(方案)设计、产品开发，具有逼真效果的原型制作工具，此外还提供了一个大容量的标准设计库，对于国际标准纸箱箱型，只要输入内尺寸和纸板类型，即可自动生成纸箱结构，软件使用者可以实现从草图到定稿的设计。同时为便于说明展示效果，本课题也利用 Photoshop 软件进行图片的后期效果处理。包装结构设计必须遵循科学性、可靠性、美观性和经济性的原则，考虑各种矛盾，权衡轻重，达到最佳效果。要使包装陈列达到较好的效果，需注意的问题有：包装陈列位置、包装的视觉吸引力、包装是否适于大量陈列、包装各展示面的关系处理、包装陈列时的辅助物品等。上一章进行了多种同时具有运输和展示功能的纸包装结构的初步设计，本章将选取典型产品进行具体的包装结构设计。5 5.2 2 填充型展示性纸箱设计填充型展示性纸箱设计 如图 5-1 所示，它利用圆柱的滚动性来实现自动填充货架。适合圆柱状的产品。纸箱正面和左右两面设计有如图 2 所示的问隙切割压痕线区域。在上货架前撕去这部分纸板，高度大约为圆柱形销售包装的直径，购物者取出一个商品后，其上的圆柱形包装会自动滚落下来填补空缺，使其一直处于满箱的外观，提高货架的美观性。这种包装结构新颖，给消费者带来新奇感，适合罐装饮料、桶装肉松肆，但应考虑实际拿取时的便利性和安全性。（a）平面结构 (b)运输结构 （c）展示结构 图 5-1 填充型展示性纸箱 上海理工大学本科生毕业设计（论文）17 5 53 3 桶装桶装薯片薯片展示性纸箱设计展示性纸箱设计 5 53 3 1 1 选择设计对象选择设计对象 薯片的主要原料土豆，含有丰富的维生素 B1、B2、B6 和泛酸等 B 群维生素及大量的优质纤维素，还含有微量元素、氨基酸、蛋白质、脂肪和优质淀粉等营养元素。本文选用乐事桶装薯片为研究对象。乐事桶装薯片为圆筒状铝塑复合包装，有一定的刚度和挺度，质最为 120g桶，销售包装外尺寸为：高 H=225mm，直径 D=90mm。5 53 3 2 2 箱型选择箱型选择 结合内装物的形式、大小、刚度等特性，考虑到销售场所的环境、要求等，这里选用前文 53 节“填充型”展示性纸箱来进行“乐事桶装薯片”的外包装设计。填充型纸箱除去其展示结构外，其箱型即是普通的 0201 型纸箱。5 53 3 3 3 纸箱设计纸箱设计 (1)(1)尺寸设计尺寸设计 设计内装物的装箱量：n=nL x nBx nH=1*2*3=6 内装物质量为:120*10=1200g 纸箱内尺寸为：L=228mm,B=184mm,H=274mm 根据以上内装物特性、重量、尺寸等，选用 C 型瓦楞纸扳。按照纸箱内尺寸和瓦楞厚度等，在 ArtiosCAD 软件中输入相关因素，就得出纸箱的箱体结构，然后进行展示结构的设置。结合内装物的尺寸，并考虑到展示结构的易开启性、展示效果等因素，进行如图 5-2 所示的结构设计，考虑到销售包装拿取的方便性和在货架上放置的稳定性，本例取 Ll=105mm，L2=36mm。图 5-2 薯片包装结构图（2 2）强度校核）强度校核 纸箱设计完成后，同样对其进行强度设计校核。即纸板定量为 818gm2，边压强度 5980Nm，厚度 4mm。计算方法与上例相似：最后得出纸箱的抗压强度至少为 112.3kgf,满足强度要求。5 53 34 4 纸箱制作纸箱制作 如图 5-3 所示。（a）为运输时的包装图，（b）为上货架时的展示图，展示效果好，对于消费者来讲拿取方便，且桶装薯片可自动滚落填充，不会出现货架空空的场面。基于运输和展示功能的纸包装设计研究 18 （a）运输图 （b）展示图 图 5-3 薯片包装图 上海理工大学本科生毕业设计（论文）19 第第六六章章 总结与展望总结与展望 6 61 1 论文主要结论论文主要结论 本文以兼具运输和展示功能的纸包装结构为研究对象，从现行国际标准箱型入手研究，分析其中同时具有展示功能的瓦楞纸箱的设计理论，通过试验分析其结构对于纸箱性能的影响，进而研究典型展示结构对于瓦楞纸箱性能的影响，得出以下结论：(1)对于定长的水平间隙切割压痕线，当其离中心越远时，纸箱