紙箱zui重要的功能在于它對商品具有良好的保護性，而紙箱的整體抗壓強度則是紙箱保護性能的綜合體現，抗壓強度對紙箱的重要性是不言而喻的。近幾年來，隨著我國包裝業的迅猛發展，許多工廠對紙箱的認識逐漸從憑手感判定紙箱的優劣發展到運用各種儀器對紙箱的物理性能進行測試分析的階段，很多廠家還配備了抗壓儀對紙箱抗壓強度進行測試。不僅如此，許多客戶特別是國外一些大型跨國公司對紙箱的認識也發生了深刻變化，即從關注紙板耐破強度逐漸轉向紙箱的抗壓強度，并將抗壓強度作為質量驗收的zui重要指標。

　　如此一來，如何為客戶提供滿足抗壓強度要求的紙箱便成為眾多紙箱廠關注的焦點。特別是近二年原紙價格居高不下，紙箱利潤空間一縮再縮的情況下，制造出用紙成本zui省而又能滿足客戶抗壓要求的紙箱已成為眾多紙箱廠共同的目標。

　　在此著重就影響紙箱抗壓強度的因素、紙箱抗壓強度的推算方法、抗壓強度的用紙配置方法及抗壓強度的測試方法等幾個方面對紙箱的抗壓強度進行綜合論述與分析。有些地方難免會有孔見之嫌，但希望能為廣大同行提供有益的參考。

　　 影響紙箱抗壓強度的因素

　　影響紙箱抗壓強度的因素有很多，大致可歸納為邊壓強度、結構尺寸、加工工藝、水分及裝箱后的堆碼運輸方式等。由于各因素的交互影響，常常導致我們對抗壓強度的預測產生一定偏差。紙箱廠也往往因為對這些因素認識不足，在設計、印刷及后加工過程中處理不當，造成巨大的成本浪費及客戶投訴。因此，弄清這些因素的影響規律是十分必要的。

　　 瓦楞紙板的邊壓強度

　　邊壓強度又叫垂直抗壓強度，是對瓦楞紙板試樣以垂直方向施加壓力，施壓過程中紙板所能承受的zui大力即為紙箱的邊壓強度。紙箱抗壓強度的高低主要取決于紙板邊壓強度，而邊壓強度則與組成瓦楞紙板的各層原紙的橫向環壓強度、紙板的坑型組合及紙板的粘合強度有關。

　　瓦楞紙板的邊壓強度主要與各層原紙的橫向環壓強度有關。一般來講，克重較高、造紙材料質量較好及緊度較高的原紙，其橫向環壓強度也相應越高。但并非克重高的原紙環壓就一定比克重低的原紙高。以箱板紙為例，進口牛皮橫向環壓指數可達到12N·m/g以上，而內地一些小型造紙廠生產的箱板紙僅為8 N·m/ g，相差了30個百分點。也就是說克重為175 g / m2的進口牛卡，其環壓強度相當于260 g / m2。因此，鑒定紙箱保護性能的好壞，不能以紙箱用紙克重而論。

　　瓦楞紙板的結構設計是很科學的，其瓦楞的楞形就如一個個連接的小小拱形門，排成一排，相互支撐，形成三角結構體，強而有力，而且平面上也能承受一定壓力，富有彈性，緩沖力強，能起到防震和保護商品的作用。瓦楞形狀依圓弧半徑不同一般分為U形、V形和UV形三種。U型的圓弧半徑較大，呈圓弧形，如B楞、C楞；V型的波峰半徑較小，且尖，如A楞；UV型介于兩者之間，如AB楞。據試驗表明，V形楞在受壓初期歪斜度較小，但超過zui高點，便迅速地破壞，而U形楞吸收的能量較高，當壓力消除后，仍能恢復原狀，富有彈性，但耐壓強度不高。另外V形楞節省瓦楞紙，粘合劑耗量較少，但加工時易出現高低楞，瓦楞輥磨損較快。UV形楞是結合U形和V形的特點，目前得到廣泛的采用。

　　瓦楞紙板的各種坑型及其組合，就單坑紙板來說，一般A坑紙箱抗壓強度zui高，但易受到損壞； B坑強度較差，但穩定性好；C坑抗壓力及穩定性居中。A型瓦楞具有較好的防震緩沖性，另外垂直耐壓強度也較高；B型瓦楞的峰端較尖，粘合面較窄，其瓦楞高度較小，可以節省瓦楞原紙，其平面抗壓能力超過A型瓦楞，B型瓦楞單位長度內瓦楞數較多，與面紙有較多的支承點，因而不易變形，且表面較平。在印刷時有較強抗壓能力，可得到良好印刷效果。C型瓦楞兼有A型和B型瓦楞的特點，它的防震性能與A型相近，平面抗壓能力接近B型瓦楞。E型瓦楞是zui細的一種瓦楞，單位長度內的瓦楞數目zui多，能承受較大的平面壓力，可適應膠版印刷需要，能在包裝面上印出質量較高的圖文，這種瓦楞紙板和硬紙板強度差不多。

表一 三種楞型比較表
瓦楞種類 平面壓力 垂直壓力 平行壓力
A 3 1 3
B 1 3 1
C 2 2 2
注：1. 平面壓力是指垂直于瓦楞紙板平面的壓力。

　　 2. 垂直壓力是指與瓦楞方向一致的壓力，平行壓力是指垂直于瓦楞方向的壓力。
　　 3. “1”代表zui強。

　　根據上述不同類型瓦楞的不同特點，單瓦楞紙箱用A型和C型為宜；雙瓦楞紙箱用A、B型，B、C型相結合zui為理想；接近表面的用B型，能起到抗沖擊力較強的作用；接近內層的用A型或C型彈性足、緩沖力強；采有用AB型或BC型結合，使紙箱的物理性能發揮兩個*性。中包裝宜選用C型楞，E型瓦楞代替厚紙板，用于小包裝。zui近幾年，國外又發展有F楞、G楞等比E楞更小的瓦楞，同時也開發出了K楞等特大瓦楞。

　　除此之外，紙板粘合強度及坑形挺度也對紙板邊壓強度造成一定影響。坑形越挺，粘合越好，邊壓強度越高。存在塌坑、倒楞、脫膠等缺陷的紙板強度，其邊壓強度會得到不同程度的削弱。

　　 紙箱長、寬、高尺寸及比例

　　大量的數據分析表明，紙箱的抗壓強度與紙箱周長、紙箱高度及紙箱長寬比存在一定關系。紙箱周長越長，抗壓強度越高，紙箱周長與抗壓強度存在一定的換算關系。

n 箱高在10厘米～35厘米時，抗壓強度隨高度增加而稍有下降；

n 箱高在35厘米～65厘米區間時，其抗壓強度幾乎不變；
n 箱高大于65厘米之間時，抗壓隨高度增加而降低。
主要原因是高度增加，其不穩定性也會相應增加。

　　一般來講，紙箱長寬比在1～1.8的范圍內，長寬比對抗壓強度的影響僅為±5%。其中長寬比RL=1.2～1.5時，紙箱的抗壓值zui高。紙箱長寬比為2：1時，抗壓強度下降約20%，因此設計紙箱時長寬比不宜超過2，否則會造成成本浪費。

 

堆碼時間及堆碼方式

　　紙箱的抗壓強度隨堆碼時間的延長而降低，這種現象稱為疲勞現象。試驗表明，在長期載荷的作用下，只要經歷一個月的時間，紙箱的抗壓強度就會下降30%，在經歷一年后，其抗壓強度就只有初始值的50%。在設計紙箱材質時，對流通時間較長的紙箱應提高其安全系數。

　　紙箱堆碼方式也對紙箱的抗壓強度產生一定影響。紙箱豎坑方向承受的壓力大大超過橫坑方向，紙箱堆碼時應保持豎坑方向受壓。從試驗結果來看，紙箱的箱角部位承受的壓力zui高，離箱角越遠，承壓力越低。因此紙箱在堆碼時應盡量保持箱角與箱角對齊疊放（見圖2）。

　　常見的紙箱堆碼方式有三種：磚砌式、上下平行式及風車式（見圖3）。此三種方式中，上下平行式堆碼有利于保持箱角充分受壓，因而zui為合理。而磚砌式及風車式則應盡量避免。

　　紙箱開孔方式

　　部分紙箱上有通氣孔、手挽孔等，這些開孔也會對紙箱的抗壓造成重大影響。試驗表明，開孔越大，抗壓強度減損越大；開孔離頂、底部越近，離中心往左右越遠，抗壓強度越低；開對稱孔比開不對稱孔的抗壓強度減損要小。
　　一般來說，側面各1個手挽使紙箱的抗壓強度降低20%，兩側面及正面各1個手挽使紙箱的抗壓強度降低30%。有些工廠在紙箱內壁開孔部位貼一層加強卡，這樣不僅可以降低開孔給抗壓強度造成的影響，同時還可以防止手挽部位受力時發生破損，可謂一舉兩得。

　　 紙箱印刷工藝

　　紙箱的印刷工藝對抗壓強度的影響也不容忽視。印刷面積、印刷形狀及印刷位置對紙箱抗壓強度的影響程度各不相同。總的來說，印刷面積愈大，紙箱抗壓強度的降低比率也愈大。滿版實地，塊狀及長條狀印刷對抗壓強度的影響比較大，設計時應盡量避免。就紙箱印刷位置而言，印刷在正側嘜中間部位較邊緣部位的抗壓高

　　大量試驗數據顯示，單色印刷使紙箱的抗壓強度降低6％～8％，雙色及三色印刷使紙箱的抗壓強度降低10％～15％，四色套印及整版面實地印刷使紙箱抗壓強度下降約2％。對于多色印刷，采取先印刷，再覆面模切的預印加工工藝可以有效降低紙箱因印刷而造成抗壓強度減損的幅度。

　　 模切工藝

　　紙箱在進行模切加工過程中，由于受到外部重壓，紙箱的坑形會受到不同程度的損害，因而抗壓強度也會下降。比較而言，平壓平模切對抗壓強度影響較小，圓壓圓及圓壓平模切對抗壓影響則大一些。譬如與印刷機連動的弧形啤切，可導致紙箱抗壓強度減少25％以上。

　　 紙箱內襯件設計

　　許多紙箱的內部還包括EPE、紙塑等內襯件，紙箱內裝入內襯件后，其抗壓強度會提高。但內襯件的設計對抗壓提高的幅度也不一樣。內襯件設計成直角比設計成圓角更有利于提高抗壓強度。（見圖5略）

　　 紙箱堆放的溫濕環境

　　紙箱對溫濕環境比較敏感，溫度對紙箱的抗壓強度影響較小，但濕度則非常明顯。隨著溫度和濕度的增加，紙箱的抗壓強度呈明顯下降趨勢，在溫度30℃、濕度80%RH時開始急劇下降，當溫度為45℃、濕度95%RH時，抗壓強度下降幅度可達60%以上。

　　 紙箱抗壓的推算方法

　　找出瓦楞紙箱結構工藝與紙箱抗壓強度的規律，一直是瓦楞行業廣大同仁致力研究的重要課題之一。瓦楞包裝在歐美歷史比較悠久，國外同行在對抗壓強度的研究方面也有所建樹，并總結出了一些抗壓強度推算經驗公式。其中較為流行的有：

　　根據瓦楞紙板原紙的環壓強度計算紙箱抗壓強度的凱里卡特公式（K.Q.Kellicutt）；

 

P——瓦楞紙箱抗壓強度（N）；
Px——瓦楞紙板原紙的綜合環壓強度（N/cm）；
aXz——瓦楞常數；
Z——瓦楞紙箱周邊長（cm）；
J——紙箱常數。


　　根據瓦楞紙板內外面紙的橫向康哥拉平壓強度來計算抗壓強度的馬丁荷爾特公式（Maltenfoit）；


P——瓦楞紙箱抗壓強度（N）；
CLT- O ——內、外面紙橫向平壓強度平均值（N/cm）。


　　以瓦楞紙板的邊壓強度和厚度作為瓦楞紙板的參數，以箱體周長、長寬比和高度作為標志結構的因素計算瓦楞紙箱的抗壓強度的沃福公式（Wolf）；


Pm——瓦楞紙板邊壓強度（N/m）
　　
       把紙板的邊壓強度和挺度作為影響瓦楞紙箱強度的主要因素，而且認為紙箱抗壓隨紙箱周長的平方根而變化的馬基公式（Makee）。

Dx——瓦楞紙板縱向挺度（MN·m）
Dy——瓦楞紙板橫向挺度（MN·m）

馬基簡易公式：

包卷式紙箱抗壓強度計算公式：

PwA——包卷式紙箱抗壓強度（N）；
Pm ——瓦楞紙板邊壓強度（N/m）
a——常數
b——常數

　　而其中尤以凱里卡特公式zui受國內同行推崇，國內專業雜志刊登的有關紙箱抗壓的文章大都以它作為推算公式。但經過實踐證明，凱里卡特公式推算紙箱抗壓強度的準確度較低，且計算方法比較復雜，難以掌握。

　　通過大量的數據分析，筆者總結出了一套準確推算抗壓強度的方法，經實踐檢驗準確度可達到90%以上。該方法主要是根據抗壓推算公式算出紙箱抗壓強度初始值，并結合紙箱結構工藝對公式推算出的結果進行修正而得出zui終的推算結果。

　　 紙箱抗壓強度推算流程

　　要準確推算紙箱的抗壓強度，首先須測出紙箱周長、紙板厚度及紙板邊壓強度，并結合紙箱結構工藝對推算值進行修正。邊壓強度可根據組成瓦楞紙板各層原紙的橫向環壓強度及紙板坑型進行推算。對于沒有測試儀器的工廠，只要知道原紙的環壓強度或環壓指數，也可以推算出紙箱的抗壓強度。必須指出的是，原紙的環壓值必須客觀真實，并且原紙的環壓強度須是在23℃±1℃，52±2％RH的溫濕環境下的測試值。
紙箱抗壓強度推算流程如圖6（略）所示。

紙箱抗壓強度的推算公式

通過大量的測試數據驗證，我們發現下面的公式推算出的結果比較接近真實值，并且計算簡單，易于掌握。在此推薦給大家：

B=5.874×E× T×C
B表示紙箱抗壓，單位N
5.874為系數
E表示紙板邊壓強度，單位N/m
T表示紙板厚度，單位m
C表示紙箱周長，單位m

　　 舉例：
　　一規格為360mm×325mm×195mm的普通開槽型紙箱，坑形為C坑，紙板厚度為3.6mm，邊壓強度為4270N/m，試推算其整箱抗壓值。

         題解：
可知紙箱周長為1.37m，紙板厚度為3.6mm，邊壓強度為4270 N/m
根據公式：紙箱抗壓強度 B＝5.874×E × T × C
B＝5.874 ×4270 × 0.0036 ×1.37
B＝1755N

　　 紙板邊壓強度的推算方法

　　瓦楞紙板的邊壓強度等于組成紙板各層原紙的橫向環壓強度之和，對于坑紙，其環壓值為原紙環壓強度乘以對應的瓦楞伸長系數。

單瓦楞紙板Es＝ （L1+L2+r×F）
雙瓦楞紙板Ed＝ （L1+L2+L3+r×F+r1×F1）
三瓦楞紙板Et＝ （L1+L2+L3+L4+r×F+r1×F1+r2×F2）
式中
L1、L2、L3、L4分別為瓦楞紙板面紙、里紙及中隔紙的環壓強度（N/m）；
r、r1、r2表示瓦楞伸長系數（見表二）；
F、F1、F2表示芯紙的環壓強度（N/m）；

　　表二 不同楞型的伸長系數及紙板厚度

楞型 A C B E
伸長系數（r） 1.53 1.42 1.40 1.32
紙板厚度 5 4 3 1.5
注：1. 不同瓦線設備，即使是同一種楞型，由于其瓦楞輥的尺寸不同，瓦楞伸長系數也存在偏差，所以紙箱企業在使用表二進行推算時需根據工廠的設備情況對伸長系數進行調整。
　　 2. 雙坑、三坑紙板的厚度就是由各單坑厚度簡單相加。

舉例：
有一款K4A紙板，用紙配置為230K/130F/160A?o已知230K的橫向環壓強度為2208N/m，130F的環壓為516 N/m ，160A的環壓為1328 N/m求其邊壓強度。
題解:
查表得C瓦楞伸長系數為r=1.42
根據公式ES＝ （L1+L2+r×F）
＝ （2208+1328+1.42 ×516）
＝ 4269 N/m

　　 表三 紙箱抗壓強度值修正表
　　 印刷工藝修正（瓦楞板為印刷底材）
　　 印刷工藝 單色印刷 雙色及三色印刷 四色套印，滿版面實地
抗壓強度調整減6~8%，文字內容越多，印刷面積越大，減幅越大減10-15%，文字內容越多，印刷面積越大，減幅越大四色套印減20%，滿版面實地減20%，滿版實地加多色減30%
　　 長寬高尺寸及比例
　　 高度及長寬比 長寬比大于2 箱高超過65cm
　　 抗壓強度調整 減20% 減8%
　　 開孔方式
　　 開孔方式及位置 紙箱側嘜各加一通氣孔兩側嘜各一個手挽兩側嘜各一個手挽，正嘜一個手挽
　　 抗壓強度調整 減10% 減20% 減30%
　　 模切工藝
　　 模工工藝 平壓平啤切 圓壓平啤切 圓壓圓啤切
　　 抗壓強度調整 減5% 減20% 減25%

　　 綜合舉例
　　有一款彩盒，其坑型為BE坑；尺寸為510×420×330CM；五層紙的用紙配置為350華豐白板/112VISY坑紙/125理文B紙/112VISY F紙/175理文A紙；平壓平啤切時兩側嘜各打一個手挽，已知350華豐W環壓為2900N/m、112VISY F紙環壓為740N/m、125理文B紙環壓為1100N/m、175理文A環壓為1420N/m；試推測其抗壓值。

題解：
根據彩盒尺寸可知周長為1.86m，根據坑型可知紙板厚度為0.0045m，根據坑型和原紙環壓可知邊壓為7425N/m
帶入公式
P＝5.874×7425N/m× 1.86×0.0045
＝5.874×7425N/m×0.091m
＝3969N
由于紙箱兩側嘜各一個手挽，則實際抗壓應減去20%，平壓平啤切，抗壓減5%，所以紙箱的實際抗壓值應為：
3969×（1-25％）=2977N
　　
紙箱抗壓的用紙配置方法

　　若客戶對紙箱抗壓值及紙箱印刷加工工藝有明確要求，則可以通過抗壓強度推算公式推算出紙箱的邊壓強度，再根據邊壓強度推算公式反推出滿足客戶抗壓要求的原紙配置。如果客戶僅提供紙箱重量、運輸、堆碼及印刷加工工藝等方面的信息，那么我們也可以推算出紙箱的抗壓要求，再根據抗壓強度推算公式和邊壓強度推算公式反推出紙箱的邊壓強度值，并進而確定其用紙配置。詳見抗壓強度用紙配置流程圖。

（一級標題）紙箱抗壓強度設計公式

　　紙箱的抗壓強度由紙箱裝箱后的總重量、堆碼層數和安全系數決定。紙箱抗壓強度設計公式如下：
P＝G×（n-1） ×K
P表示紙箱空箱抗壓
G表示單個裝箱后的總重量
n表求紙箱裝機后的堆碼層數
K表示安全系數

舉例：
一款紙箱裝箱后總重量為15kg、其堆碼層數規定為9層，其安全系數設定為5.5，則其抗壓值應為多少？
題解 代入公式P＝G×（n-1） ×K
＝15×8×5.5
＝660kg

安全系數設計方法

　　紙箱在流通過程中所受的影響，除了堆碼的重量外，還受堆放時間?p溫濕環境?p內裝物水分?p振動沖擊等因素的影響，考慮到這些因素都會造成紙箱抗壓強度下降，因此必須設定一個安全系數，確保紙箱在各種因素的作用下，抗壓強度下降后仍有足夠的能力承受堆碼在其上面紙箱的重量。

　　一般來說，內裝物可以承受一定的抗壓，且內裝物為運輸流通過程較簡短的內銷品時，安全系數設為3～5左右。內裝物本身排放出水分，或者內裝物為易損的物品，堆碼時間較長、流通環節較多，或者保管條件?p流通條件惡劣時，安全系數設為5～8。

　　安全系數可以在各種各樣的導致抗壓強度降低的主要因素確定的前提下，根據一定的方法計算出。
             1
K＝-----------------------------
（1-a）（1-b）（1-c）（1-d）（1-e）…

a：溫濕度變化導致的降低率
b：堆放時間導致的降低率
c：堆放方法導致的降低率
d：裝卸過程導致的降低率
e：其它

舉例：
a：溫濕度變化導致紙箱壓降低率為40%
b：堆放時間導致的降低率為30%
c：堆碼方法導致的降低率為20%
d：裝卸過程導致的降低率為10%
e：其它因素導致的降低率為10%

則安全系數
                    1
K＝---------------------------------------＝3.67
（1-0.4）（1-0.3）（1-0.2）（1-0.1） （1-0.1）

表四 安全系數設計參數表
裝箱后溫濕度環境變化
溫濕環境裝箱后從出廠到銷售過程中，存儲于干燥陰涼環境裝箱后通過陸路流通，但紙箱所處的溫濕環境變化較大裝箱后入貨柜，走海運出口
抗壓強度減損率 10% 30% 60%
裝箱后堆碼時間長短
堆碼時間 堆碼時間不超過1個月 堆碼1~2個月左右堆碼時間3個月以上
抗壓強度減損率 15％ 30％ 40％
裝箱后堆放方法
堆放方法紙箱采用角對角平行式堆碼紙箱堆放時不能箱角*對齊，但堆放整齊紙箱雜亂堆放
抗壓強度減損率 5％ 20％ 30％
裝卸流通過程
裝卸流通情況流通過程中僅裝卸一次，且裝卸時很少受到撞擊雖經多次裝卸，但裝卸時對紙箱撞擊較少從工廠到超市需經過多次裝卸，且運輸裝卸過程中常受撞擊
抗壓強度減損率 10％ 20％ 50％

其它需考慮的因素

　　其它影響因素糊料加入了防水耐潮的添加劑（安全系數設計時可從溫濕環境對抗壓的影響中減去）內裝物本身為貴重易損物件，對紙箱的保護性要求非常高

抗壓強度減損率 -10％ 60％

綜合舉例
有一款紙箱，紙箱裝貨后總重量為18kg，紙箱zui高堆碼層數為5層，紙箱為單色印刷、兩側嘜各有一個手挽，通過貨柜船運到美國，要求坑型為BC坑，尺寸為415 cm×124 cm×230cm，請設計其用紙配置。

題解：

*步：設定安全系數
因是通過貨柜出口，則設定溫濕度變化導致紙箱壓降低率為60％，設定堆放時間導致的降低率為30％，堆碼方法導致的降低率為20％；裝卸情況未做特殊說明，設定裝卸過程導致的降低率為20％。

則其安全系數 1
K＝---------------------------------＝5.6
  （1-0.6）（1-0.3）（1-0.2）（1-0.2）

第二步：推算抗壓強度
根據抗壓設計公式 P=G×（n-1） ×K
則該款紙箱的抗壓值應為 P=18×（5-1）×5.6
=403kg（3955N）

第三步：根據印刷加工工藝對抗壓強度進行修正
因紙箱為單色印刷、兩邊各打一手挽，所以需對推算的抗壓強度預以修正，以補償印刷加工工藝給抗壓帶來的減損。根據《紙箱抗壓強度值修正表》，單色印刷使抗壓減少6％，手挽使抗壓減少20％，則紙箱抗壓強度應設定為：
3955×（1+26％）＝4983N

第四步：根據抗壓強度推算公式反推出紙板邊壓強度
根據尺寸可知周長為1.078m，根據坑型可知紙板厚度為0.0065m，已知紙箱抗壓要求為3559N。
則代入紙箱抗壓推算公式：
B＝5.874×E× T×C
4983＝5.874×E× 1.078×0.0065
E＝10135N/m
則紙板的用紙配置必須達到10135N/m的邊壓才能滿足該款紙箱的要求。

第五步：zui后確定合理的用紙配置

　　根據邊壓強度公式，紙板的楞型，并結合工廠原紙的橫向環壓強度參數確定zui合理的用紙配置，在此不作列舉。